- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •2. Окислительно-восстановительные реакции в олимпиадных задачах Классификация овр
- •Составление уравнений методом электронного баланса
- •Алгоритм составления овр
- •Примеры
- •Реальные механизмы овр
- •Влияние условий на овр, расчет возможности протекания овр
- •1. Влияние температуры на течение овр
- •2. Влияние соотношения реагентов на протекание овр
- •3.3. Закономерности влияния среды на протекание овр
- •Примеры:
- •4. Влияние разбавления на протекание овр
- •5. Влияние степени измельчения твёрдых реагентов на ход овр
- •3. Задания для самостоятельной работы
Влияние условий на овр, расчет возможности протекания овр
1. Влияние температуры на течение овр
Влияние температуры на ход ОВР достаточно велико. Оно проявляется как в ОВР, протекающих в твёрдой фазе, так и в ОВР, идущих в растворах электролитов.
Рассмотрим несколько примеров:
1. Кристаллические нитраты щелочных и щелочноземельных металлов при умеренном нагревании разлагаются до нитритов, при сильном нагревании – до оксидов:
2NaNO3(кр) = 2NaNO2 + O2 , t = 380-550 0C, (примеси N2O, NO2),
4NaNO3(кр) = 2Na2O + 2N2 + 5O2 , t = 700-900 0C.
Ca(NO3)2(кp) = Ca(NO2)2 + O2 , t = 450-500 0C,
2Ca(NO3)2(кp) = 2CaO + 4 NO2 + O2 , t = 900 0C.
-
Обычно считается, что нитраты серебра и ртути (II) из-за неустойчивости их оксидов разлагаются сразу до металлов.
Для нитрата серебра это действительно так:
2AgNO3(кp) = 2Ag + 2NO2 + O2 , t = 300-500 0C.
Ag2O разлагается при температуре более низкой, чем разлагается нитрат:
2Ag2O = 4Ag + O2 , t = 160-300 0C.
Для нитрата ртути уже возможны два варианта разложения:
2Hg(NO3)2(кp) = 2HgO + 4NO2 + O2 , t = 360 0C,
Hg(NO3)2(кр) = Hg + 2NO2 + O2 , t = 400 0C.
Оксид ртути (II) более устойчив, чем оксид серебра, поэтому “игра” температурой позволяет “остановить” разложение как на стадии оксида, так и на стадии металла.
3. Достаточно сильно температура влияет и на разложение хлоратов:
4KClO3(кр) = KCl + 3KClO4 , t = 400 0C,
2KClO3(кр) = 2KCl + 3O2 , t > 400 0C или t = 150-300 0С, (катализатор MnO2).
4. Влияние температуры значительно и для ОВР, протекающих в растворах. В частности, повышение температуры увеличивает глубину диспропорционирования неметаллов:
2NaOH + Cl2 NaCl + NaClO + H2O, при охлаждении;
6NaOH + 3Cl2 5NaCl + NaClO3 + 3H2O, при нагревании.
5. Во многих пособиях для школьников написано, что металлы высокой активности восстанавливают концентрированную азотную кислоту до NH4NO3, а металлы средней активности до N2O. На самом деле термодинамические расчеты показывают, что даже цинк и железо, металлы средней активности способны восстановить HNO3 до NH4NO3. Реально, из-за разогревания и пересыщения раствора NO2 он, не успев восстановиться далее, десорбируется из раствора. При охлаждении концентрированной азотной кислоты снегом и приливании её к цинку по каплям, чтобы снизить скорость выделения тепла и саморазогревание системы, удаётся восстановить HNO3 цинком до NO:
3Zn + 8HNO3(конц) = 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O (при охлаждении).
Если бросить гранулу цинка в концентрированную азотную кислоту, то сначала выделяются бесцветные газообразные продукты. Очень быстро за счёт экзотермичности реакции система разогревается и вместо NO начинает выделяться NO2:
Zn + 4HNO3(конц) = Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O.
2. Влияние соотношения реагентов на протекание овр
Влияние соотношения реагентов на ход ОВР ярче заметно на примере реакций в твёрдой фазе. Например, кристаллический нитрат меди (II) по мере увеличения массовой доли магния может восстановиться вплоть до меди:
Сu(NO3)2 + Mg = CuO + MgO + 2NO2;
Cu(NO3)2 + 3Mg = CuO + 3MgO + 2NO (система закрыта, недостаток восстановителя);
Сu(NO3)2 + 5Mg = CuO + 5MgO + N2 (система закрыта);
Сu(NO3)2 + 9Mg = Cu + 6MgO + Mg3N2 (система закрыта, избыток восстановителя).