Reducerende egenskaber har Redox-egenskaber

2024 Forfatter: Angel Austin | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-02 17:43

De individuelle atomers redoxegenskaber såvel som ioner er et vigtigt emne i moderne kemi. Dette materiale hjælper med at forklare aktiviteten af grundstoffer og stoffer, at udføre en detaljeret sammenligning af de kemiske egenskaber af forskellige atomer.

Hvad er et oxidationsmiddel

Mange opgaver i kemi, inklusive testspørgsmål til unified state-eksamenen i klasse 11, og OGE i klasse 9, er forbundet med dette koncept. Et oxidationsmiddel anses for at være atomer eller ioner, der i processen med kemisk interaktion accepterer elektroner fra en anden ion eller atom. Hvis vi analyserer atomernes oxiderende egenskaber, har vi brug for Mendeleevs periodiske system. I perioder placeret i tabellen fra venstre mod højre øges atomernes oxidationsevne, det vil sige, at den ændrer sig på samme måde som ikke-metalliske egenskaber. I hovedundergrupperne falder denne parameter fra top til bund. Blandt de stærkeste simple stoffer med oxiderende evne er fluor i spidsen. Et udtryk som "elektronegativitet", det vil sige et atoms evne til at tage i tilfælde af en kemisk interaktionelektroner, kan betragtes som synonymt med oxiderende egenskaber. Blandt komplekse stoffer, der består af to eller flere kemiske elementer, kan lyse oxidationsmidler overvejes: kaliumpermanganat, kaliumchlorat, ozon.

Hvad er et reduktionsmiddel

Atomers reducerende egenskaber er karakteristiske for simple stoffer, der udviser metalliske egenskaber. I det periodiske system svækkes metalliske egenskaber fra venstre mod højre i perioder, og i hovedundergrupperne (lodret) øges de. Essensen af genopretning er tilbagevenden af elektroner, som er placeret på det eksterne energiniveau. Jo større antal elektronskaller (niveauer), jo lettere er det at give "ekstra" elektroner væk under den kemiske interaktion.

Aktive (alkaliske, jordalkalimetaller) har fremragende reducerende egenskaber. Derudover fremhæver stoffer, der udviser lignende parametre, svovloxid (6), kulilte. For at opnå den maksimale oxidationstilstand tvinges disse forbindelser til at udvise reducerende egenskaber.

Oxidationsproces

Hvis et atom eller en ion under en kemisk interaktion giver elektroner til et andet atom (ion), taler vi om oxidationsprocessen. For at analysere, hvordan reducerende egenskaber og oxiderende kraft ændrer sig, har du brug for et periodisk system af grundstoffer samt viden om moderne fysiklove.

Gendannelsesproces

Reduktionsprocesser involverer accept af ioner af beggeatomer af elektroner fra andre atomer (ioner) under direkte kemisk interaktion. Fremragende reduktionsmidler er nitritter, sulfitter af alkalimetaller. De reducerende egenskaber i grundstofsystemet ændrer sig på samme måde som simple stoffers metalliske egenskaber.

OVR-parsingalgoritme

For at eleven kan placere koefficienterne i den færdige kemiske reaktion, er det nødvendigt at bruge en speciel algoritme. Redox-egenskaber hjælper også med at løse forskellige beregningsmæssige problemer inden for analytisk, organisk og generel kemi. Vi foreslår rækkefølgen af parsing af enhver reaktion:

For det første er det vigtigt at bestemme oxidationstilstanden for hvert tilgængeligt element ved hjælp af reglerne.
Dernæst er de atomer eller ioner, der har ændret deres oxidationstilstand, fast besluttet på at deltage i reaktionen.
Minus- og plustegnet angiver antallet af frie elektroner givet og modtaget under en kemisk reaktion.
Næste, mellem antallet af alle elektroner, bestemmes det mindste fælles multiplum, det vil sige et heltal, der divideres uden en rest med de modtagne og givne elektroner.
Derefter opdeles det i de elektroner, der er involveret i den kemiske reaktion.
Dernæst bestemmer vi, hvilke ioner eller atomer der har reducerende egenskaber, og vi bestemmer også oxidationsmidler.
På det sidste trin indsættes koefficienterne i ligningen.

Ved brug af den elektroniske balancemetode, lad os placere koefficienterne i dette reaktionsskema:

NaMnO₄ + svovlbrinte + svovlsyre=S + Mn SO_{4 +…+…}

Algorithme til løsning af problemet

Lad os finde ud af, hvilke stoffer der skal dannes efter interaktionen. Da der allerede er et oxidationsmiddel i reaktionen (det vil være mangan), og der er defineret et reduktionsmiddel (det vil være svovl), dannes der stoffer, hvor oxidationstilstandene ikke længere ændres. Da hovedreaktionen forløb mellem s altet og en stærk oxygenholdig syre, vil et af de endelige stoffer være vand, og det andet vil være natriums alt, mere præcist, natriumsulfat.

Lad os nu lave et skema for at give og modtage elektroner:

- Mn⁺⁷ tager 5 e=Mn^+2.

Anden del af ordningen:

- S^-2 gives2e=S⁰

Vi sætter koefficienterne i den indledende reaktion, uden at glemme at opsummere alle svovlatomerne i ligningens dele.

2NaMnO₄ + 5H₂S + 3H₂SO ₄ =5S + 2MnSO₄ + 8H₂O + Na₂SO _4.

Analyse af OVR, der involverer hydrogenperoxid

Ved brug af OVR-parsingalgoritmen kan vi sammensætte en ligning for den igangværende reaktion:

hydrogenperoxid + svovlsyre + kaliumpermagnat=Mn SO_{4 + oxygen + …+…}

Oxidationstilstandene ændrede oxygenionen (i hydrogenperoxid) og mangankationen i kaliumpermanganat. Det vil sige, at vi har et reduktionsmiddel samt et oxidationsmiddel

Lad os bestemme, hvilken slags stoffer der stadig kan opnås efter interaktionen. En af dem vil være vand, som helt åbenlyst er en reaktion mellem en syre og et s alt. Kalium dannede ikke en nystoffer, vil det andet produkt være et kaliums alt, nemlig sulfat, da reaktionen var med svovlsyre

Skema:

2O ^{– donerer} 2 elektroner og bliver til O ₂ ⁰ 5

Mn⁺⁷ accepterer 5 elektroner og bliver til Mn-ion^{+2 2}

Indstil koefficienterne.

5H₂O₂ + 3H₂SO₄ + 2KMnO₄=5O₂ + 2Mn SO₄ + 8H ₂O + K₂SO₄

Eksempel på OVR-analyse, der involverer kaliumchromat

Ved brug af den elektroniske balancemetode laver vi en ligning med koefficienter:

FeCl₂ + s altsyre + kaliumchromat=FeCl₃+ CrCl_{3 + …+…}

Oxidationstilstande ændrede jern (i ferrichlorid II) og chromion i kaliumdichromat.

Lad os nu prøve at finde ud af, hvilke andre stoffer der dannes. Man kan være s alt. Da kalium ikke dannede nogen forbindelse, vil det andet produkt derfor være et kaliums alt, nærmere betegnet chlorid, fordi reaktionen fandt sted med s altsyre.

Lad os lave et diagram:

Fe⁺² giver e= Fe^{+3 6 reduktionsgear,}

2Cr⁺⁶ accepterer 6 e=2Cr ^{+31 oxidator.}

Indsæt koefficienterne i den indledende reaktion:

6K₂Cr₂O₇ + FeCl₂+ 14HCl=7H₂O + 6FeCl₃ + 2CrCl_{3 + 2KCl}

EksempelOVR-analyse, der involverer kaliumiodid

Væbnet med reglerne, lad os lave en ligning:

kaliumpermanganat + svovlsyre + kaliumiodid…mangansulfat + jod +…+…

Oxidationstilstande ændrede mangan og jod. Det vil sige, at der er et reduktionsmiddel og et oxidationsmiddel til stede.

Lad os nu finde ud af, hvad vi ender med. Forbindelsen vil være med kalium, det vil sige, vi får kaliumsulfat.

Genvindingsprocesser forekommer i jodioner.

Lad os udarbejde et elektronoverførselsskema:

- Mn⁺⁷ accepterer 5 e=Mn^{+2 2 er en oxidant,}

- 2I^- give away 2 e=I₂ ^{0 5 er et reduktionsmiddel.}

Placer koefficienterne i den indledende reaktion, glem ikke at opsummere alle svovlatomerne i denne ligning.

210KI + KMnO₄ + 8H₂SO₄ =2MnSO ₄ + 5I₂ + 6K₂SO₄ + 8H 2_O

Eksempel på analyse af OVR, der involverer natriumsulfit

Ved brug af den klassiske metode vil vi sammensætte en ligning for kredsløbet:

- svovlsyre + KMnO_{4 + natriumsulfit… natriumsulfat + mangansulfat +…+…}

Efter interaktion får vi natriums alt, vand.

Lad os lave et diagram:

- Mn⁺⁷ tager 5 e=Mn^{+2 2,}

- S⁺⁴ giver 2 e=S^{+6 5.}

Arranger koefficienterne i den pågældende reaktion, glem ikke at tilføje svovlatomerne, når du arrangerer koefficienterne.

3H₂SO₄ + 2KMnO₄ + 5Na₂ SO₃ =K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 5Na₂ SO₄ + 3H_2O.

Eksempel på analyse af OVR, der involverer nitrogen

Lad os udføre følgende opgave. Ved hjælp af algoritmen komponerer vi den komplette reaktionsligning:

- mangannitrat + salpetersyre + PbO₂=HMnO₄+Pb(NO₃₎ 2₊

Lad os analysere, hvilket stof der stadig dannes. Da reaktionen fandt sted mellem et stærkt oxidationsmiddel og s alt, betyder det, at stoffet bliver vand.

Vis ændringen i antallet af elektroner:

- Mn⁺² giver 5 e=Mn^{+7 2 udviser egenskaberne som et reduktionsmiddel,}

- Pb⁺⁴ tager 2 e=Pb^{+2 5 oxidator.}

3. Vi arrangerer koefficienterne i den indledende reaktion, sørg for at lægge alt det tilgængelige nitrogen sammen på venstre side af den oprindelige ligning:

- 2Mn(NO₃)₂ + 6HNO₃ + 5PbO 2 _=2HMnO4 _{+ 5Pb(NO}3₎2 _{+ 2H} 2_O.

Denne reaktion udviser ikke nitrogens reducerende egenskaber.

Anden redoxreaktion med nitrogen:

Zn + svovlsyre + HNO₃=ZnSO_{4 + NO+…}

- Zn⁰ give away 2 e=Zn^{+23 vil være en genopretter,}

N⁺⁵accepterer 3 e=N^{+2 2 er et oxidationsmiddel.}

Arranger koefficienterne i en given reaktion:

3Zn + 3H₂SO₄ + 2HNO₃ =3ZnSO ₄ + 2NO + 4H_2O.

Vigtigheden af redoxreaktioner

De mest berømte reduktionsreaktioner er fotosyntese, som er karakteristisk for planter. Hvordan ændres genoprettende egenskaber? Processen sker i biosfæren, fører til en stigning i energi ved hjælp af en ekstern kilde. Det er denne energi, som menneskeheden bruger til sine behov. Blandt eksemplerne på oxidative og reduktionsreaktioner forbundet med kemiske elementer er omdannelser af nitrogen, kulstof og oxygenforbindelser af særlig betydning. Takket være fotosyntesen har jordens atmosfære en sådan sammensætning, der er nødvendig for udviklingen af levende organismer. Takket være fotosyntesen øges mængden af kuldioxid i luftskallen ikke, Jordens overflade overophedes ikke. Planten udvikler sig ikke kun ved hjælp af en redoxreaktion, men danner også stoffer som ilt og glukose, der er nødvendige for mennesker. Uden denne kemiske reaktion er en fuld kredsløb af stoffer i naturen umulig, såvel som eksistensen af organisk liv.

Praktisk anvendelse af RIA

For at bevare metallets overflade skal du vide, at aktive metaller har genoprettende egenskaber, så du kan dække overfladen med et lag af et mere aktivt element, samtidig med at processen med kemisk korrosion sænkes. På grund af tilstedeværelsen af redoxegenskaber renses og desinficeres drikkevandet. Intet problem kan løses uden at placere koefficienterne korrekt i ligningen. For at undgå fejl er det vigtigt at have forståelse for al redoxparametre.

Beskyttelse mod kemisk korrosion

Korrosion er et særligt problem for menneskers liv og aktivitet. Som et resultat af denne kemiske transformation sker ødelæggelsen af metallet, bilens dele, værktøjsmaskiner mister deres operationelle egenskaber. For at rette op på et sådant problem bruges slidbanebeskyttelse, metal er belagt med et lag lak eller maling, og der anvendes anti-korrosionslegeringer. For eksempel er en jernoverflade dækket med et lag aktivt metal - aluminium.

Konklusion

Forskellige restitutionsreaktioner forekommer i den menneskelige krop, sikrer normal funktion af fordøjelsessystemet. Sådanne grundlæggende livsprocesser som gæring, henfald, respiration er også forbundet med genoprettende egenskaber. Alle levende væsener på vores planet har lignende evner. Uden reaktioner med tilbagevenden og accept af elektroner er minedrift, industriel produktion af ammoniak, alkalier og syrer umuligt. I analytisk kemi er alle metoder til volumetrisk analyse netop baseret på redoxprocesser. Kampen mod et så ubehageligt fænomen som kemisk korrosion er også baseret på viden om disse processer.