Zmanjševanje lastnosti ... Redox lastnosti

Oksidacijsko-redukcijske lastnosti posameznih atomov, pa tudi ionov, so pomembna v sodobni kemiji. Ta material pomaga razložiti delovanje elementov in snovi, da podrobno primerja kemične lastnosti različnih atomov.

Kaj je oksidant

Številni nalogi v kemiji, vključno s testnimi vprašanji enotnega državnega izpita v razredu 11, in OGE v 9. razredu, so povezani s tem konceptom. Oksidator se šteje za atome ali ione, ki v procesu kemijske interakcije vzamejo elektrone iz drugega iona ali atoma. Če analiziramo oksidacijske lastnosti atomov, potrebujemo periodični sistem Univerza Mendeleev. V obdobjih, ki ležijo v tabeli od leve proti desni, se oksidacijska sposobnost atomov poveča, to se spreminja podobno kot nekovinske lastnosti. V glavnih podskupinah se podobni parameter zmanjšuje od zgoraj navzdol. Med najmočnejšimi preprostimi snovmi z oksidativno sposobnostjo je vodja fluorid. Takšen izraz kot "elektronegativnost", to je možnost za atom, ki sprejema elektrone v primeru kemične interakcije, lahko štejemo kot sinonim za oksidacijske lastnosti. Med kompleksnimi snovmi, ki so sestavljene iz dveh ali več kemičnih elementov, lahko upoštevamo svetle oksidante: kalijev permanganat, kalijev klorat, ozon.

Kaj je reducent

Zmanjševalne lastnosti atomov so značilne za preproste snovi, ki kažejo kovinske lastnosti. V periodični tabeli se kovinske lastnosti levo-desno oslabijo in v glavnih podskupinah (navpično) povečajo. Bistvo izterjave v odtekanju elektronov, ki se nahajajo na zunanji ravni energije. Večje število elektronskih lupin (ravni), lažje je, da med kemijsko interakcijo dajo "ekstra" elektrone.

Odlične reducirne lastnosti so aktivne (alkalne, alkalno-zemeljske) kovine. Poleg tega bodo snovi, ki imajo podobne parametre, izbrali žveplov oksid (6), ogljikov monoksid. Da bi pridobili največjo stopnjo oksidacije, so te spojine prisiljene pokazati redukcijske lastnosti.

Oksidacijski proces

Če med kemijsko interakcijo atom ali ion daje elektrone drugemu atomu (ionu), govorimo o procesu oksidacije. Za analizo, kako se spreminjajo lastnosti in oksidacijska sposobnost, se bo zahtevala tabela Mendelejevovih elementov, pa tudi poznavanje sodobnih zakonov fizike.

Postopek obnovitve

Obnovitveni procesi prevzamejo sprejemanje ionov ali atomov elektronov iz drugih atomov (ionov) med neposredno kemijsko interakcijo. Odlične reducente so nitriti, sulfiti alkalijskih kovin. Zmanjševalne lastnosti v sistemu elementov se razlikujejo podobno kot kovinske lastnosti preprostih snovi.

Algoritem za analizo OVP

Da bi študent lahko pri končani kemični reakciji uredil koeficiente, je treba uporabiti poseben algoritem. Lastnosti zmanjševanja oksidacije pomagajo rešiti različne računske probleme v analitični, organski, splošni kemiji. Predlagamo vrstni red razčlenjevanja kakršnekoli reakcije:

1. Prvič, za vsak razpoložljivi element je pomembno določiti stopnjo oksidacije, pri čemer uporabimo pravila.
2. Nato ugotovite, kateri atomi ali ioni, ki so spremenili oksidacijsko stanje, sodelovali pri reakciji.
3. Znaki "minus" in "plus" označujeta število prostih elektronov, ki so bili odvzeti in prejeti med kemijsko reakcijo.
4. Nadalje, med številom vseh elektronov, se določi minimalni skupni večkratnik, to je celo število, ki ga preostali delijo prejeti in dostavljeni elektroni.
5. Nato se razdeli na elektrone, ki so sodelovali v kemični reakciji.
6. Nadalje ugotavljamo, kateri ioni ali atomi imajo lastnosti redukcijskih lastnosti in določajo tudi oksidante.
7. Na zadnji stopnji postavimo koeficiente v enačbo.

Z uporabo metode elektronskega ravnotežja bomo v določeni reakcijski shemi uredili koeficiente:

NaMnO₄ + vodikov sulfid + žveplova kislina = S + Mn SO₄ +hellip- + ...

Algoritem za reševanje problema

Ugotovimo, katere snovi mora nastati po interakciji. Ker ima reakcija že oksidacijsko sredstvo (to bo mangan) in je definirano redukcijsko sredstvo (to bo žveplo), nastanejo snovi, v katerih se oksidacijska stanja ne spreminjajo več. Ker je bila glavna reakcija med soljo in močno kislino, ki vsebuje kisline, bi bila ena od končnih snovi voda, druga pa natrijeva sol, natančneje natrijev sulfat.

Zdaj oblikujemo shemo za odvajanje in sprejemanje elektronov:

- Mn⁺⁷ traja 5 e = Mn^+2.

Drugi del sheme:

- S^-2 daje 2e = S⁰

Koeficiente smo postavili v začetno reakcijo, ne da bi pozabili, da povzamemo vse atome žvepla v delih enačbe.

2NaMnO₄ + 5H₂S + 3H₂Tako₄ = 5S + 2MnSO₄ + 8H₂O + Na₂Tako₄.

Analiza OBD s sodelovanjem vodikovega peroksida

Če uporabimo algoritem za analizo OVP, lahko formuliramo enačbo v nadaljevanju postopka:

vodikov peroksid + žveplova kislina + kalijev permanganat = Mn SO₄ + kisik + hellip- + ...

Stopnja oksidacije je spremenila ionski kisik (v vodikovem peroksidu) in kation mangana v kalijev permanganat. To pomeni, da sta prisotna redukcijsko sredstvo, kot tudi oksidant.

Določili bomo, katere snovi je mogoče še vedno pridobiti po interakciji. Ena izmed njih bo voda, kar je očitno reakcija med kislino in soljo. Kalij ni tvoril nove snovi, drugi proizvod bi bil kalijeva sol, namreč sulfat, saj je bila reakcija z žveplovo kislino.

Shema:

2O ^{- daje} 2 elektroni in se spremeni v O₂⁰ 5

Mn⁺⁷ traja 5 elektronov in postane ionski Mn⁺² 2

Postavili smo koeficiente.

5H₂O₂ + 3H₂Tako₄ + 2KMnO₄ = 5O₂ + 2Mn SO₄ + 8H₂O + K₂Tako₄

Primer analize IRS, ki vključuje kalijev kromat

Z uporabo metode elektronskega ravnotežja bomo sestavili enačbo s koeficienti:

FeCl₂ + klorovodikova kislina + kalijev kromat = FeCl₃+ CrCl₃ + hellip- + ...

Stopinje oksidacije so spremenile železo (v železovem II kloridu) in kromov ion v kalijevem dikromatu.

Zdaj bomo poskušali ugotoviti, katere druge snovi so oblikovane. Eden je lahko sol. Ker kalij ni tvoril nobene spojine, bo drugi proizvod kalijeva sol, natančneje klorid, ker je reakcija potekala s klorovodikovo kislino.

Naj naredimo shemo:

Fe⁺² daje e =Fe⁺³ 6 reducent,

2Cr⁺⁶ traja 6 e = 2Cr ⁺³ 1 oksidant.

Koeficiente postavimo v začetno reakcijo:

6K₂Cr₂O₇ + FeCl₂ + 14HCl = 7H₂O + 6FeCl₃ + 2CrCl₃ + 2KCl

Primer analize IRS, ki vključuje kalijev jodid

Oborožena s pravili, bomo sestavili enačbo:

Kalijev permanganat + žveplova kislina + kalijev jodid ... manganov sulfat + jod + hellip- + ...

Stopnje oksidacije so spremenile mangan in jod. To pomeni, da sta prisotna redukcijsko sredstvo in oksidant.

Zdaj bomo ugotovili, kaj se bo sčasoma oblikovalo v nas. Sestavina bo v kaliju, kar pomeni, da dobimo kalijev sulfat.

Restavrirani procesi se pojavljajo v jodovih ionih.

Naj naredimo shemo prenosa elektronov:

- Mn⁺⁷ traja 5 e = Mn⁺² 2 je oksidacijsko sredstvo,

- 2I^- daje nazaj2 e = I₂⁰ 5 je redukcijsko sredstvo.

Poskrbimo koeficientov v začetni reakciji, pa ne pozabite, da povzamem vse atome žvepla v enačbi.

210KI + KMnO₄ + 8H₂Tako₄ = 2MnSO₄ + 5I₂ + 6K₂Tako₄ + 8H₂O

Primer analize IRS, ki vključuje natrijev sulfit

Z uporabo klasične metode za shemo formuliramo enačbo:

- žveplova kislina + KMnO₄ + Natrijev sulfit ... natrijev sulfat + manganov sulfat + hellip- + ...

Po interakciji dobimo natrijevo sol, vodo.

Naj naredimo shemo:

- Mn⁺⁷ traja 5 e = Mn⁺² 2,

- S⁺⁴ daje 2 e = S⁺⁶ 5.

Poskrbimo koeficientov v tej reakciji se ne pozabite postaviti atome žvepla pri določanju koeficientov.

3H₂Tako₄ + 2KMnO₄ + 5Na₂Tako₃ = K₂Tako₄ + 2MnSO₄ + 5Na₂Tako₄ + 3H₂O.

Primer analize OBD, ki vključuje dušik

Izvedite naslednjo nalogo. Z uporabo algoritma bomo sestavili celotno enačbo reakcije:

- Manganov nitrat + dušikova kislina + PbO₂= HMnO₄+Pb (NO₃) ₂+

Poglejmo, kaj se snov še vedno oblikuje. Ker je reakcija potekala med močnim oksidantom in soljo, to pomeni, da bo snov voda.

Pokažimo spremembo števila elektronov:

- Mn⁺² daje 5 e = Mn⁺⁷ 2 kaže lastnosti redukcijskega sredstva,

- Pb⁺⁴ traja 2 e = Pb⁺² 5 z oksidacijskim sredstvom.

3. Poskrbimo koeficientov v začetni odziv, natančno sešteti vse prisotne dušika na levi strani začetne enačbe:

- 2Mn (NO₃)₂ + 6HNO₃ + 5PbO₂ = 2HMnO₄ + 5Pb (NO₃)₂ + 2H₂O.

V tej reakciji se ne kažejo reducirajoče lastnosti dušika.

Drugi vzorec reakcije oksidacije-redukcije z dušikom:

Zn + žveplova kislina + HNO₃= ZnSo₄ + NE + ...

- Zn⁰ daje 2 e = Zn⁺² 3 bo redukcijsko sredstvo,

N⁺⁵traja 3 e = N⁺² 2 je oksidacijsko sredstvo.

V dano reakcijo postavimo koeficiente:

3Zn + 3H₂Tako₄ + 2HNO₃ = 3ZnSO₄ + 2NO + 4H₂O.

Pomen reakcij oksidacije in redukcije

Najbolj znane reduktivne reakcije so fotosinteza, značilna za rastline. Kako se spreminjajo lastnosti zmanjševanja? Proces poteka v biosferi, kar vodi do povečanja energije preko zunanjega vira. Ta energija, ki jo človeštvo uporablja za svoje potrebe. Med primere oksidativnih in redukcijskih reakcij, povezanih s kemičnimi elementi, transformacije dušikove spojine, ogljik, kisik. Zaradi fotosinteze ima kopenska atmosfera takšno sestavo, ki je potrebna za razvoj živih organizmov. Zaradi fotosinteze se količina ogljikovega dioksida v zračni lupini ne poveča, površina Zemlje se ne pregreje. Rastlina se ne razvija le z reakcijo oksidacije in redukcije, temveč tudi tiste snovi, ki so potrebne za osebo kot kisik, glukoza. Brez te kemične reakcije je popolna količina snovi v naravi nemogoča, pa tudi obstoj organskega življenja.

Praktična uporaba OVR

Da bi ohranili površino kovine, je treba vedeti, da imajo aktivne kovine zmanjšanje lastnosti, tako da je mogoče površino nanositi s plastjo bolj aktivnega elementa in upočasniti proces kemične korozije. Zaradi prisotnosti oksidacijsko-redukcijskih lastnosti se izvaja čiščenje in dezinfekcija pitne vode. Nobenega problema ni mogoče rešiti brez pravilnega določanja koeficientov v enačbi. Da bi se izognili napakam, je pomembno imeti idejo o vseh oksidacijsko-redukcijskih parametrih.

Zaščita pred kemično korozijo

Poseben problem za človeško življenje in dejavnost je korozija. Kot rezultat te kemične transformacije je uničenje kovine, izgubijo svoje značilnosti delovanja avtomobilskih delov, strojnih orodij. Da bi odpravili podoben problem, se uporablja zaščita tekalne plasti, premaz kovine s slojem laka ali barve, uporaba antikorozijskih zlitin. Na primer, površina železa je prekrita s plastjo aktivne kovine - aluminij.

Zaključek

V človeškem telesu se pojavijo številne restavrativne reakcije, ki zagotavljajo normalno delovanje prebavnega sistema. Taki osnovni procesi vitalne aktivnosti, kot sta fermentacija, gnitje, dihanje, so povezani tudi z restavrativnimi lastnostmi. Imeti take priložnosti vsa živa bitja na našem planetu. Brez reakcij z odtekanjem in sprejemanjem elektronov ni mogoče izločiti mineralov, industrijske proizvodnje amoniaka, alkalij, kislin. V analizni kemiji vse metode volumetrične analize temeljijo na postopkih redukcije oksidacije. Boj proti takemu neprijetnemu pojavi kot kemični koroziji temelji tudi na poznavanju teh procesov.