ЗАНЯТТЯ № 15

Тема: ОКИСНО–ВІДНОВНІ РЕАКЦІЇ

Мета заняття: ознайомитись з окисно-відновними процесами, засвоїти поняття «окисник», «відновник», «ступінь окиснення». Навчитись розрізняти процеси окиснення та відновлення. Вивчити вплив середовища на окисно-відновні процеси.

ПИТАННЯ ДЛЯ ПІДГОТОВКИ

1. Ступені окиснення елементів.

2. Процеси окиснення та відновлення.

3. Основні окисники та відновники.

4. Типи окисно-відновних реакцій.

5. Вплив середовища на окисно-відновні процеси.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Реакції, які супроводжуються зміною ступеня окиснення елементів, називають окисно-відновними (ОВР).

Ступінь окиснення елемента (ст.ок.) – умовний заряд, який обчислюється, виходячи з припущення, що електронейтральна молекула складається тільки з іонів. Наприклад: , , , , .

Зміна ступеня окиснення в хімічних реакціях зумовлюється зміщенням електронів від одного атома до іншого (повне зміщення у випадку утворення іонного зв’язку і часткове – коли зв’язок ковалентний полярний).

Наприклад, при взаємодії електронейтральних атомів натрію і хлору утворюється два заряджених іони: і :

.

Втрата електронів – процес окиснення:

Приєднання електронів – процес відновлення:

.

Атоми, молекули або іони, що віддають електрони (збільшують ст.ок.), називають відновниками (). У реакції відновники окиснюються. Атоми, молекули або іони, що приєднують електрони (зменшують ст.ок.), називають окисниками (). Під час реакції вони відновлюються.

У ОВР процеси окиснення і відновлення взаємопов’язані: число електронів, які віддає відновник, завжди рівне числу електронів, які приєднує окисник.

Ступені окиснення позначають над символом елемента арабською цифрою із знаком «+» чи «–», наприклад: Mn⁺², Mn⁺⁷, S^-2,

N^-3, P⁺⁵.

Правила визначення ступеня окиснення

1. Ступінь окиснення елементів в простих речовинах дорівнює 0: , , , .

2. В іонних сполуках ступінь окиснення дорівнює заряду іона: ступінь окиснення –1; ступінь окиснення +1.

3. Сума ступенів окиснення всіх атомів або іонів, які входять до складу сполуки, рівна нулю, бо молекула електронейтральна. Наприклад: : .

4. Cума ступенів окиснення всіх атомів у іоні дорівнює заряду іона. Зарад іона єсумою ступенів окиснення сульфуру:

і оксигену : .

5. Окремі елементи майже в усіх своїх сполуках проявляють один і той же ступінь окиснення. До таких належать елементи:

K⁺¹, Na⁺¹, Н⁺¹ (за виключенням гідридів металів, де Гідроген має ступінь окиснення -1: NaH^-1, KH^-1, CaH₂^-1), Mg⁺², Ca ⁺²; F^-1; Al⁺³;

Cl^-1 (у сполуках з Гідрогеном і металами); O^-2 (за винятком пероксидів H₂O^-1₂, Na₂O^-1₂).

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА

Дослід 1. Окиснення натрій сульфіту калій біхроматом

Налити в пробірку 1-2 мл розчину К ₂ Cr ₂ O ₇, підкислити його розбавленою сульфатною кислотою і додати розчин натрій сульфіту. Спостерігати зміну оранжевого забарвлення розчину на зелений внаслідок відновлення іонів Cr ₂ O ₇^-2 до Cr ⁺³. Іон SO ₃^-2 окислюється при цьому в SO ₄^-2. Записати рівняння реакції, урівняти його методом електронного балансу.

Дослід 2. Окиснювальні властивості іонів Fe ³⁺

Налити в пробірку 1-2 мл розчину ферум (ІІІ) хлориду, добавити 1-2 мл розчину калій йодиду і 1 мл розчину крохмалю. Що спостерігається? Записати рівняння реакції, урівняти його методом електронного балансу.

Дослід 3. Взаємодія міді з нітратною кислотою

В пробірку опустити мідну дротину і обережно налити 2-3 мл концентрованої нітратної кислоти. Спостерігати виділення газу. Скласти рівняння реакції і урівняти його методом електронного балансу.

Дослід 4. Залежність окиснювальної здатності від рН середовища

У три пробірки налити по 1-2 мл розчину калій перманганату. Створити у пробірках різне середовище, додавши по 1 мл: в першу пробірку – розведеної сульфатної кислоти, в другу – дистильованої води, в третю – розчину натрій гідроксиду. Перемішати розчини скляною паличкою. В кожну пробірку долити розчин натрій сульфіту до зміни забарвлення. Записати спостереження. Методом електронного балансу підібрати коефіцієнти у виконаних реакціях:

;

;

Зробити висновок про залежність сили окисника від реакції середовища.

ЗАДАЧІ ТА ВПРАВИ

1. Визначити ступінь окиснення елементів у слідкуючих речовинах: , , _, , , , .

2. Які з наведених нижче схем виражають процес окиснення, а які – відновлення:

; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; .

Визначити число електронів, які втрачаються або приєднуються в кожному процесі.

3. Які властивості – окисні чи відновні – виявляють речовини:

, , , _, , ?

ЛІТЕРАТУРА: [1 – с. 234-235, с.273-279; 2 – с. 152-159;

3 – с. 285-310; 4 – с. 129-140].