Ի՞նչ պատասխանել այն մարդուն, ով հետաքրքրված է, թե ինչպես լուծել ռեդոքս ռեակցիաները: Դրանք անլուծելի են։ Այնուամենայնիվ, ինչպես մյուսները: Քիմիկոսները սովորաբար չեն լուծում ռեակցիաները կամ դրանց հավասարումները։ Օքսիդացում-վերականգնման ռեակցիայի (ORR) համար կարող եք ստեղծել հավասարում և դրա մեջ տեղադրել գործակիցները: Եկեք նայենք, թե ինչպես դա անել:
Օքսիդացնող և վերականգնող նյութ
Redox ռեակցիան այն ռեակցիան է, որի ժամանակ փոխվում են ռեակտիվների օքսիդացման վիճակները: Դա տեղի է ունենում այն պատճառով, որ մասնիկներից մեկը հրաժարվում է իր էլեկտրոններից (այն կոչվում է վերականգնող նյութ), իսկ մյուսն ընդունում է դրանք (օքսիդացնող նյութ):
Կրճատող նյութը, կորցնելով էլեկտրոնները, օքսիդանում է, այսինքն՝ մեծացնում է օքսիդացման վիճակի արժեքը։ Օրինակ՝ մուտքը. 
նշանակում է, որ ցինկը տվել է 2 էլեկտրոն, այսինքն՝ օքսիդացել է։ Նա վերականգնող է։ Օքսիդացման աստիճանը, ինչպես երևում է վերը նշված օրինակից, աճել է։ 
– այստեղ ծծումբն ընդունում է էլեկտրոններ, այսինքն՝ կրճատվում է։ Նա օքսիդացնող նյութ է: Նրա օքսիդացման մակարդակը նվազել է։
Ինչ-որ մեկին կարող է հետաքրքրել, թե ինչու, երբ էլեկտրոնները ավելանում են, օքսիդացման աստիճանը նվազում է, իսկ երբ դրանք կորչում են, ընդհակառակը, ավելանում է: Ամեն ինչ տրամաբանական է. Էլեկտրոնը -1 լիցք ունեցող մասնիկ է, հետևաբար, մաթեմատիկական տեսանկյունից մուտքը պետք է կարդալ հետևյալ կերպ՝ 0 – (-1) = +1, որտեղ (-1) էլեկտրոնն է։ Այնուհետև դա նշանակում է՝ 0 + (-2) = -2, որտեղ (-2) երկու էլեկտրոններն են, որոնք ընդունել է ծծմբի ատոմը։
Այժմ դիտարկենք մի ռեակցիա, որում տեղի են ունենում երկու գործընթացները.
Նատրիումը փոխազդում է ծծմբի հետ՝ առաջացնելով նատրիումի սուլֆիդ։ Նատրիումի ատոմները օքսիդանում են՝ միաժամանակ թողնելով մեկ էլեկտրոն, մինչդեռ ծծմբի ատոմները կրճատվում են՝ ստանալով երկուսը։ Այնուամենայնիվ, դա կարող է լինել միայն թղթի վրա: Իրականում, օքսիդացնող նյութը պետք է իր մեջ ավելացնի ճիշտ այնքան էլեկտրոն, որքան նրանց տվել է վերականգնող նյութը։ Բնության մեջ հավասարակշռությունը պահպանվում է ամեն ինչում, ներառյալ ռեդոքս պրոցեսները: Եկեք ցույց տանք այս ռեակցիայի էլեկտրոնային հաշվեկշիռը.
Տրված և ստացված էլեկտրոնների քանակի ընդհանուր բազմապատիկը 2 է: Այն բաժանելով տրված էլեկտրոնների թվին նատրիումի (2:1=1) և ծծմբի (2:2=1) ստացվում են այս հավասարման գործակիցները: Այսինքն, հավասարման աջ և ձախ կողմերում պետք է լինի մեկական ծծմբի ատոմ (այն արժեքը, որը ստացվում է ընդհանուր բազմապատիկը բաժանելով ծծմբի կողմից ընդունված էլեկտրոնների թվին), և երկու նատրիումի ատոմ։ Ձախ կողմում գրված դիագրամում դեռ կա միայն մեկ նատրիումի ատոմ: Կրկնապատկենք այն՝ նատրիումի բանաձևի դիմաց դնելով 2 գործակից։ Նատրիումի ատոմների աջ կողմն արդեն պարունակում է 2 (Na2S):
Մենք կազմել ենք ամենապարզ ռեդոքս ռեակցիայի հավասարումը և դրա մեջ տեղադրել գործակիցները՝ օգտագործելով էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդը։
Եկեք նայենք, թե ինչպես «լուծել» ավելի բարդ ռեդոքս ռեակցիաները: Օրինակ, երբ խտացված ծծմբաթթուն փոխազդում է նույն նատրիումի հետ, առաջանում են ջրածնի սուլֆիդ, նատրիումի սուլֆատ և ջուր։ Եկեք գրենք դիագրամը.
Եկեք որոշենք բոլոր տարրերի ատոմների օքսիդացման վիճակները.
Փոխվել է արվեստը. միայն նատրիում և ծծումբ: Եկեք գրենք օքսիդացման և նվազեցման կիսա-ռեակցիաները.
Գտնենք ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը 1-ի (նատրիումի քանի էլեկտրոն է տվել) և 8-ի (ծծմբի կողմից ընդունված բացասական լիցքերի թիվը) միջև, բաժանենք այն 1-ի, այնուհետև 8-ի: Ստացվում է Na-ի և S-ի ատոմների թիվը երկուսի վրա։ աջ և ձախ:
Եկեք դրանք գրենք հավասարման մեջ.
Հաշվեկշռից գործակիցները դեռ չենք դնում ծծմբաթթվի բանաձևի դիմաց։ Մենք հաշվում ենք այլ մետաղներ, եթե այդպիսիք կան, ապա թթուների մնացորդները, ապա H, և վերջին, բայց ոչ կարևորը, մենք ստուգում ենք թթվածնի առկայությունը:
Այս հավասարման մեջ աջ և ձախ նատրիումի 8 ատոմ պետք է լինի, ծծմբաթթվի մնացորդներն օգտագործվում են երկու անգամ։ Դրանցից 4-ը դառնում են աղ ձեւավորողներ (Na2SO4-ի մի մասը), իսկ մեկը վերածվում է H2S-ի, այսինքն՝ պետք է սպառվի ընդհանուր առմամբ 5 ծծմբի ատոմ։ Ծծմբաթթվի բանաձեւի դիմաց դնում ենք 5։
Ստուգում ենք H՝ ձախ կողմում կա 5×2=10 H ատոմ, աջ կողմում՝ ընդամենը 4, այսինքն՝ ջրի դիմաց դնում ենք 4 գործակից (չի կարելի դնել ջրածնի սուլֆիդի դիմաց, քանի որ այն. հավասարակշռությունից հետևում է, որ աջ և ձախ կողմում պետք է լինի 1 H2S մոլեկուլ: Ստուգում ենք թթվածնի առկայությունը: Ձախ կողմում կա 20 O ատոմ, աջում՝ 4x4 ծծմբաթթվից և ևս 4-ը՝ ջրից: Ամեն ինչ համընկնում է, որը նշանակում է, որ գործողությունները ճիշտ են կատարվել:
Սա գործունեության տեսակներից մեկն է, որը կարող է մտքում ունենալ մեկը, ով հարցրել է, թե ինչպես լուծել ռեդոքս ռեակցիաները: Եթե այս հարցը նշանակում էր «ավարտել ORR հավասարումը» կամ «ավելացնել ռեակցիայի արտադրանքը», ապա նման առաջադրանքն ավարտելու համար բավարար չէ էլեկտրոնային հաշվեկշիռ կազմելը: Որոշ դեպքերում դուք պետք է իմանաք, թե որոնք են օքսիդացման/վերականգնման արտադրանքները, ինչպես են դրանց վրա ազդում շրջակա միջավայրի թթվայնությունը և տարբեր գործոններ, որոնք կքննարկվեն այլ հոդվածներում:
Redox ռեակցիաներ - տեսանյութ
Քիմիական ռեակցիաների ամբողջ բազմազանությունը կարելի է կրճատել երկու տեսակի. Եթե ռեակցիայի արդյունքում տարրերի օքսիդացման վիճակները չեն փոխվում, ապա այդպիսի ռեակցիաները կոչվում են փոխանակումհակառակ դեպքում - ռեդոքսռեակցիաներ.
Քիմիական ռեակցիաների առաջացումը պայմանավորված է արձագանքող նյութերի միջև մասնիկների փոխանակմամբ։ Օրինակ, չեզոքացման ռեակցիայում տեղի է ունենում փոխանակում թթվի և հիմքի կատիոնների և անիոնների միջև, որի արդյունքում ձևավորվում է թույլ էլեկտրոլիտ՝ ջուր.
Հաճախ փոխանակումն ուղեկցվում է էլեկտրոնների մի մասնիկից մյուսին տեղափոխմամբ։ Այսպիսով, երբ ցինկը փոխարինում է պղնձին պղնձի (II) սուլֆատի լուծույթում
Ցինկի ատոմներից էլեկտրոնները գնում են պղնձի իոններ.
Մասնիկի էլեկտրոններ կորցնելու գործընթացը կոչվում է օքսիդացում, իսկ էլեկտրոնների ձեռքբերման պրոցեսն է վերականգնում. Օքսիդացումը և վերականգնումը տեղի են ունենում միաժամանակ, հետևաբար փոխազդեցությունները, որոնք ուղեկցվում են էլեկտրոնների մի մասնիկից մյուսին տեղափոխմամբ, կոչվում են. ռեդոքս ռեակցիաներ.
Էլեկտրոնների փոխանցումը կարող է թերի լինել: Օրինակ, ռեակցիայի մեջ
Ցածր բևեռային C-H կապերի փոխարեն առաջանում են բարձր բևեռային H-Cl կապեր։ Օքսիդացման ռեակցիաները գրելու հարմարության համար օգտագործվում է օքսիդացման աստիճանի հասկացությունը, որը բնութագրում է քիմիական միացության տարրի վիճակը և ռեակցիաներում նրա վարքը։
Օքսիդացման վիճակ- արժեք, որը թվայինորեն հավասար է ֆորմալ լիցքին, որը կարող է վերագրվել տարրին՝ ելնելով այն ենթադրությունից, որ նրա կապերից յուրաքանչյուրի բոլոր էլեկտրոնները տեղափոխվել են տվյալ միացության ավելի էլեկտրաբացասական ատոմ:
Օգտագործելով օքսիդացման վիճակ հասկացությունը՝ մենք կարող ենք տալ օքսիդացման և նվազեցման գործընթացների ավելի ընդհանուր սահմանում։ Redoxկոչվում են քիմիական ռեակցիաներ, որոնք ուղեկցվում են ռեակցիայի մեջ ներգրավված նյութերի տարրերի օքսիդացման վիճակների փոփոխությամբ։ Կրճատման ընթացքում տարրի օքսիդացման աստիճանը նվազում է, օքսիդացման ժամանակ այն մեծանում է։ Այն նյութը, որը պարունակում է տարր, որը նվազեցնում է իր օքսիդացման վիճակը, կոչվում է օքսիդացնող նյութ; կոչվում է նյութ, որը պարունակում է տարր, որը բարձրացնում է օքսիդացման վիճակը նվազեցնող միջոց.
Միացության մեջ տարրի օքսիդացման վիճակը որոշվում է հետևյալ կանոնների համաձայն.
· Պարզ նյութում տարրի օքսիդացման աստիճանը զրո է.
· Մոլեկուլում ատոմների բոլոր օքսիդացման վիճակների հանրահաշվական գումարը հավասար է զրոյի.
· բարդ իոնում ատոմների բոլոր օքսիդացման վիճակների հանրահաշվական գումարը, ինչպես նաև պարզ միատոմ իոնում տարրի օքսիդացման վիճակը հավասար է իոնի լիցքին.
· Բացասական օքսիդացման վիճակ միացության մեջ դրսևորվում է ամենաբարձր էլեկտրաբացասականություն ունեցող տարրի ատոմներով.
· տարրի առավելագույն հնարավոր (դրական) օքսիդացման վիճակը համապատասխանում է այն խմբի թվին, որում տարրը գտնվում է D.I. Պարբերական աղյուսակում: Մենդելեևը.
Միացության մեջ տարրերի ատոմների օքսիդացման վիճակը գրված է տվյալ տարրի խորհրդանիշի վերևում՝ նշելով նախ օքսիդացման վիճակի նշանը, իսկ հետո, օրինակ, նրա թվային արժեքը։
Միացությունների մի շարք տարրեր ցուցադրում են մշտական օքսիդացման վիճակ, որն օգտագործվում է այլ տարրերի օքսիդացման վիճակները որոշելու համար.
Տարբեր տարրերի ատոմների ռեդոքս հատկությունները դրսևորվում են կախված բազմաթիվ գործոններից, որոնցից ամենակարևորներն են տարրի էլեկտրոնային կառուցվածքը, նյութում դրա օքսիդացման վիճակը և ռեակցիայի այլ մասնակիցների հատկությունների բնույթը: Այն միացությունները, որոնք պարունակում են առավելագույն (դրական) օքսիդացման աստիճան ունեցող տարրերի ատոմներ, օրինակ, կարող են կրճատվել միայն՝ հանդես գալով որպես օքսիդացնող նյութեր։ Նվազագույն օքսիդացման վիճակներով տարրեր պարունակող միացություններ, օրինակ. 
կարող է միայն օքսիդանալ և գործել որպես վերականգնող նյութեր:
Միջանկյալ օքսիդացման վիճակներով տարրեր պարունակող նյութեր, օրինակ. 
ունեն Redox երկակիություն. Կախված ռեակցիայի գործընկերոջից՝ նման նյութերն ընդունակ են և՛ ընդունելու (ավելի ուժեղ վերականգնող նյութերի հետ փոխազդելիս), և՛ նվիրաբերելու (ավելի ուժեղ օքսիդացնող նյութերի հետ փոխազդեցության ժամանակ) էլեկտրոններ։
Կրճատման և օքսիդացման արտադրանքի բաղադրությունը նույնպես կախված է բազմաթիվ գործոններից, ներառյալ միջավայրը, որտեղ տեղի է ունենում քիմիական ռեակցիան, ռեագենտների կոնցենտրացիան և օքսիդացման ռեդոքս գործընթացում գործընկերոջ ակտիվությունը:
Redox ռեակցիայի հավասարումը գրելու համար դուք պետք է իմանաք, թե ինչպես են փոխվում տարրերի օքսիդացման վիճակները և ինչ այլ վիճակների մեջ են մտնում օքսիդացնող և վերականգնող նյութը: Դիտարկենք առավել հաճախ օգտագործվող օքսիդացնող և վերականգնող նյութերի համառոտ բնութագրերը:
Ամենակարևոր օքսիդացնող նյութերը.Պարզ նյութերից բնորոշ ոչ մետաղներին բնորոշ են օքսիդացնող հատկությունները՝ ֆտոր F 2, քլոր Cl 2, բրոմ Br 2, յոդ I 2, թթվածին O 2։
Հալոգեններ, կրճատվելով, նրանք ձեռք են բերում -1 օքսիդացման վիճակ, իսկ ֆտորից յոդ թուլանում են դրանց օքսիդացնող հատկությունները (F 2-ը սահմանափակ օգտագործում է իր բարձր ագրեսիվության պատճառով).
ԹթվածինԿրճատվելով՝ ստանում է -2 օքսիդացման աստիճան.
Թթվածին պարունակող թթուների և դրանց աղերի շարքում ամենակարևոր օքսիդացնող նյութերը ներառում են ազոտական թթու HNO 3 և դրա աղերը, խտացված ծծմբաթթուն H 2 SO 4, թթվածին պարունակող հալոգեն թթուներ HHalOx և դրանց աղերը, կալիումի պերմանգանատ KMnO 4 և կալիումի երկռոմաթթուները: Cr 2 O 7.
Ազոտական թթու+5 օքսիդացման վիճակում ազոտի շնորհիվ ցուցադրում է օքսիդացնող հատկություններ: Այս դեպքում հնարավոր է տարբեր նվազեցման արտադրանքների ձևավորում.
Ազոտի կրճատման խորությունը կախված է թթվի կոնցենտրացիայից, ինչպես նաև վերականգնող նյութի ակտիվությունից, որը որոշվում է նրա ռեդոքսային ներուժով.
Նկ.1. Ազոտի կրճատման խորությունը կախված թթվի կոնցենտրացիայից:
Օրինակ, ցինկի (ակտիվ մետաղի) օքսիդացումը ազոտաթթվով ուղեկցվում է տարբեր վերականգնողական արտադրանքների ձևավորմամբ, HNO 3-ի մոտավորապես 2% (քաշ.) կոնցենտրացիայի դեպքում գերակշռում է ձևավորվում NH 4 NO 3.
HNO 3 կոնցենտրացիայի մոտ 5% (wt.) – N 2 O:
մոտ 30% (քաշ) HNO 3 կոնցենտրացիայի դեպքում – NO:
և HNO 3-ի մոտավորապես 60% (քաշ.) կոնցենտրացիայի դեպքում հիմնականում ձևավորվում է NO 2.
Ազոտական թթվի օքսիդատիվ ակտիվությունը մեծանում է կոնցենտրացիայի աճով, ուստի խտացված HNO 3-ը օքսիդացնում է ոչ միայն ակտիվ, այլև թեթևակի ակտիվ մետաղները, ինչպիսիք են պղինձը և արծաթը, առաջացնելով հիմնականում ազոտի օքսիդ (IV):
ինչպես նաև ոչ մետաղներ, ինչպիսիք են ծծումբը և ֆոսֆորը, օքսիդացնելով դրանք ավելի բարձր օքսիդացման վիճակներին համապատասխանող թթուների.
Ազոտական թթվի աղեր ( նիտրատներ) կարող է կրճատվել թթվային, և ակտիվ մետաղների և ալկալային միջավայրերի հետ փոխազդելիս, ինչպես նաև հալվածքներում.
Aqua regia– խտացված և ազոտական թթուների խառնուրդ՝ 1:3 ծավալային հարաբերակցությամբ խառնված: Այս խառնուրդի անվանումը պայմանավորված է նրանով, որ այն լուծում է նույնիսկ այնպիսի ազնիվ մետաղներ, ինչպիսիք են ոսկին և պլատինը.
Այս ռեակցիայի առաջացումը պայմանավորված է նրանով, որ aqua regia-ն արտազատում է նիտրոզիլ քլորիդ NOCl և ազատ քլոր Cl2.
որի ազդեցության տակ մետաղները վերածվում են քլորիդների։
Ծծմբաթթուցույց է տալիս օքսիդացնող հատկություններ խտացված լուծույթում ծծմբի պատճառով +6 օքսիդացման վիճակում:
Կրճատող արտադրանքի բաղադրությունը որոշվում է հիմնականում վերականգնող նյութի ակտիվությամբ և թթվի կոնցենտրացիայով.
Նկ.2. Նվազեցնելով ծծմբի ակտիվությունը՝ կախված
թթվի կոնցենտրացիան.
Այսպիսով, խտացված H 2 SO 4-ի փոխազդեցությունը ցածր ակտիվ մետաղների, որոշ ոչ մետաղների և դրանց միացությունների հետ հանգեցնում է ծծմբի օքսիդի (IV) ձևավորմանը.
Ակտիվ մետաղները խտացված ծծմբաթթուն վերածում են ծծմբի կամ ջրածնի սուլֆիդի.
այս դեպքում H 2 S, S և SO 2-ը միաժամանակ ձևավորվում են տարբեր հարաբերակցությամբ: Այնուամենայնիվ, այս դեպքում, H 2 SO 4-ի կրճատման հիմնական արտադրանքը SO 2-ն է, քանի որ թողարկված S և H 2 S-ը կարող են օքսիդացվել խտացված ծծմբաթթվով.
և դրանց աղերը (տես Աղյուսակ Ա.1.1) հաճախ օգտագործվում են որպես օքսիդացնող նյութեր, թեև դրանցից շատերն ունեն երկակի բնույթ: Որպես կանոն, այդ միացությունների վերականգնողական արտադրանքներն են քլորիդները և բրոմիդները (օքսիդացման վիճակ -1), ինչպես նաև յոդը (օքսիդացման աստիճան 0);
Այնուամենայնիվ, նույնիսկ այս դեպքում վերականգնող արտադրանքի բաղադրությունը կախված է ռեակցիայի պայմաններից, օքսիդացնող նյութի կոնցենտրացիայից և վերականգնող նյութի ակտիվությունից.
Կալիումի պերմանգանատ+7 օքսիդացման վիճակում մանգանի շնորհիվ ցուցադրում է օքսիդացնող հատկություններ: Կախված այն միջավայրից, որտեղ տեղի է ունենում ռեակցիան, այն վերածվում է տարբեր ապրանքների՝ թթվային միջավայրում՝ մանգանի (II) աղերի, չեզոք միջավայրում՝ մանգանի (IV) օքսիդի՝ հիդրատացված ձևով MnO(O) 2։ , ալկալային միջավայրում՝ դեպի մանգանատ, և նա
թթվային միջավայր
չեզոք միջավայր
ալկալային միջավայր
Կալիումի երկքրոմատ, որի մոլեկուլը ներառում է քրոմ +6 օքսիդացման վիճակում, ուժեղ օքսիդացնող նյութ է սինթրման ժամանակ և թթվային լուծույթում։
ցուցադրում է օքսիդացնող հատկություններ չեզոք միջավայրում
Ալկալային միջավայրում հավասարակշռությունը քրոմատ և երկքրոմ իոնների միջև
շարժվում է դեպի ձևավորում, հետևաբար ալկալային միջավայրում օքսիդացնող նյութը գտնվում է կալիումի քրոմատ K 2 СrO 4:
Այնուամենայնիվ, K 2 CrO 4-ը ավելի թույլ օքսիդացնող նյութ է K 2 Cr 2 O 7-ի համեմատ:
Իոններից օքսիդացնող հատկություն են ցուցաբերում ջրածնի իոն H+ և մետաղի իոնները ամենաբարձր օքսիդացման վիճակում։ Ջրածնի իոն H+-ը գործում է որպես օքսիդացնող նյութ, երբ ակտիվ մետաղները փոխազդում են նոսր թթվային լուծույթների հետ (բացառությամբ HNO 3-ի)
Մետաղական իոններհամեմատաբար բարձր օքսիդացման վիճակում, ինչպիսիք են Fe 3+, Cu 2+, Hg 2+, կրճատվում են՝ վերածվելով ավելի ցածր օքսիդացման իոնների
կամ մեկուսացված են իրենց աղերի լուծույթներից՝ մետաղների տեսքով
Ամենակարևոր նվազեցնող միջոցները. Պարզ նյութերի շարքում տիպիկ նվազեցնող նյութերը ներառում են ակտիվ մետաղներ, ինչպիսիք են ալկալիական և հողալկալիական մետաղները, ցինկը, ալյումինը, երկաթը և այլն, ինչպես նաև որոշ ոչ մետաղներ (ջրածին, ածխածին, ֆոսֆոր, սիլիցիում):
Մետաղներթթվային միջավայրում դրանք օքսիդացվում են դրական լիցքավորված իոնների.
Ալկալային միջավայրում ամֆոտերային հատկություններ ցուցաբերող մետաղները օքսիդացվում են. Այս դեպքում ձևավորվում են բացասական լիցքավորված անիոններ կամ հիդրոքսոմպոնենտներ.
Ոչ մետաղներ, օքսիդացող, առաջացնել օքսիդներ կամ համապատասխան թթուներ.
Նվազեցնող ֆունկցիաներ ունեն թթվածնազուրկ անիոնները, օրինակ՝ Cl-, Br-, I-, S 2-, H- և մետաղական կատիոնները ամենաբարձր օքսիդացման վիճակում:
Անընդմեջ հալոգենային իոններ, որոնք օքսիդանալիս սովորաբար առաջացնում են հալոգեններ.
նվազեցնող հատկությունները աճում են Cl-ից մինչև I-:
ՀիդրիդներՄետաղները ցուցադրում են նվազեցնող հատկություններ՝ կապված ջրածնի (օքսիդացման վիճակ -1) ազատ ջրածնի օքսիդացման պատճառով.
Մետաղական կատիոններամենացածր օքսիդացման վիճակում, ինչպիսիք են Sn 2+, Fe 2+, Cu +, Hg 2 2+ և այլն, օքսիդացնող նյութերի հետ փոխազդեցության ժամանակ օքսիդացման աստիճանը մեծանում է.
Redox երկակիություն.Պարզ նյութերի շարքում ռեդոքսային երկակիությունը բնորոշ է VIIA, VIA և VA տարրերի ենթախմբերին, որոնք կարող են կա՛մ բարձրացնել, կա՛մ նվազեցնել դրանց օքսիդացման վիճակը:
Հաճախ օգտագործվում է որպես օքսիդացնող նյութեր հալոգեններավելի ուժեղ օքսիդացնող նյութերի ազդեցության տակ նրանք ցուցաբերում են վերականգնող հատկություն (բացառությամբ ֆտորի): Նրանց օքսիդացման ունակությունները նվազում են, և նրանց վերականգնող հատկությունները աճում են Cl 2-ից մինչև I 2:
Նկ.3. Հալոգենների ռեդոքսային ունակությունը.
Այս հատկությունը ցույց է տալիս յոդի օքսիդացման ռեակցիան քլորի հետ ջրային լուծույթում.
Թթվածին պարունակող միացությունների բաղադրությունը, որոնք կրկնակի վարքագիծ են դրսևորում ռեդոքսային ռեակցիաներում, ներառում են նաև միջանկյալ օքսիդացման վիճակում գտնվող տարրեր։ Հալոգենների թթվածին պարունակող թթուներև դրանց աղերը, որոնց մոլեկուլները ներառում են հալոգեն միջանկյալ օքսիդացման վիճակում, կարող են հանդես գալ որպես օքսիդացնող նյութեր.
և նվազեցնող նյութեր
Ջրածնի պերօքսիդ, որը պարունակում է թթվածին օքսիդացման վիճակում -1, բնորոշ վերականգնող նյութերի առկայության դեպքում ցուցադրում է օքսիդացնող հատկություններ, քանի որ թթվածնի օքսիդացման վիճակը կարող է նվազել մինչև -2.
Վերջին ռեակցիան օգտագործվում է հին վարպետների նկարների վերականգնման ժամանակ, որոնց ներկերը, որոնք պարունակում են կապարի սպիտակ, սևանում են օդում առկա ջրածնի սուլֆիդի հետ փոխազդեցության պատճառով։
Ուժեղ օքսիդացնող նյութերի հետ փոխազդեցության ժամանակ ջրածնի պերօքսիդում ներառված թթվածնի օքսիդացման վիճակը մեծանում է մինչև 0, H 2 O 2-ը ցուցադրում է վերականգնող նյութի հատկություններ.
Ազոտական թթուԵվ նիտրիտներ, որոնք պարունակում են ազոտ +3 օքսիդացման վիճակում և կարող են նաև հանդես գալ որպես օքսիդացնող նյութեր
ինչպես նաեւ վերականգնողների դերում
Դասակարգում.Կան չորս տեսակի ռեդոքս ռեակցիաներ.
1. Եթե օքսիդացնող նյութը և վերականգնող նյութը տարբեր նյութեր են, ապա այդպիսի ռեակցիաները պատկանում են. միջմոլեկուլային. Նախկինում քննարկված բոլոր արձագանքները օրինակներ են:
2. Բարդ միացությունների ջերմային տարրալուծման ժամանակ, որոնք ներառում են օքսիդացնող և վերականգնող նյութ՝ տարբեր տարրերի ատոմների տեսքով, տեղի են ունենում ռեդոքս ռեակցիաներ, որոնք կոչվում են. ներմոլեկուլային:
3. Ռեակցիաներ անհամաչափություն (դիսմուտացիակամ, ըստ հնացած տերմինաբանության, ինքնաօքսիդացում - ինքնաբուժում) կարող է առաջանալ, եթե միջանկյալ օքսիդացման վիճակներում տարրեր պարունակող միացությունները ենթարկվեն այնպիսի պայմանների, որտեղ նրանք անկայուն են (օրինակ, բարձր ջերմաստիճանում): Այս տարրի օքսիդացման վիճակը և՛ մեծանում, և՛ նվազում է.
4. Ռեակցիաներ հակահամամասնություն (անցում) օքսիդացնող նյութի և վերականգնող նյութի փոխազդեցության գործընթացներ են, որոնք ներառում են օքսիդացման տարբեր աստիճաններով նույն տարրը: Արդյունքում, օքսիդացման և վերականգնման արտադրանքը տվյալ տարրի ատոմների միջանկյալ օքսիդացման վիճակ ունեցող նյութ է.
Կան նաև հակասական ռեակցիաներ. Օրինակ, ներմոլեկուլային հակահամամասնական ռեակցիան ներառում է ամոնիումի նիտրատի քայքայման ռեակցիան.
Հավասարումներ կազմելը.
Redox ռեակցիաների հավասարումները կազմվում են՝ հիմնվելով ռեակցիայից առաջ և հետո նույն ատոմների թվի հավասարության սկզբունքների վրա, ինչպես նաև հաշվի առնելով վերականգնող նյութի կողմից տրված էլեկտրոնների թվի հավասարությունը և ընդունված էլեկտրոնների թիվը։ օքսիդացնող նյութի կողմից, այսինքն. մոլեկուլների էլեկտրական չեզոքություն. Ռեակցիան ներկայացված է որպես երկու կես ռեակցիաների համակարգ՝ օքսիդացում և վերականգնում, որոնց գումարումը, հաշվի առնելով նշված սկզբունքները, հանգեցնում է գործընթացի ընդհանուր հավասարման կազմմանը։
Օքսիդացման ռեակցիաների համար հավասարումներ կազմելու համար առավել հաճախ օգտագործվում են էլեկտրոն-իոնների կիսարեակցիայի մեթոդը և էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդը։
Էլեկտրոն-իոն կիսարեակցիայի մեթոդօգտագործվում է ջրային լուծույթում տեղի ունեցող ռեակցիաների, ինչպես նաև այն նյութերի հետ կապված ռեակցիաների համար, որոնց տարրերի օքսիդացման վիճակը դժվար է որոշել (օրինակ՝ KNCS, CH 3 CH 2 OH) հավասարումներ կազմելու համար։
Ըստ այս մեթոդի, ռեակցիայի հավասարումը կազմելիս առանձնանում են հետևյալ հիմնական փուլերը.
ա) գրեք գործընթացի ընդհանուր մոլեկուլային դիագրամը՝ նշելով վերականգնող նյութը, օքսիդացնող նյութը և այն միջավայրը, որում տեղի է ունենում ռեակցիան (թթվային, չեզոք կամ ալկալային): Օրինակ
բ) հաշվի առնելով էլեկտրոլիտների տարանջատումը ջրային լուծույթում, այս սխեման ներկայացված է մոլեկուլային-իոն փոխազդեցության տեսքով. Իոնները, որոնց ատոմների օքսիդացման աստիճանները չեն փոխվում, գծապատկերում նշված չեն, բացառությամբ շրջակա միջավայրի իոնների (H +, OH -).
գ) որոշել վերականգնող նյութի և օքսիդացնող նյութի օքսիդացման աստիճանները, ինչպես նաև դրանց փոխազդեցության արտադրանքները.
զ) ավելացնել իոններ, որոնք չեն մասնակցել օքսիդացում-վերականգնման գործընթացին, հավասարեցնել դրանց քանակը աջ և ձախ և գրի առնել ռեակցիայի մոլեկուլային հավասարումը.
Ամենամեծ դժվարությունները ծագում են օքսիդացման և նվազեցման կիսա-ռեակցիաների համար նյութական հաշվեկշիռ կազմելիս, երբ փոխվում է թթվածնի ատոմների քանակը, որոնք կազմում են օքսիդացնողի և ռեդուկտորի մասնիկները։ Պետք է հաշվի առնել, որ ջրային լուծույթներում թթվածնի կապը կամ ավելացումը տեղի է ունենում ջրի մոլեկուլների և միջավայրի իոնների մասնակցությամբ։
Օքսիդացման գործընթացում թթվածնի մեկ ատոմի համար, որը կցվում է վերականգնող նյութի մասնիկին, թթվային և չեզոք միջավայրերում սպառվում է ջրի մեկ մոլեկուլ և ձևավորվում է երկու H + իոն. ալկալային միջավայրում սպառվում են երկու հիդրօքսիդ իոններ OH - և ձևավորվում է ջրի մեկ մոլեկուլ (Աղյուսակ 1.1):
Օքսիդացնող նյութի մեկ թթվածնի ատոմը թթվային միջավայրում կապելու համար կրճատման գործընթացում սպառվում է երկու H + իոն և ձևավորվում է մեկ ջրի մոլեկուլ. չեզոք և ալկալային միջավայրերում սպառվում է մեկ H 2 O մոլեկուլ և ձևավորվում է երկու OH - իոն (Աղյուսակներ 1, 2):
Աղյուսակ 1
Օքսիդացման ժամանակ թթվածնի ատոմների ավելացում վերականգնող նյութին
աղյուսակ 2
Օքսիդացնող նյութի թթվածնի ատոմների կապը վերականգնման գործընթացում
Էլեկտրոն-իոնային կիսա-ռեակցիաների մեթոդի առավելություններն այն են, որ ռեդոքս ռեակցիաների համար հավասարումներ կազմելիս հաշվի են առնվում լուծույթում գտնվող մասնիկների իրական վիճակները և գործընթացների ընթացքում շրջակա միջավայրի դերը, կարիք չկա օգտագործելու. օքսիդացման վիճակի պաշտոնական հայեցակարգը.
Էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդՕքսիդացման վիճակի փոփոխությունները և մոլեկուլի էլեկտրական չեզոքության սկզբունքը հաշվի առնելով, ունիվերսալ է։ Այն սովորաբար օգտագործվում է գազերի, պինդ մարմինների և հալվածքների միջև տեղի ունեցող ռեդոքս ռեակցիաների համար հավասարումներ կառուցելու համար:
Գործողությունների հաջորդականությունը, ըստ մեթոդի, հետևյալն է.
1) գրեք ռեակտիվների և ռեակցիայի արտադրանքների բանաձևերը մոլեկուլային տեսքով.
2) որոշել ատոմների օքսիդացման վիճակը, որոնք փոխում են այն ռեակցիայի ընթացքում.
3) օքսիդացման վիճակների փոփոխության հիման վրա որոշվում է վերականգնող նյութի կողմից տրված էլեկտրոնների և օքսիդացնող նյութի կողմից ընդունված էլեկտրոնների քանակը և կազմվում է էլեկտրոնային հաշվեկշիռ՝ հաշվի առնելով հավասարության սկզբունքը. տրված և ստացված էլեկտրոնների թիվը.
4) էլեկտրոնային հաշվեկշռի գործակիցները գրվում են ռեդոքս ռեակցիայի հավասարման մեջ՝ որպես հիմնական ստոյխիոմետրիկ գործակիցներ.
5) ընտրել ռեակցիայի մնացած մասնակիցների ստոյխիոմետրիկ գործակիցները.
Հավասարումներ կազմելիս պետք է հաշվի առնել, որ օքսիդացնող նյութը (կամ վերականգնող նյութը) կարող է սպառվել ոչ միայն հիմնական ռեդոքս ռեակցիայի մեջ, այլև արդյունքում ստացված ռեակցիայի արտադրանքները կապելիս, այսինքն՝ այն կարող է հանդես գալ որպես միջավայր և աղի ձևավորող:
Օրինակ, երբ միջավայրի դերը խաղում է օքսիդացնող նյութը, մետաղի օքսիդացման ռեակցիան է ազոտական թթուում, որը կազմված է էլեկտրոնային իոնային կիսա-ռեակցիաների մեթոդով.
Օրինակ, երբ վերականգնող նյութը միջավայրն է, որում տեղի է ունենում ռեակցիան, աղաթթվի օքսիդացումն է կալիումի երկքրոմատով, որը կազմված է էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդով.
Redox ռեակցիաների մասնակիցների քանակական, զանգվածային և ծավալային հարաբերությունները հաշվարկելիս օգտագործվում են քիմիայի հիմնական ստոյխիոմետրիկ օրենքները և, մասնավորապես, համարժեքների օրենքը։ Օքսիդացման պրոցեսների ուղղությունը և ամբողջականությունը որոշելու համար օգտագործվում են այդ համակարգերի թերմոդինամիկական պարամետրերի արժեքները, և երբ ռեակցիաները տեղի են ունենում ջրային լուծույթներում, օգտագործվում են համապատասխան էլեկտրոդային պոտենցիալների արժեքները:
Դասի ընթացքում կուսումնասիրենք «Օքսիդացում-վերականգնման ռեակցիաներ» թեման։ Դուք կսովորեք այս ռեակցիաների սահմանումը, դրանց տարբերությունները այլ տեսակի ռեակցիաներից: Հիշեք, թե ինչ է օքսիդացման թիվը, օքսիդացնող և վերականգնող նյութը: Սովորեք կազմել ռեդոքս ռեակցիաների էլեկտրոնային հաշվեկշռի դիագրամներ, ծանոթանալ ռեդոքս ռեակցիաների դասակարգմանը:
Թեմա՝ Redox ռեակցիաներ
Դաս. Redox Reactions
Ռեակցիաները, որոնք տեղի են ունենում արձագանքող նյութերը կազմող ատոմների օքսիդացման վիճակների փոփոխությամբ, կոչվում են. ռեդոքս . Օքսիդացման վիճակների փոփոխությունը տեղի է ունենում էլեկտրոնների վերականգնող նյութից օքսիդացնող նյութ տեղափոխելու պատճառով։ ատոմի պաշտոնական լիցքն է՝ ենթադրելով, որ միացության բոլոր կապերը իոնային են։
Օքսիդատոր - Սա մի նյութ է, որի մոլեկուլները կամ իոնները ընդունում են էլեկտրոններ։ Եթե տարրը օքսիդացնող նյութ է, ապա նրա օքսիդացման աստիճանը նվազում է:
О 0 2 +4е - → 2О -2 (Օքսիդացնող նյութ, վերականգնող գործընթաց)
Գործընթացը ընդունելությունէլեկտրոնները կոչվում են նյութեր վերականգնում. Գործընթացի ընթացքում օքսիդացնող նյութը նվազում է:
Նվազեցնող - Սա մի նյութ է, որի մոլեկուլները կամ իոնները հրաժարվում են էլեկտրոններից: Նվազեցնող նյութը մեծացնում է իր օքսիդացման վիճակը:
S 0 -4e - →S +4 (վերականգնող նյութ, օքսիդացման գործընթաց)
Գործընթացը վերադառնում էէլեկտրոնները կոչվում են. Գործընթացի ընթացքում վերականգնող նյութը օքսիդացվում է:
Օրինակ թիվ 1. Լաբորատորիայում քլորի արտադրություն
Լաբորատորիայում քլորը ստանում են կալիումի պերմանգանատից և խտացված աղաթթվից։ Կալիումի պերմանգանատի բյուրեղները տեղադրվում են Wurtz կոլբայի մեջ: Կոլբը փակեք կաթիլային ձագարով խցանով: Ձագարի մեջ լցնում են աղաթթուն։ Աղաթթուը թափվում է կաթիլային ձագարից: Անմիջապես սկսվում է քլորի բուռն արտազատումը: Գազի ելքի խողովակի միջոցով քլորը աստիճանաբար լցնում է բալոնը՝ այնտեղից օդը տեղահանելով։ Բրինձ. 1.
Բրինձ. 1
Օգտագործելով այս ռեակցիան որպես օրինակ, եկեք նայենք, թե ինչպես ստեղծել էլեկտրոնային հաշվեկշիռ:
KMnO 4 + HCI = KCI + MnCI 2 + CI 2 + H 2 O
K + Mn +7 O -2 4 + H + CI - = K + CI - + Mn +2 CI - 2 + CI 0 2 + H + 2 O -2
Մանգանի և քլորի օքսիդացման վիճակները փոխվել են:
Mn +7 +5е - = Mn +2 օքսիդացնող նյութ, վերականգնողական պրոցես
2 CI - -2е - = CI 0 2 վերականգնող նյութ, օքսիդացման գործընթաց
4. Հավասարեցնենք տրված եւ ստացված էլեկտրոնների թիվը։ Դրա համար մենք գտնում ենք 5 և 2 թվերի ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը: Սա 10 է: Ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը տրված և ընդունված էլեկտրոնների թվի վրա բաժանելու արդյունքում մենք գտնում ենք օքսիդացնող նյութի և վերականգնող գործակիցները: գործակալ.
Mn +7 +5e - = Mn +2 2
2 CI - -2е - = CI 0 2 5
2KMnO 4 +? HCI = ?KCI + 2MnCI 2 + 5CI 2 +? H2O
Այնուամենայնիվ, աղաթթվի բանաձևի դիմաց գործակից չկա, քանի որ ոչ բոլոր քլորիդ իոններն են մասնակցել ռեդոքս գործընթացին: Էլեկտրոնային հավասարակշռության մեթոդը թույլ է տալիս հավասարակշռել միայն ռեդոքս գործընթացում ներգրավված իոնները: Ուստի անհրաժեշտ է հավասարեցնել չմասնակցող իոնների թիվը: Մասնավորապես կալիումի կատիոններ, ջրածնի և քլորիդային անիոններ։ Արդյունքը հետևյալ հավասարումն է.
2KMnO 4 + 16 HCI = 2KCI + 2MnCI 2 + 5CI 2 + 8H 2 O
Օրինակ թիվ 2. Պղնձի փոխազդեցությունը կենտրոնացված ազոտաթթվի հետ: Բրինձ. 2.
10 մլ թթվով բաժակի մեջ դրվել է «պղնձե» մետաղադրամ։ Շագանակագույն գազի արտազատումը արագ սկսվեց (դեռևս անգույն հեղուկի շագանակագույն փուչիկները հատկապես տպավորիչ էին թվում): Հեղուկի վերևում գտնվող ամբողջ տարածությունը շագանակագույն դարձավ, և ապակուց շագանակագույն գոլորշիներ թափվեցին: Լուծումը դարձավ կանաչ: Արձագանքը անընդհատ արագանում էր։ Մոտ կես րոպե հետո լուծույթը կապույտ դարձավ, իսկ երկու րոպե անց ռեակցիան սկսեց դանդաղել։ Մետաղադրամն ամբողջությամբ չի լուծարվել, բայց հաստությամբ շատ է կորցրել (այն կարող էր թեքվել մատներով): Ռեակցիայի սկզբնական փուլում լուծույթի կանաչ գույնը պայմանավորված է ազոտական թթվի վերականգնող արտադրանքներով։
Բրինձ. 2
1. Գրենք այս ռեակցիայի սխեման.
Cu + HNO 3 = Cu (NO 3) 2 + NO 2 + H 2 O
2. Եկեք դասավորենք ռեակցիային մասնակցող նյութերի բոլոր տարրերի օքսիդացման վիճակները.
Cu 0 + H + N +5 O -2 3 = Cu +2 (N +5 O -2 3) 2 + N +4 O -2 2 + H + 2 O -2
Պղնձի և ազոտի օքսիդացման վիճակները փոխվել են:
3. Մենք կազմում ենք էլեկտրոնների անցման գործընթացը արտացոլող դիագրամ.
N +5 +е - = N +4 օքսիդացնող նյութ, վերականգնողական պրոցես
Cu 0 -2е - = Cu +2 վերականգնող նյութ, օքսիդացման գործընթաց
4. Հավասարեցնենք տրված եւ ստացված էլեկտրոնների թիվը։ Դրա համար մենք գտնում ենք 1 և 2 թվերի ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը: Սա 2 է: Ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը տրված և ստացված էլեկտրոնների թվի վրա բաժանելու արդյունքում գտնում ենք օքսիդացնող նյութի և վերականգնող գործակիցները: գործակալ.
N +5 +e - = N +4 2
Cu 0 -2е - = Cu +2 1
5. Գործակիցները փոխանցում ենք սկզբնական դիագրամին և փոխակերպում ռեակցիայի հավասարումը։
Cu + ?HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Ազոտական թթուն ներգրավված է ոչ միայն ռեդոքս ռեակցիայի մեջ, ուստի սկզբում գործակիցը չի գրվում: Արդյունքում վերջապես ստացվում է հետևյալ հավասարումը.
Cu + 4HNO 3 = Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
Redox ռեակցիաների դասակարգում
1. Միջմոլեկուլային ռեդոքս ռեակցիաներ .
Սրանք ռեակցիաներ են, որոնցում օքսիդացնող և վերականգնող նյութերը տարբեր նյութեր են։
H 2 S -2 + Cl 0 2 → S 0 + 2HCl -
2. Ներմոլեկուլային ռեակցիաներ, որոնցում օքսիդացնող և դադարեցնող ատոմները գտնվում են նույն նյութի մոլեկուլներում, օրինակ.
2H + 2 O -2 → 2H 0 2 + O 0 2
3. Անհամաչափություն (ինքնաօքսիդացում-ինքնավերականգնող) - ռեակցիաներ, որոնցում նույն տարրը գործում է և որպես օքսիդացնող, և որպես վերականգնող նյութ, օրինակ.
Cl 0 2 + H 2 O → HCl + O + HCl -
4. Համամասնականություն (Reproportionation) - ռեակցիաներ, որոնցում միևնույն տարրի երկու տարբեր օքսիդացման վիճակներից ստացվում է մեկ օքսիդացման վիճակ.
Տնային աշխատանք
1. Թիվ 1-3 (էջ 162) Գաբրիելյան Օ.Ս. Քիմիա. 11-րդ դասարան. Հիմնական մակարդակը. 2-րդ հրատ., ջնջված։ - M.: Bustard, 2007. - 220 p.
2. Ինչո՞ւ է ամոնիակն արտահայտում միայն վերականգնող հատկություն, իսկ ազոտաթթուն՝ միայն օքսիդացնող հատկություն:
3. Էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդով ազոտաթթվի արտադրության ռեակցիայի հավասարման մեջ դասավորե՛ք գործակիցները՝ ?NO 2 + ?H 2 O + O 2 = ?HNO 3.
Դասի տեսակը.Նոր գիտելիքների ձեռքբերում.
Դասի նպատակները.Ուսումնական.Ուսանողներին ծանոթացնել քիմիական ռեակցիաների նոր դասակարգմանը, որը հիմնված է տարրերի օքսիդացման վիճակների փոփոխության վրա՝ օքսիդացում-վերականգնման ռեակցիաներ (ORR); սովորեցնել ուսանողներին դասավորել գործակիցները՝ օգտագործելով էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդը:
Զարգացնող.Շարունակել տրամաբանական մտածողության զարգացումը, վերլուծելու և համեմատելու կարողությունը և զարգացնել հետաքրքրությունը առարկայի նկատմամբ:
Ուսումնական.Ուսանողների գիտական աշխարհայացքի ձևավորում; բարելավել աշխատանքային հմտությունները.
Մեթոդներ և մեթոդական տեխնիկա:Պատմություն, զրույց, տեսողական միջոցների ցուցադրում, սովորողների ինքնուրույն աշխատանք.
Սարքավորումներ և ռեակտիվներ.Վերարտադրում Ռոդոսի Կոլոսոսի պատկերով, էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդով գործակիցների դասավորության ալգորիթմ, բնորոշ օքսիդացնող և նվազեցնող նյութերի աղյուսակ, խաչբառ; Fe (եղունգ), NaOH, CuSO 4 լուծույթներ:
ԴԱՍԵՐԻ ԺԱՄԱՆԱԿ
Ներածական մաս
(մոտիվացիա և նպատակադրում)
Ուսուցիչ. 3-րդ դարում։ մ.թ.ա. Հռոդոս կղզում հուշարձան է կառուցվել Հելիոսի (Հունական Արևի աստված) հսկայական արձանի տեսքով։ Աշխարհի հրաշալիքներից մեկի՝ Ռոդոսի Կոլոսոսի հոյակապ դիզայնը և կատարյալ կատարումը զարմացրել են բոլորին, ովքեր տեսել են այն:
Մենք հստակ չգիտենք, թե ինչ տեսք ուներ արձանը, բայց գիտենք, որ այն պատրաստված է բրոնզից և հասել է մոտ 33 մ բարձրության, արձանը ստեղծել է քանդակագործ Հարեթը, որի կառուցումը տևել է 12 տարի։
Բրոնզե պատյանը ամրացված էր երկաթե շրջանակի վրա։ Սնամեջ արձանը սկսեց կառուցել ներքևից և, երբ այն մեծացավ, այն լցվեց քարերով, որպեսզի այն ավելի կայուն լինի: Ավարտից մոտ 50 տարի անց Կոլոսը փլուզվեց։ Երկրաշարժի ժամանակ այն կոտրվել է ծնկների մակարդակում։
Գիտնականները կարծում են, որ այս հրաշքի փխրունության իրական պատճառը մետաղի կոռոզիան էր։ Իսկ կոռոզիայի պրոցեսը հիմնված է ռեդոքս ռեակցիաների վրա։
Այսօր դասի ընթացքում դուք կսովորեք ռեդոքս ռեակցիաների մասին; ծանոթանալ «վերականգնող նյութ» և «օքսիդացնող նյութ» հասկացություններին, վերականգնման և օքսիդացման գործընթացներին. սովորել գործակիցներ տեղադրել ռեդոքս ռեակցիաների հավասարումների մեջ: Գրեք դասի ամսաթիվը և թեման ձեր աշխատանքային տետրերում:
Նոր նյութ սովորելը
Ուսուցիչը կատարում է երկու ցուցադրական փորձ՝ պղնձի(II) սուլֆատի փոխազդեցությունը ալկալիի հետ և նույն աղի փոխազդեցությունը երկաթի հետ։
Ուսուցիչ. Գրե՛ք կատարված ռեակցիաների մոլեկուլային հավասարումները: Յուրաքանչյուր հավասարման մեջ դասավորեք տարրերի օքսիդացման վիճակները սկզբնական նյութերի և ռեակցիայի արտադրանքների բանաձևերում:
Աշակերտը գրատախտակին գրում է ռեակցիայի հավասարումներ և նշանակում օքսիդացման վիճակներ.
Ուսուցիչ. Արդյո՞ք այս ռեակցիաներում փոխվել են տարրերի օքսիդացման վիճակները:
Ուսանող. Առաջին հավասարման մեջ տարրերի օքսիդացման վիճակները չեն փոխվել, բայց երկրորդում փոխվել են՝ պղնձի և երկաթի համար։.
Ուսուցիչ. Երկրորդ ռեակցիան ռեդոքս ռեակցիա է: Փորձեք սահմանել ռեդոքս ռեակցիաները:
Ուսանող. Ռեակցիաները, որոնք հանգեցնում են ռեակտիվները և ռեակցիայի արտադրանքները կազմող տարրերի օքսիդացման վիճակների փոփոխությանը, կոչվում են ռեդոքս ռեակցիաներ:
Ուսանողները իրենց նոթատետրերում ուսուցչի թելադրությամբ գրում են ռեդոքս ռեակցիաների սահմանումը:
Ուսուցիչ. Ի՞նչ տեղի ունեցավ ռեդոքս ռեակցիայի արդյունքում: Մինչ ռեակցիան երկաթն ուներ 0 օքսիդացման աստիճան, ռեակցիայից հետո դարձավ +2։ Ինչպես տեսնում ենք, օքսիդացման աստիճանը մեծացել է, հետևաբար, երկաթը տալիս է 2 էլեկտրոն։
Պղնձը ռեակցիայից առաջ ունի +2 օքսիդացման աստիճան, իսկ ռեակցիայից հետո՝ 0։Ինչպես տեսնում ենք, օքսիդացման աստիճանը նվազել է։ Հետեւաբար, պղինձը ընդունում է 2 էլեկտրոն:
Երկաթը էլեկտրոններ է նվիրում, այն վերականգնող նյութ է, իսկ էլեկտրոնների փոխանցման գործընթացը կոչվում է օքսիդացում։
Պղինձն ընդունում է էլեկտրոններ, այն օքսիդացնող նյութ է, իսկ էլեկտրոնների ավելացման գործընթացը կոչվում է վերականգնում։
Եկեք գրենք այս գործընթացների դիագրամները.
Այսպիսով, տվեք «վերականգնող նյութ» և «օքսիդացնող նյութ» հասկացությունների սահմանումը:
Ուսանող. Ատոմները, մոլեկուլները կամ իոնները, որոնք էլեկտրոններ են նվիրում, կոչվում են վերականգնող նյութեր:
Ատոմները, մոլեկուլները կամ իոնները, որոնք ստանում են էլեկտրոններ, կոչվում են օքսիդացնող նյութեր:
Ուսուցիչ. Ինչպե՞ս կարող ենք սահմանել նվազեցման և օքսիդացման գործընթացները:
Ուսանող. Կրճատումն այն գործընթացն է, որով ատոմը, մոլեկուլը կամ իոնը ստանում է էլեկտրոններ:
Օքսիդացումը ատոմի, մոլեկուլի կամ իոնի միջոցով էլեկտրոնների փոխանցման գործընթացն է։
Աշակերտները տետրում գրում են թելադրանքից տրված սահմանումները և նկարում:
Հիշիր.
Նվիրեք էլեկտրոններ և օքսիդացեք:
Վերցրեք էլեկտրոններ - վերականգնեք:
Ուսուցիչ. Օքսիդացումը միշտ ուղեկցվում է նվազմամբ, և հակառակը, նվազեցումը միշտ կապված է օքսիդացման հետ։ Էլեկտրոնների թիվը, որոնք տալիս է վերականգնող նյութը, հավասար է օքսիդացնող նյութի ստացած էլեկտրոնների թվին:
Օքսիդացման ռեակցիաների հավասարումներում գործակիցներ ընտրելու համար օգտագործվում են երկու մեթոդ՝ էլեկտրոնային հավասարակշռություն և էլեկտրոն-իոնային հավասարակշռություն (կես ռեակցիայի մեթոդ):
Մենք կդիտարկենք միայն էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդը: Դա անելու համար մենք օգտագործում ենք գործակիցների դասավորության ալգորիթմ՝ օգտագործելով էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդը (նախագծված Whatman թղթի վրա):
ՕՐԻՆԱԿ Այս ռեակցիայի սխեմայի գործակիցները դասավորեք էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդով, որոշեք օքսիդացնող և վերականգնող նյութը, նշեք օքսիդացման և նվազեցման գործընթացները.
Fe 2 O 3 + CO Fe + CO 2:
Մենք կօգտագործենք գործակիցների դասավորության ալգորիթմը էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդով։
3. Եկեք գրենք այն տարրերը, որոնք փոխում են օքսիդացման վիճակը.
4. Ստեղծենք էլեկտրոնային հավասարումներ՝ որոշելով տրված և ստացված էլեկտրոնների քանակը.
5. Տրված եւ ստացված էլեկտրոնների թիվը պետք է լինի նույնը, քանի որ Ոչ մեկնարկային նյութերը, ոչ էլ ռեակցիայի արտադրանքները լիցքավորված չեն: Մենք հավասարեցնում ենք տրված և ստացված էլեկտրոնների թիվը՝ ընտրելով նվազագույն ընդհանուր բազմապատիկը (LCM) և լրացուցիչ գործոններ.
6. Ստացված բազմապատկիչները գործակիցներ են: Գործակիցները փոխանցենք ռեակցիայի սխեմային.
Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2:
Բազմաթիվ ռեակցիաներում օքսիդացնող կամ վերականգնող նյութեր են կոչվում տիպիկ։
Կախված է Whatman թղթի վրա պատրաստված սեղան:
Ուսուցիչ. Redox ռեակցիաները շատ տարածված են: Դրանք կապված են ոչ միայն կոռոզիոն պրոցեսների հետ, այլև կենդանի օրգանիզմում տեղի ունեցող խմորման, քայքայման, ֆոտոսինթեզի և նյութափոխանակության գործընթացների հետ: Դրանք կարելի է դիտարկել վառելիքի այրման ժամանակ։ Redox գործընթացները ուղեկցում են բնության մեջ նյութերի ցիկլերին:
Գիտե՞ք, որ մթնոլորտում ամեն օր ձևավորվում է մոտավորապես 2 միլիոն տոննա ազոտական թթու, կամ
Տարեկան 700 մլն տոննա, իսկ թույլ լուծույթի տեսքով անձրևով ընկնում է գետնին (մարդիկ արտադրում են տարեկան ընդամենը 30 մլն տոննա ազոտական թթու)։
Ի՞նչ է կատարվում մթնոլորտում.
Օդը պարունակում է 78% ծավալային ազոտ, 21% թթվածին և 1% այլ գազեր։ Կայծակի արտանետումների ազդեցության տակ, և Երկրի վրա ամեն վայրկյան միջինում 100 կայծակ է լինում, ազոտի մոլեկուլները փոխազդում են թթվածնի մոլեկուլների հետ՝ ձևավորելով ազոտի օքսիդ (II).
Ազոտի օքսիդը (II) հեշտությամբ օքսիդացվում է մթնոլորտի թթվածնի միջոցով ազոտի օքսիդի (IV):
NO + O 2 NO 2 .
Ստացված ազոտի օքսիդը (IV) թթվածնի առկայությամբ արձագանքում է մթնոլորտային խոնավության հետ՝ վերածվելով ազոտաթթվի.
NO 2 + H 2 O + O 2 HNO 3.
Այս բոլոր ռեակցիաները ռեդոքս են:
Զորավարժություններ . Էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդով դասավորե՛ք գործակիցները տրված ռեակցիաների սխեմաներում, նշե՛ք օքսիդացնող նյութը, վերականգնող նյութը, օքսիդացման և նվազեցման գործընթացները։
Լուծում
1. Որոշենք տարրերի օքսիդացման աստիճանները.
2. Ընդգծենք այն տարրերի նշանները, որոնց օքսիդացման վիճակները փոխվում են.
3. Եկեք գրենք այն տարրերը, որոնք փոխել են իրենց օքսիդացման վիճակը.
4. Ստեղծենք էլեկտրոնային հավասարումներ (որոշենք տրված և ստացված էլեկտրոնների թիվը).
5. Տրված և ստացված էլեկտրոնների թիվը նույնն է:
6. Էլեկտրոնային սխեմաներից գործակիցները փոխանցենք ռեակցիայի դիագրամին.
Այնուհետև ուսանողներին առաջարկվում է ինքնուրույն դասավորել գործակիցները՝ օգտագործելով էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդը, որոշել օքսիդացնող նյութը, վերականգնող նյութը և նշել բնության մեջ տեղի ունեցող այլ գործընթացներում օքսիդացման և նվազեցման գործընթացները:
Մյուս երկու ռեակցիայի հավասարումները (գործակիցներով) ունեն ձևը.
Առաջադրանքների ճիշտությունը ստուգվում է օդային պրոյեկտորի միջոցով:
Վերջնական մաս
Ուսուցիչը ուսանողներին խնդրում է իրենց ուսումնասիրած նյութի հիման վրա լուծել խաչբառ: Աշխատանքի արդյունքը ներկայացվում է ստուգման։
Լուծելով խաչբառ, դուք կսովորեք, որ KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, O 3 նյութերը ուժեղ են ... (ուղղահայաց (2)):
Հորիզոնական:
1. Ի՞նչ գործընթաց է արտացոլում դիագրամը.
3. Ռեակցիա
N 2 (գ.) + 3H 2 (գ.) 2NH 3 (գ.) + Ք
ռեդոքս է, շրջելի, միատարր, ....
4. ... ածխածինը (II) տիպիկ վերականգնող նյութ է:
5. Ի՞նչ ընթացք է արտացոլում դիագրամը.
6. Օքսիդացման ռեակցիաների հավասարումներում գործակիցներ ընտրելու համար օգտագործեք էլեկտրոնային... մեթոդը:
7. Ըստ դիագրամի՝ ալյումինը տվել է ... էլեկտրոն։
8. Ի արձագանք.
H 2 + Cl 2 = 2HCl
ջրածին H 2 – ... .
9. Ո՞ր տեսակի ռեակցիաներն են միշտ միայն ռեդոքս:
10. Պարզ նյութերի օքսիդացման աստիճանը…
11. Ի արձագանք.
նվազեցնող միջոց –…
Տնային առաջադրանք. Ըստ Օ.Ս. Գաբրիելյանի «Քիմիա-8» դասագրքի § 43, էջ. 178–179, նախ. 1, 7 գրավոր.
Առաջադրանք (տան համար): Առաջին տիեզերանավերի և սուզանավերի նախագծողները մի խնդրի առաջ են կանգնել՝ ինչպե՞ս պահպանել օդի մշտական կազմը նավի և տիեզերակայանների վրա: Ազատվե՞լ ավելորդ ածխաթթու գազից և համալրե՞լ թթվածնով։ Գտնվել է լուծում.
Կալիումի սուպերօքսիդ KO 2, ածխածնի երկօքսիդի հետ փոխազդեցության արդյունքում, ձևավորում է թթվածին.
Ինչպես տեսնում եք, սա ռեդոքս ռեակցիա է: Այս ռեակցիայի մեջ թթվածինը և՛ օքսիդացնող, և՛ վերականգնող նյութ է:
Տիեզերական առաքելության ժամանակ բեռի յուրաքանչյուր գրամը կարևոր է: Հաշվեք կալիումի սուպերօքսիդի պաշարը, որը պետք է ձեռնարկվի տիեզերական թռիչքի ժամանակ, եթե թռիչքը տևում է 10 օր, և եթե անձնակազմը բաղկացած է երկու հոգուց: Հայտնի է, որ մարդն օրական արտաշնչում է 1 կգ ածխաթթու գազ։
(Պատասխան՝ 64,5 կգ KO 2. )
Առաջադրանք (դժվարության մակարդակի բարձրացում): Գրեք ռեդոքս ռեակցիաների հավասարումները, որոնք կարող են հանգեցնել Հռոդոսի Կոլոսոսի ոչնչացմանը: Հիշեք, որ այս հսկա արձանը կանգնեցված է նավահանգստային քաղաքում՝ Էգեյան ծովի կղզու վրա, ժամանակակից Թուրքիայի ափերին, որտեղ միջերկրածովյան խոնավ օդը լցված է աղերով: Այն պատրաստված էր բրոնզից (պղնձի և անագի համաձուլվածք) և ամրացված էր երկաթե շրջանակի վրա։
գրականություն
Գաբրիելյան Օ.Ս.. Քիմիա-8. Մ.: Բուստարդ, 2002;
Գաբրիելյան Օ.Ս., Վոսկոբոյնիկովա Ն.Պ., Յաշուկովա Ա.Վ.Ուսուցչի ձեռնարկ. 8-րդ դասարան. Մ.: Բուստարդ, 2002;
Քոքս Ռ., Մորիս Ն. Աշխարհի յոթ հրաշալիքներ. Հին աշխարհը, միջնադարը, մեր ժամանակը. M.: BMM AO, 1997;
Փոքր մանկական հանրագիտարան. Քիմիա. Մ.: Ռուսական հանրագիտարանային գործընկերություն, 2001; Հանրագիտարան երեխաների համար «Ավանտա+». Քիմիա. T. 17. M.: Avanta+, 2001;
Խոմչենկո Գ.Պ., Սևաստյանովա Կ.Ի. Redox ռեակցիաներ. Մ.: Կրթություն, 1989:
Ինչպե՞ս գիտեք, թե որտեղ է օքսիդացնող նյութը և որտեղ է վերականգնող նյութը քիմիական ռեակցիայի մեջ: և ստացավ լավագույն պատասխանը
Պատասխան ul.[active]-ից
եթե ռեակցիայից հետո (հավասարության նշանից հետո) նյութը դրական լիցք է ստանում, նշանակում է՝ այն վերականգնող նյութ է։
իսկ եթե բացասական լիցք է ստանում, նշանակում է օքսիդացնող նյութ է
Օրինակ
H2 + O2 = H2O
Մինչև ռեակցիան և՛ ջրածինը, և՛ թթվածինը զրոյական լիցք ունեն
ռեակցիայից հետո
ջրածինը ստանում է +1 լիցք, իսկ թթվածինը -2 նշանակում է, որ ջրածինը վերականգնող նյութ է
իսկ թթվածինը օքսիդացնող նյութ է!!
Աղբյուրը՝ =)) եթե ինչ-որ բան անհասկանալի է, գրեք)
Պատասխան՝-ից 2 պատասխան[գուրու]
Բարեւ Ձեզ! Ահա թեմաների մի ընտրանի՝ ձեր հարցի պատասխաններով. Ինչպե՞ս եք իմանում, թե քիմիական ռեակցիայի որտեղ է գտնվում օքսիդացնող նյութը և որտեղ՝ վերականգնող նյութը:
Պատասխան՝-ից BeardMax[գուրու]
Դա անելու համար դուք պետք է իմանաք, թե որն է օքսիդացման թիվը:
Սովորեք որոշել քիմիական միացության մեջ ցանկացած ատոմի օքսիդացման վիճակը:
Հաջորդը, տեսեք, թե CO-ի որ ատոմներն են ավելանում ռեակցիայի ժամանակ, և որոնք՝ նվազում: Առաջինը վերականգնող նյութեր են, երկրորդը՝ օքսիդացնող նյութեր։
Ընդհանրապես քիմիայից բաց թողնելու կարիք չկար։
Պատասխան՝-ից OOO[նորեկ]
Նվազեցնող նյութը էլեկտրոններ նվիրող նյութ է: Օրինակ՝ Ca (2+) - 2e = Ca (0)
Օքսիդացնող նյութը էլեկտրոններ ընդունող նյութ է։
Պատասխան՝-ից Մարիսկա[նորեկ]
Պարզելու համար հարկավոր է նայել, թե ինչ են ռեագենտները և ինչ են ավելացվում որպես միջավայր: Օրինակ, եթե սկզբնական նյութերը պարունակում են Mn (+4) և ջուր, ապա Mn-ը կփոխի օքսիդացման վիճակը (+6), եթե չեմ սխալվում։ Բացի այդ, դուք կարող եք տեսնել, թե ինչ աստիճանի օքսիդացում են տարրերը (հանկարծ ինչ-որ տեղ այն նվազագույն է կամ, ընդհակառակը, առավելագույնը):
