Типы окислительно-восстановительных реакций

1. Реакции диспропорционирования (самоокисления - самовосстановления), в них один и тот же элемент выступает в качестве окислителя и восстановителя.

Cl5+ + 6ē ® Cl¯ Cl5+ - 2ē ® Cl7+ 1 окислитель 3 восстановитель

4KClO3 = 3KClO4 + KCl

2. Реакции контрдиспропорционирования, в которых один и тот же элемент, в разных степенях окисления, окисляется и восстанавливается до элемента в одной и той же степени окисления

S4+ + 4ē ® S0 S2- -2ē ® S0 1 окислитель 2 восстановитель

2H2S + SO2 = 3S + 2H2O

3. Реакции внутримолекулярного окисления и восстановления, реакции в которых окислитель и восстановитель входят в состав одного и того же соединения.

N5+ + 1ē ® N4+ 2O2- - 4ē ® O2 4 окислитель 1 восстановитель

2Pb(NO3)2 ® 2PbO + 4NO2 + O2

Направленность окислительно-восстановительных реакций

Возможность самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции при стандартных условиях определяется по стандартным окислительно-восстановительным потенциалам окислителя и

восстановителя (приложение 2). Данные значения потенциалов для полуреакций приводятся в справочниках. Реакция считается возможной при положительной разности потенциалов между окислителем и восстановителем: Е0окислит. -Е0восстан. > 0

При разности потенциалов больше 0,4 В реакция протекает практически необратимо.

Свободная энергия Гиббса DG связана со стандартным потенциалом следующей зависимостью:DG = -nFE0 , где F – число Фарадея (96500 Кл/моль), n - число отданных или принятых электронов.

Пример 3:

K+MnO4¯ + Na+NO2¯ + H2+SO42─ ® Mn2+SO42─ + Na+NO3¯ + H2O

MnO4¯+8H+ +5ē ® Mn2+ + 4H2O NO2¯ + H2O-2ē ® NO3¯ + 2H+ 2 окислитель Е0 = +1,53 В 5 восстановитель Е0=+ 0,84 В

2KMnO4+5NaNO2+3H2SO4=­2MnSO4 +5NaNO3 + K2SO4 + 3H2O

Е0окислит. -Е0восстан = 1,53 – 0,84 = 0,69 В

Данная реакция будет протекать при стандартных условиях.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. В каком из указанных веществ бром может быть только восстановителем:

1) Br2 2) KBrO 3) KBr 4) KBrO2 5) KBrO3

В каком из указанных веществ марганец может быть только окислителем:

1) Mn 2) MnO2 3) KMnO4 4)K2MnO4 5) MnCl2

2. Какая из указанных реакций относится к окислительно-восстановительной:

1) H2S + HNO3 → H2SO4 + NO + H2O

2) Na2CO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2

3) SbCl3 + H2O → SbOHCl2 + HCl

4) Bi(OH)3 + HNO3 → Bi(NO3)3 + H2O

5) H2S + ZnCl2 → ZnS + HCl

3. Составьте уравнение окислительно-восстановительной реакции методом электронного баланса:

1) K2S + KMnO4 + H2SO4 ® S + K2SO4 + MnSO4 + H2O

2) As + HNO3(конц) ® H3AsO4 + NO2 + H2O

3) KClO3 + MnO2 + KOH ® K2MnO4 + KCl + H2O

4) Sn + HNO3 (разб.) → Sn(NO3)2 + N2O + H2O

4. Расставьте коэффициенты в окислительно-восстановительной реакции методом полуреакций, укажите окислитель и восстановитель, определите направленность процесса



K2Cr2O7 + KCl + H2SO4 → Cl2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

5. В какой из приведенных реакций сильнее выражены окислительные свойства (исходя из φо):

1)

2)

3)

4)

5)

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Оборудование:штативы, пробирки, набор реактивов в капельницах и бюксах.

Опыт 1. Окислительные свойства перманганата калия в различных средах

Налейте в первую пробирку 5-6 капель перманганата калия, добавьте 5-6 капель серной кислоты и внесите на кончике шпателя сульфит натрия. Встряхните пробирку. Отметьте изменение окраски в первой пробирке. Напишите уравнение окислительно-восстановительной реакции.

Налейте во вторую пробирку 5-6 капель перманганата калия, добавьте 1 мл воды и внесите полшпателя сульфита натрия. Резко встряхните пробирку 2 раза и подержите ее в руке, наблюдая за протеканием реакции. Отметьте изменение окраски во второй пробирке. Напишите уравнение окислительно-восстановительной реакции.

Налейте в третью пробирку 5-6 капель перманганата калия, добавьте 1 мл раствора гидроксида калия и внесите на кончике шпателя сульфит натрия. Осторожно легко встряхните пробирку и поставьте ее в штатив. Отметьте изменение окраски в третьей пробирке. Напишите уравнение окислительно-восстановительной реакции.

Опыт 2. Окислительные свойства дихромата калия в кислой среде

Налейте в пробирку 5-6 капель раствора бихромата калия, добавьте столько же капель серной кислоты, внесите полшпателя порошка сульфата железа (II) (соль Мора) и встряхивайте пробирку до образования устойчивой зеленой окраски. Напишите уравнение окислительно - восстановительной реакции.

Опыт 3. Окислительные свойства йода (нейтральная реакция среды)

Внесите в пробирку 5-6 капель йода и добавьте 1 шпатель сульфита натрия. Наблюдайте обесцвечивание раствора. Напишите уравнения окислительно-восстановительной реакции.



Опыт 4. Окислительные и восстановительные свойства пероксида водорода

Внесите в 1 пробирку 5-6 капель перманганата калия, 2-3 серной кислоты, и несколько капель пероксида водорода. Наблюдайте выделение газа. Внесите во 2 пробирку 5-6 капель иодида калия, 2-3 капли серной кислоты, и 5-6 капель перекиси водорода. Выделение йода определите, прибавив 1-2 каплю крахмала (или экстрагировав его гексаном). Напишите уравнения реакций.


Лабораторная работа № 8

ЭЛЕКТРОЛИЗ

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ


tipi-professij-i-sootvetstvuyushie-im-sklonnosti-uchashihsya.html
tipi-programm-po-stepeni-duhovnosti-lyudej.html
    PR.RU™