Версия 15:25, 2 апреля 2010Гіпермаркет Знань>>Хімія>>Хімія 9 клас>> Хімія: Окисно-відновні реакції, їхнє значення. Процеси окиснення, відновлення, окисники, відновники
Окисно-відновні реакції Після опрацювання § 14 ви зможете: класифікувати реакції за ознакою зміни ступенів окиснення; наводити приклади та розрізняти окисно-відновні реакції та реакції без зміни ступеня окиснення; складати рівняння нескладних окисно-відновних реакцій на основі електронного балансу; характеризувати процеси окиснення та відновлення; оцінювати значення окисно-відновних реакцій. На шляху до успіху пригадаємо з вивчених курсів хімії та математики: за якими ознаками класифікують хімічні реакції; що таке ступінь окиснення і як його визначають у сполуках за їх формулами; як за положенням, елемента у періодичній системі визначити його мінімальний і максимальний ступені окиснення, формулу вищого оксиду й леткої сполук» з Гідрогеном; що таке найменше спільне кратне й у який спосіб його обчислюють. • Ступінь окиснення, як ви вже знаєте, є загальною характеристико атомів хімічних елементів. Так називають умовний заряд, який виникає на атомі внаслідок переходу електронів від одних атомів до інших або зміщення спільних електронних пар у бік атомів більш електронегативних елементів. Незважаючи на широке застосування у хімії, понятьтя «ступінь окиснення» є суто формальним. Наприклад, у молекулі гідроген хлориду експериментально визначені часткові заряди на атомах Гідрогену, і Хлору становлять +0,17 і -0,17 (а ступені окиснення +1 і -1). У кристалах цинк сульфіду часткові заряди на атомах Цинку і Сульфуру дорівнюють +0,86 і -0,86. Однак формальні ступені окиснення цих елементів сполуці становлять +2 і -2 відповідно. Пригадаймо: Ступені окиснення позначають у формулах речовин над символам елементів: Ступінь окиснення елементів у простих речовинах дорівнює нулю: Максимальний позитивний ступінь окиснення елемента зазвичай дорівнює номеру групи, в якій він розміщений. Мінімальний (негативний) ступінь окиснення неметалічного елемента дорівнює різниці між номером групи і числом вісім. Ступінь окиснення Гідрогену в сполуках з неметалічними елементами, зазвичай, становить +1, а з металічними —1: Флуор в усіх сполуках з іншими елементами має ступінь окиснення -1: Оксиген практично в усіх сполуках з іншими елементами виявляє ступінь окиснення -2. Утім трапляються й сполуки, де цей елемент має ступінь окиснення -1. У сполуці з Флуором ступінь окиснення Оксигену +2: Сума ступенів окиснення всіх атомів у сполуці дорівнює нулю (пересвідчіться у цьому на прикладі сульфатної та карбонатної кислот): • Визначення ступенів окиснення елементів за формулами сполук розгляньмо докладніше. Приміром, з'ясуймо, які ступені окиснення Калію, Фосфору та Оксигену у калій ортофосфаті К3Р04. Ступінь окиснення Калію становить +1, він дорівнює номеру групи, в якій розміщений цей хімічний елемент. Ступінь окиснення Оксигену в сполуках зазвичай дорівнює -2. Сума ступенів окиснення трьох катіонів Калію становить 3•(+1) = 3. Сума ступенів окиснення чотирьох атомів Оксигену становить 4•(-2) = -8. Додаючи ці два числа, дістаємо -5. Тож ступінь окиснення Фосфору має становити +5, адже сума ступенів окиснення всіх атомів у сполуці дорівнює нулю: Зміна ступенів окиснення хімічних елементів (чи їхня незмінність) - одна з ознак, за якими класифікують хімічні реакції. • Окисно-відновні реакції супроводжуються переходом або зміщенням валентних електронів від атомів з меншою електронегативністю до атомів з більшою електронегативністю (мал. 14.1). З-поміж двох реакцій - взаємодії хлоридної кислоти з магнієм та магній оксидом - лише одна є окисно-відновною. Аби визначити, яка саме, запишімо їхні схеми й зазначмо ступені окиснення елементів: Вочевидь, унаслідок перебігу реакції між магній оксидом і хлоридною кислотою ступені окиснення елементів не змінюються. Натомість реакція магнію з хлоридною кислотою є окисно-відновною. Завдання Визначте, яка з-поміж двох реакцій є окисно-відновною - горіння сірки чи реакція між калій гідроксидом і нітратною кислотою. Процес втрати електронів атомом називають окисненням, а процес приєднання електронів - відновленням. Атоми або йони, які приєднують електрони, називають окисниками, а ті, які віддають електрони, - відновниками (мал. 14.1). У розглянутій реакції між магнієм і хлоридною кислотою Магній - відновник {поясніть, чому), а Гідроген - окисник (поясніть, чому). Унаслідок окиснення відновника його ступінь окиснення зростає, натомість відновлення окисника веде до зменшення його ступеня окиснення. Також окисниками чи відновниками називають речовини, до складу яких входять атоми або йони, що окиснилися чи відновилися. Тобто окисниками чи відновниками можуть бути атоми, молекули, прості й складні йони. Приміром, атоми металічних елементів (відновники втрачаючи електрони (окиснюючись), перетворюються на катіони: Завдання Виберіть записи процесів окиснення:
Завдання Виберіть записи процесів, у яких Манган - окисник:
Завдання Зиберіть формули сполук, у яких Сульфур може виявляти як окисні, так і відновні властивості: А S; Б Н2S; В Н2S04; Г Н2S03; Д S03; Е S02. • Окиснення та відновлення - дві протилежні сторони одного окисно-відновного процесу. Кількість електронів, які приймає окисник, дорівнює кількості електронів, які віддає відновник, - існує електронний баланс. Методом електронного балансу добирають коефіцієнти в окисно-відновних реакціях. Розгляньмо це докладніше на прикладі реакції МІЖ натрієм і хлором (мал. 14.2).
Позначмо ступені окиснення атомів хімічних елементів у реагентах і продуктах реакції:
Оскільки ця реакція відбувається у розчині, маємо підстави записати рівняння у йонному вигляді:
Знання про окисно-відновні процеси допоможе вам по-новому подивитися на принцип розташування металів у ряді активності (мал. 14.4) й глибше осягнути його. Завдання За малюнком 14.5 розгляньте з точки зору окиснення-відновлення реакцію заліза з купрум(ІІ) сульфатом у розчині. Виберіть окисник у цій реакції: А Fе0; Б Сu0; В Fе+2; Г Сu+2. • Значення реакцій окиснення й відновлення у природі, техніці та повсякденному житті важко переоцінити. Окисно-відновні процеси надзвичайно поширені. Дихання, кровообіг, обмін речовин у живих організмах, фотосинтез у рослин пов'язані з окисно-відновними реакціями. Феєрверк - захоплююче видовище (мал. 14.6). До складу будь-якої піротехнічної суміші входять речовини-окисники і горючі речовини-відновники. Окисно-відновні реакції відбуваються й тоді, коли ми запалюємо сірник. До складу головки сірника входить сірка, а на бічну стінку коробки нанесено суміш червоного фосфору з калій хлоратом. Теплової енергії, яка виділяється внаслідок тертя головки сірника об стінку коробки, достатньо, аби в результаті сублімації червоного фосфору утворився білий фосфор - легкозаймиста речовина. Він взаємодіє з киснем повітря з виділенням великої кількості теплоти, необхідної для подальшого перебігу низки окисно-відновних реакцій. Завдання Р + 02 → Р205; Р + КСlOз → Р205 + KCl; S + КСlO3 → KCl + S02↑ ЗБЕРІГАЙТЕ СІРНИКИ поза полем зору малих дітей та в недосяжних для них місцях. Діти віком від двох років здатні самостійно їх запалити. НІКОЛИ НЕ ЗАОХОЧУЙТЕ дітей бавитися із сірниками! Окисно-відновні реакції відбуваються й під час виверження вулканів Це руйнівне явище супроводжується виділенням отруйних газів, зокрема гідроген сульфіду. Завдання Перетворіть, використовуючи метод електронного балансу, схему реакції на хімічне рівняння: Н2S + 02 → S02 + Н20. Під час грози також відбуваються окисно-відновні процеси. Внаслідок цього ґрунт збагачується солями нітратної кислоти, яка утворюється з нітроген(ІV) оксиду. Завдання Перетворіть, використовуючи метод електронного балансу, схеми реакцій ні хімічні рівняння: а) N2 + 02 → N0: б) N0 + 02 → N02: в)* N02 + Н20 → НN02 + НN03 Не злічити всіх окисно-відновних процесів навколо нас! Це і горіння палива, і окисно-відновні реакції в акумуляторі. Виробництво кисломолочних продуктів і хлібобулочних виробів, вибілювання й дезінфекція, фарбування і хімічна завивка волосся, ржавіння заліза, потемніння срібла, поява патини на бронзових пам'ятниках тощо пов'язані з процесами окиснення та відновлення. Добування неорганічних і органічних речовин, очищення повітря, природних і стічних вод також ґрунтуються на окисно-відновних процесах. Біогаз (докладніше про нього ви дізнаєтеся з § 20) - суміш метану й вуглекислого газу - також продукт окисно-відновних процесів. Біогаз утворюється у спеціальних реакторах (метантенках) унаслідок бродіння без доступу повітря органічних відходів. Перевага процесу переробки біомаси - значно менший уміст хвороботворних мікроорганізмів у його відходах, ніж у вихідному матеріалі. Енергія, одержувана під час спалювання біогазу, сягає від 60 до 90 % тієї, яку мав вихідний матеріал. Про енергетичні ефекти хімічних реакцій йтиметься у наступному параграфі. Стисло про головне Ступінь окиснення - загальна характеристика атомів хімічних елементів. Так називають умовний заряд, який виникає на атомі внаслідок переходу електронів від одних атомів до інших або зміщення спільних електронних пар у бік атомів більш електронегативних елементів. Ступені окиснення позначають у формулах речовин над символами елементів. Зміна ступенів окиснення хімічних елементів (чи їхня незмінність) - одна з ознак, за якими класифікують хімічні реакції. Окисно-відновні реакції супроводжуються переходом або зміщенням валентних електронів від атомів з меншою електронегативністю до атомів з більшою електронегативністю. Процес втрати електронів атомом називають окисненням, а процес гриєднання електронів - відновленням. Атоми або йони, які приєднують - електрони, називають окисниками, а ті, які віддають електрони, - відновниками. Також окисниками чи відновниками називають речовини, доскладу яких входять ці атоми або йони. Окиснення і відновлення - дві протилежні сторони одного окисно-відновного процесу. Кількість електронів, які приймає окисник, дорівнює кількості електронів, які віддає відновник, - існує електронний баланс. Методом електронного балансу добирають коефіцієнти в окисно-відновних реакціях. Застосуйте свої знання й уміння 1. Виберіть запис, який відповідає процесу окиснення: 3. Опишіть перебіг хімічних реакцій, схематично зображених на малюнку 1 Поясніть спостережувані зовнішні ефекти, розглянувши реакції з точки зору окиснення-відновлення. Запишіть у повному та скороченому йонному вигляді відповідні хімічні рівняння. 4. За схематичними зображеннями на малюнку 14.8 визначте, у якій з реє Бром є відновником. За таблицею розчинності визначте, йодиди й броміди яких саме металічних елементів можна використати у цій реакції. Складіть хімічні рівняння обох реакцій, розгляньте їх з точки зору окиснення-відновлення, запишіть у повному й скороченому йонному вигляді. Поясніть, чого після закінчення реакції (1) до її продуктів добавили неполярний чинник ССІ4. 5. Виберіть загальне число приєднаних електронів в електронному балансі реакції, схема якої С + 02 → С02: А 1; Б 2; В 3; Г 4. 6. Виберіть загальне число приєднаних електронів в електронному балансі реакції між алюмінієм і хлоридною кислотою: АЗ; Б 6; В 9; Г 12. 7. Виберіть відновник у реакції між цинком і розбавленою сульфатною кислотою: А Н+;Б S+6;В Zn°;Г O-2. 8. Доповніть запис електронного балансу і складіть за ним рівняння окисно-відновної реакції: 10. Виберіть окисно-відновні процеси: 11. Наведіть по два приклади окисно-відновних реакцій, які водночас є реакціями: а) сполучення; б) розкладу; в) заміщення. 12. На уроці української мови учні наводили приклади антонімів. Марійка склала таку таблицю:
Оцініть правильність виконання завдання, аргументуйте свою думку. 13. Руслана, характеризуючи реакцію заліза із сіркою з точки зору окиснення-відновлення, вжила такі слова: метал, неметал, оксид, відновник, окиснення, відновлення, залізна ожарина. Оцініть правильність виконання завдання, аргументуйте свою думку. 14. Проаналізуйте зміст третьої колонки таблиці 13.1 й визначте, про що ви дізналися і чого навчилися, опрацювавши § 14. Скарбничка досвіду Дізнайтеся, використовуючи різноманітні джерела інформації, про так звані дерева Діани, Юпітера та Сатурна. Яке з цих «дерев» не можна вирощувати в шкільній хімічній лабораторії? Чому? Під керівництвом учителя виконайте досліди й зафіксуйте спостереження. Розгляньте пророблені реакції з точки зору окиснення-відновлення. За результатами дослідження підготуйте презентацію.
Зміст уроку конспект уроку і опорний каркас презентація уроку акселеративні методи та інтерактивні технології закриті вправи (тільки для використання вчителями) оцінювання Практика задачі та вправи,самоперевірка практикуми, лабораторні, кейси рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський домашнє завдання Ілюстрації ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа реферати фішки для допитливих шпаргалки гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати Доповнення зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ) підручники основні і допоміжні тематичні свята, девізи статті національні особливості словник термінів інше Тільки для вчителів ідеальні уроки календарний план на рік методичні рекомендації програми обговорення
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам. Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум. |
Авторські права | Privacy Policy |FAQ | Партнери | Контакти | Кейс-уроки
© Автор системы образования 7W и Гипермаркета Знаний - Владимир Спиваковский
При использовании материалов ресурса
ссылка на edufuture.biz обязательна (для интернет ресурсов -
гиперссылка).
edufuture.biz 2008-© Все права защищены.
Сайт edufuture.biz является порталом, в котором не предусмотрены темы политики, наркомании, алкоголизма, курения и других "взрослых" тем.
Ждем Ваши замечания и предложения на email:
По вопросам рекламы и спонсорства пишите на email: