САМОСТІЙНА ПОЗААУДИТОРНА РОБОТА. 1.B чoмy пoлягaє cyть пpoцeciв oкcидaції тa віднoвлeння?
1.B чoмy пoлягaє cyть пpoцeciв oкcидaції тa віднoвлeння?
2.Скласти електронний баланс оксидаційно-відновних реакцій.
3.Підберіть стехіометричні коефіцієнти, складіть рівняння реакцій, що протікають за наступними схемами:
а) Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2S + H2O
б) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
в) H2S + KMnO4 + HCl → S + MnCl2 + KCl + H2O
г) Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + N2 + H2O
Дайте назви реагентам та продуктам реакції.
4.Загальні поняття: оксидник, відновник, процеси оксидації та відновлення. Ступінь оксидації атомів елементів у сполуках. Зміна ступеня окиснення у оксидаційно-відновних процесах.
5.Оксидаційно-відновні властивості елементів і їх сполук в залежності від електронної структури і положення в періодичній системі Д.І.Менделєєва.
6.Найважливіші оксидники і відновники. Спряжені пари оксидник-відновник. Оксидаційно-відновна подвійність.
7.Вплив рН середовища на напрям оксидаційно-відновних реакцій і характер продуктів. Навести приклади.
8.Типи оксидаційно-відновних реакцій. Навести приклади.
9.Напишіть рівняння хімічних реакцій, в яких оксидником є калію перманганат:
а) KMnO4 + FeS + H2SO4 →
б) KMnO4 + K2S + H2O →
в) KMnO4 + HCl →
г) KMnO4 + KI + H2SO4 →
д) KMnO4 + Zn + H2SO4 →
е) KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 →
KОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ
1.Процеси оксидації та відновлення.
2.Залежність оксидаційно-відновних процесів від ступеня оксидації їх атомів.
3.Найважливіші оксидники та відновники.
4.Якi peчовини нaзивaютьcя oкcидникaми, а якi вiднoвникaми?
5.Чи мoжe oднa і тa caмa peчовинa в oдниx peaкцiяx бyти oкcидникoм, a в іншиx віднoвникoм? Haвeдіть пpиклaди.
6.Як змінюєтьcя cтyпiнь oкcидaцiї oкcидникa тa вiднoвникa пpи oкcидaцiйнo-вiднoвниx peaкцiяx?
7.Як підбирати коефіцієнти рівнянь оксидаційно-відновних реакцій?
8.Типи оксидаційно-відновних реакцій.
9.Зміна енергії йонізації і спорідненності до електрону елементів в періодах і групах періодичної системи Д.І.Менделєєва.
10.Закінчіть рівняння реакцій:
а) Cu + HNO3 (к.)®
б) K2Cr2O7 + K2S + H2O ®
в) Cl2 + I2 + H2O ®
г) Zn + HNO3 (р.)®
д) Sn + HNO3 (к.)®
11.Закінчити рівняння оксидаційно-відновних реакцій, визначте оксидник та відновник, вкажіть процеси оксидації та відновлення й тип реакцій:
а) HClO3 → ClO2 + HClO4 + H2O
б) Cl2 + KOH → KCl + KClO3 + H2O
в) K2Cr2O7 + H2S + H2SO4 → S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
г) KMnO4 + NaNO2 + H2SO4 → MnSO4 + NaNO3 + K2SO4 + H2O
д) AgNO3 → Ag + NO2 + O2
е) K2Cr2O7 + Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
є) As2S3 + HNO3 + H2O → H3AsO4 + H2SO4 + NO
САМОСТІЙНА АУДИТОРНА РОБОТА
1.Виконання дослідів, описаних в даних методичних вказівках.
2.Обговорення результатів та оформлення висновків.
3.Оформлення та захист протоколу.
4.Відповіді на запитання, запропоновані викладачем, з використанням записів на дошці.
5.Розв'язування розрахункових задач, запропонованих викладачем.
ХІД РОБОТИ
Теоретична частина
Оксидаційно-відновними називають такі реакції, під час яких змінюється ступінь оксидації елементів, що входять до складу реагуючих речовин. З точки зору електронної теорії оксидацією називається процес віддачі атомом або йоном електронів, а відновленням - процес приєднання електронів.
Речовини, атоми або йони яких приєднують електрони, називають оксидниками. Приєднуючи до себе електрони, оксидник відновлюється.
Речовини, атоми або йони яких віддають електрони, називають відновниками. Віддаючи електрони, відновник оксидується. Загальне число електронів, відданих відновником, завжди дорівнює числу електронів, приєднаних оксидником.
У більшості випадків оксидаційно-відновні реакції є досить складними, тому при складанні рівнянь цих реакцій користуються спеціальним способом знаходження коефіцієнтів для відновника та оксидника, який називається електронним балансом.
Наводимо загальну схему складання хімічного рівняння за цим способом; наприклад, оксидація сульфітної кислоти нітратною кислотою:
1.Записують схему реакції, тобто оксидник, відновник і продукти їх взаємодії:
2.Встановлюють ступінь оксидації тих елементів, у яких він змінюється під час реакції:
3.Записують електронні схеми:
4.Підбирають основні коефіцієнти, за допомогою яких зрівнюють сумарні числа електронів, відданих йонами Сульфуру і приєднаних йонами Нітрогену. Для цього знаходять найменше кратне до чисел, відданих і приєднаних електронів і знаходять коефіцієнти:
5.Знайдені коефіцієнти записують в схему реакції відповідно перед відновником та оксидником. Разом з тим перевіряють кількість числа йонів Сульфуру та Нітрогену у вихідних та кінцевих продуктах реакції та зрівнюють їх, виставляючи перед продуктами реакції відповідні коефіцієнти.
6. Порівнюють в обох частинах рівняння числа йонів тих елементів, які під час реакції не змінюють ступеня оксидації. Так, до складу вихідних речовин входить 8 йонів Гідрогену і 15 йонів Оксигену, а до продуктів реакції - відповідно 6 і 14. З цього видно, що в результаті реакції утворюється ще одна молекула води. Отже, рівняння реакції має такий кінцевий вигляд:
Деякі додаткові вказівки
1.Якщо коефіцієнти оксидника або відновника є непарними числами, а в результаті реакції утворюється парне число йонів або атомів, то основні коефіцієнти подвоюють:
2.Якщо реакція відбувається в кислому середовищі, то кислота теж бере участь у реакції та витрачається для утворення солі і води. Для створення кислого середовища звичайно застосовують розведену сульфатну кислоту, а не хлоридну або нітратну, бо хлоридна кислота сама є відновником, а нітратна - оксидником. Коефіцієнт перед кислотою виставляється після обчислення потрібної кількості кислотних залишків для зв'язування катіонів металу, що утворилися внаслідок зміни ступеня оксидації або розкладу сполуки, до якої вони входять. Кількість молекул води, утворених при реакції, обчислюють після знаходження числа молекул кислоти:
3.Коли оксидником або відновником є кислота, то частина її витрачається для оксидаційно-відновного процесу, а частина - для утворення солі. Загальна кількість її молекул дорівнює сумі обох частин, які для зручності обчислень записують окремо:
4.Якщо реакція відбувається в лужному середовищі, то луг теж бере участь в реакції і витрачається на утворення солі і води. Для створення лужного середовища вживають переважно 
, 
або 
. Коефіцієнт перед лужним компонентом виставляють після визначення потрібної кількості катіонів металу для зв'язування утворених під час реакції кислотних залишків. Після цього обчислюють кількість молекул води:
5.Якщо оксидником або відновником є гідрогену пероксид / 
/, то можна умовно прийняти, що Оксиген має ступінь оксидації 1- / 
/ і кожен йон його приєднує один електрон, коли є оксидником і віддає один електрон, коли є відновником:
а) 
б) 
6.Коли електрони віддають і приєднують йони того самого елементу, що входить до складу одної речовини, то частина її йонів виступає в ролі оксидника, а частина - відновника. Під час реакції позитивний ступінь оксидації перших знижується, а других підвищується. Для зручності складання рівнянь такі речовини в рівнянні записують двічі: як оксидник і як відновник:
7.Якщо оксидуються або відновлюються йони кількох елементів, що входять до складу даної речовини, то числа відданих або приєднаних електронів треба обчислювати разом для всіх йонів, що змінюють ступінь оксидації.
До оксидників належать: кисень, вільні галогени і їх сполуки 
, а також 
, H2SO4 конц., солі металів з вищими ступенями оксидації ( 
), пероксиди 
, оксиди металів з вищими ступенями оксидації.
Відновниками можутьбути 
, активні метали (вільні): 
, галогеноводні.
Речовини, що містять у своєму складі елементи з максимальним і мінімальним ступенем оксидації можуть бути відповідно лише оксидниками (наприклад 
) або тільки відновниками ( 
).
Експериментальна частина
Прилади, посуд, реактиви
1.Штатив з пробірками
2.Розчин 
3. 
конц.
4.Розчин 
5.-"- КJ
6.-"- 
7.-“- 
8.-"- КОН (30%)
9.-"- 
10. 
порошок