загрузка...
загрузка...
На головну

Астана 2013 р

Дивіться також:
  1. Астана 2013 р
  2. Астана 2013 р
  3. Астана 2013 р
  4. Астана 2013 р
  5. Астана 2013 р
  6. Астана 2013 р
  7. Астана 2013 р
  8. Астана 2013 р
  9. Астана - столиця суверенної Казахстану (історія і сучасність).
  10. Астана, 2011
  11. Астана, 2011

МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

ДЛЯ ЛАБОРАТОРНО-практичних занять З ХІМІЇ

Тема №8:Окислювально-відновні властивості елементів і їх з'єднань в залежності від положення в періодичній системі Д. І. Менделєєва.

Кількість годин:1

курс: 1

спеціальність:фармація

укладачі:

доц. Ігенбаева Б. Б.

преп. Карімова А. С.

Астана 2013 р

Тема: Окислювально-відновні властивості елементів і їх з'єднань в залежності від положення в періодичній системі Д. І. Менделєєва

мета: сформувати знання про основні закономірності перебігу ОВР і застосовувати їх при складанні рівнянь окисно-відновних реакцій в різних середовищах і прогнозуванні напрямку реакцій з перенесенням електронів.

Завдання навчання: Студент повинен знати основні закономірності протікання ОВР, ступінь окислення. Студент повинен володіти навичками складання окисно-відновних реакцій, повинен вміти прогнозувати напрямок реакцій з перенесенням електронів.

Основи питання теми:

1. Окисно-відновні властивості елементів і їх з'єднань в залежності від положення в періодичній системі елементів.

2. Класифікація окислювально-відновні реакції (ОВР).

3. Стандартні електродні потенціали напівреакцій.

4. Стандартне зміна енергії Гіббса.

5. Визначення напрямку окисно-відновних реакцій за різницею стандартних потенціалів.

6. Роль окисно-відновних реакцій в биосистемах, в аналізі лікарських препаратів, застосування в клінічних дослідженнях.

Методи навчання і викладання: практичне заняття №6 (вирішення проблемних завдань), лабораторне заняття №4

демонстраційний досвід

Окислювально-відновні реакції

1. Міжмолекулярна окислення-відновлення

а) ремонтно-відновлювальні властивості солей заліза (II)

У дві пробірки внести по 1 мл розчину заліза (II) сульфату, додати в кожну пробірку по 1 мл 4н. розчину сірчаної кислоти. На вміст першої пробірки подіє 5-6 краплями розчину калій перманганату, на вміст другої - калій дихромата.

Напишіть рівняння реакцій. Дайте пояснення знебарвлення розчину калій перманганату в першій пробірці і появи зеленого забарвлення в другій пробірці. Вкажіть окислювачі і відновники.

2. Вплив середовища на характер реакції.

Окислення натрій сульфіту в різних середовищах.

У трьох пробірках візьміть по 1 мл розчину натрій сульфіту. В першу пробірку налийте близько 1 мл 4н. розчину сірчаної кислоти, в другу - такий же обсяг 20% розчину лугу, а в третю - воду. У всі три пробірки додайте по 0,5 мл 0,1 н. розчину калій перманганату. Зверніть увагу на зміну забарвлення розчинів у всіх трьох пробірках.

Напишіть рівняння реакцій. Вкажіть в кожному випадку вплив середовища на характер реакції, т. Е. На продукти відновлення окислювача.

3. Окисно-відновна двоїстість.

А) окисні властивості нітритів

До 0,5 мл 10% розчину калій йодиду прилейте такий же обсяг 4н. розчину сірчаної кислоти, а потім близько 0,5 мл 10% розчину натрій нітриту.

Дайте пояснення утворився продуктам реакції і напишіть рівняння реакції окислення йодид-іонів нітритами.

Б) Відновлювальні властивості нітритів

До 0,5 мл 0,1 н розчину калій перманганату, підкисленого таким же об'ємом 4н. розчину сірчаної кислоти, по краплях додавайте 10% розчин натрій або калій нітриту до зникнення рожевого забарвлення калій перманганату.

Напишіть рівняння реакцій. Дайте пояснення, чим викликана поява бурого газу при додаванні надлишку натрій або калій нітриту до кислого розчину і знебарвлення розчину.

Робота з викладачем

1. Які з виконаних в роботі реакції відносяться до міжмолекулярним, внутрімолекулярних, диспропорционирования.

2. Як можна визначати напрямок окисно-відновних реакцій.

3. Чим відрізняється окислення від валентності.

4. У що перетворюється КМПО4 під дією відновника в кислому, нейтральному і лужному середовищі

5. Чому нітрити мають окислювально-відновної подвійністю?

6. Чому КМПО4 є сильним окислювачем?

7. Чому дорівнює еквівалент КМПО4 в кислому, нейтральному і лужному середовищах?

Рішення типових задач

Завдання 1. Визначити ступінь окислення азоту в наступних сполуках: N2, N2O, NO, NO2, KNO2, HNO3, NH4NO3

Рішення: при обчисленні ступеня окислення (с / о) елемента слід виходити з таких положень:

1. Ступінь окислення елемента в простих з'єднаннях приймається рівною нулю;

2. Алгебраїчна сума ступенів окислення всіх елементів, що входять до складу молекули, дорівнює нулю;

3. Водень проявляє ступінь окислення +1 у всіх з'єднаннях, крім гідридів (NаН, СаН2), Де ступінь окислення дорівнює нулю;

4. Ступінь окислення кисню дорівнює -2, за винятком пероксидів (-1) і фториду кисню ОF2 (= 2)

Звідси ступеня окислення азоту в вище перерахованих з'єднаннях відповідно рівні: 0, + 1, + 2, + 4, + 3, + 5.

Завдання 2. Методом електронного балансу зрівняти наступну реакцію:

H2S + Cl2 + HOH = H2SO4 + HCl

Рішення: метод електронного балансу грунтується на порівнянні ступеня окислення атомів до реакції і після. При цьому слід пам'ятати, що число відданих відновником має дорівнювати числу електронів, прийнятих окислювачем.

В даній реакції сірка окислюється, змінюючи свою ступінь окислення від -2 до +6, а хлор - відновлюється, при цьому ступінь окислення у нього ізменятеся від 0 до -1. Складемо схеми цих процесів:

S-2 -8е-> S+6 1

Cl20 + 2е- > 2 Cl- 8 4

Найменший загальний множник дорівнює 8, звідси коефіцієнт перед сірою дорівнює 1, а перед хлором - дорівнює 4.

Знайдені коефіцієнти розставляємо в рівнянні реакції та зрівнює число атомів кожного елемента в обох частинах рівняння.

H2S + 4Cl2 + 4HOH = H2SO4 + 8HCl

Завдання 3. Методом напівреакцій розставити коефіцієнти в рівнянні:

КМПО4 + H2S + H2SO4 = Мп SO4 + S + HOH + К2 SO4

Рішення: Методом напівреакцій або електронно-іонний метод полягає в тому, що реакцію ділять на 2 полуреакции: окислення відновлення і відновлення окислювача. При складанні напівреакцій сильні електроліти записуються у вигляді іонів, слабкі електроліти - у вигляді молекул, так як вони існують в розчині.

К ++ МпО4- + H2S + 2H+ + SO4-2 = Мп+2 + SO4-2 + S + HOH + 2К+ + SO4-2

Складаємо схеми напівреакцій, враховуючи, що сильні електроліти записуються у вигляді іонів, слабкі електроліти - у вигляді молекул

МпО4- > Мп+2 H2S > S

Або в сумарному вигляді МпО4- + H2S > Мп+2 + S + ....

В кінці реакції плюс і точки означають, що утворюються і інші продукти реакції, які можна вивести самим в процесі рівняння.

Розглянемо схему першої полуреакции: МпО4- > Мп+2

Для того, щоб стрілку замінити на знак рівності, треба щоб і число атомів і число зарядів в лівій і правій частині були рівні.

щоб МпО4- перетворився в Мп+2 чотири атома кисню в атомі МпО4- повинні зв'язатися в кислому середовищі, що містить іон водню в молекулі води. Запишемо рівняння таким чином: МпО4- > Мп+2 + 4 НОН

Водень, що зв'язав чотири атома кисню у вигляді іонів маємо в лівій частині схеми: МпО4- + 8Н+> Мп+2 + 4 НОН

Після того, як число всіх атомів в лівій і правій частині напівреакцій стануть рівними, зрівнює число зарядів. Система до реакції в цілому мала 7 позитивних зарядів -1 - (+8) = +7, а після реакції стала мати 2 позитивних заряду. Зниження позитивного заряду вказує на те, що нею прийнято 5 електронів: МпО4- + 8Н+ -5е- > Мп+2 + 4 НОН

Таким чином, отримали першу полуреакции. При складанні другий полуреакции розмірковуємо так само. Щоб число атомів в лівій частині дорівнювало числу атомів в правій частині, в останню необхідно додати 2 іона водню: H2S > S + 2Н+

Зрівнює число зарядів. До реакції сумарний заряд системи дорівнював нулю, а після реакції +2. Підвищення заряду вказує на те що віддано 2 електрона: H2S -2е- > S + 2Н+ - Друга полуреакции

Складаємо дві полуреакции і отримуємо повне зрівняння в молекулярному вигляді: 2КМпО4 + 5H2S + 3H2SO4 = 2Мп SO4 + 5S + 8HOH + К2 SO4

Завдання 4. В якому напрямку піде реакція

5Fe+2 + МпО4- + 8Н+ > 5Fe+3 + МпО2+ + 4 HOH при стандартних умовах.

Рішення: при взаємодії реагуючих речовин мимовільно буде протікати той процес, який супроводжується зменшенням величини потенціалу.

Для відповіді на поставлене питання необхідно записати електродний потенціал електрохімічних систем, що беруть участь в реакції

МпО4- + 8Н+ + 5е- > Мп+2 ?1 = 1,51в

Fe+3 + е- > Fe+2 ?2 = -0,77в

оскільки ?1> ?2 , То окислювачем служитиме МпО4- , А відновником - Fe+2 , Отже, розглянута реакція буде протікати мимовільно зліва направо.

література:

1. Глінка Н. Л. Загальна хімія. Л., Хімія, 1987 р., Стр.264-293

2. Ахметов Н. С. Загальна та неорганічна хімія. М., ВШ, 1998.., Стр.189-208

3. Угай Л. Л. Загальна хімія. М., ВШ, 1997.. стр.170-180

4. Стьопін Б. Д., Цвєтков А. А. Неорганічна хімія. М., ВШ, 1994.., Стр98-102.

5. Оганесян Е. Т. Неорганічна хімія М., ВШ., 1987р., Стр.136-138.

6. Глінка Н. Л. Завдання і вправи з загальної хімії. Л., Хімія, 1988. стр.156-189

7. Ахметов Н, С., Азизова М. І. Лабораторні роботи з загальної хімії. М., ВШ, 1999.., Стр.56-58

8. Таперова А. А. Лабораторні роботи з загальної хімії. ВШ, 1987.

9. Остапкевіч Н. А. Практикум з неорганічної хімії. ВШ, 1987. с. 49-58.

10. Лекційний матеріал.

контроль:

1. Що називається ступенем окислення, окислювачем, відновником, вищої, нижчої ступенем окислення

2. У чому полягає сутність окислювально-відновних реакцій

3. Як складають рівняння окисно-відновних реакцій методом електронного балансу, методом напівреакцій?

4. Як впливає характер середовища на окислювальну здатність калій перманганату?

5. Які типи ОВР існують?

6. Як за допомогою нормальних окисно-відновних потенціалів можна визначити напрямок ОВР

7. Які існують сильні окислювачі і відновники

8. Які речовини мають окислювально-відновної подвійністю

9. Як розраховують еквівалентні маси окислювачів і відновників

10. Визначити ступінь окислення елементів в наступних сполуках: Cl2 , N2H2, SO2, H3PO2, NH4NO3

11. Вказати, в яких із зазначених процесів відбувається окислення, а в яких - відновлення:

CrO42> CrO2- SO3> SO3-2 NO2> NO3-

МпО4-2> МпО4- РН3> PO4-2  NH3> N2

12. Розставити коефіцієнти, застосовуючи метод електронного балансу та метод полуреакции в реакціях взаємодії калій перманганату з калій йодидом в кислому, нейтральному і лужному середовищі.

13. Який їх галогенид-іонів (F- , Cl- , Br- , Y-) Можна окислити калій перманганатом в кислому середовищі? Скласти рівняння реакції.

14. Визначити молярну масу еквівалента окислювача і відновлювача в реакціях:

а) P + HNO3 + HOH > H3PO4+ NO

b) FeCl3+ H2S > FeCl2+ S + HCl

15. Обчислити масу йоду, що виділився при додаванні 30 мл 0,2Н розчину КNO2 до надлишку підкисленого калій йодиду.

Астана 2013 р «-- попередня | наступна --» Лабораторна робота
загрузка...
© om.net.ua