Úloha 1 z chémie. Zadanie C1 na jednotnú štátnu skúšku z chémie. Funkcie, tipy, odporúčania. Kyselina sírová s kovmi
Časť C jednotnej štátnej skúšky z chémie sa začína úlohou C1, ktorá zahŕňa zostavenie redoxnej reakcie (ktorá už obsahuje niektoré z činidiel a produktov). Je formulovaný takto:
C1. Pomocou metódy elektrónovej rovnováhy vytvorte rovnicu reakcie. Identifikujte oxidačné činidlo a redukčné činidlo.
Uchádzači sa často domnievajú, že táto úloha si nevyžaduje špeciálnu prípravu. Obsahuje však úskalia, ktoré mu bránia získať plný počet bodov. Poďme zistiť, na čo si dať pozor.
Teoretické informácie.
Manganistan draselný ako oxidačné činidlo.
+ redukčné činidlá
|
||
| v kyslom prostredí | v neutrálnom prostredí | v alkalickom prostredí |
| (soľ kyseliny, ktorá sa zúčastňuje reakcie) |
Manganat alebo - | |
Dichróman a chróman ako oxidačné činidlá.
| (kyslé a neutrálne prostredie), (alkalické prostredie) + redukčné činidlá vždy to vyjde
|
||
| kyslé prostredie | neutrálne prostredie | alkalické prostredie |
| Soli tých kyselín, ktoré sa zúčastňujú reakcie: | v roztoku alebo tavenine | |
Zvýšenie oxidačných stavov chrómu a mangánu.
| + veľmi silné oxidačné činidlá (vždy bez ohľadu na prostredie!) | ||
| soli, hydroxokomplexy | + veľmi silné oxidačné činidlá: a), chlórové soli obsahujúce kyslík (v alkalickej tavenine) b) (v alkalickom roztoku) |
Alkalické prostredie: je formovaný chróman |
| , soľ | + veľmi silné oxidačné činidlá v kyslom prostredí resp |
Kyslé prostredie: je formovaný dvojchróman alebo kyselina dichrómová |
| - oxid, hydroxid, soli | + veľmi silné oxidačné činidlá: , chlórové soli obsahujúce kyslík (tavenina) |
Alkalické prostredie: Manganat |
| - soľ | + veľmi silné oxidačné činidlá v kyslom prostredí resp |
Kyslé prostredie: Manganistan |
Kyselina dusičná s kovmi.
- neuvoľňuje sa žiadny vodík vznikajú produkty redukcie dusíka.
| Čím aktívnejší je kov a menšia koncentrácia kyseliny, tým sa dusík ďalej redukuje | ||||
Nekovy + konc. kyselina |
Neaktívne kovy (vpravo od železa) + rozt. kyselina | Aktívne kovy (alkálie, alkalické zeminy, zinok) + konc. kyselina | Aktívne kovy (alkálie, alkalické zeminy, zinok) + stredne riediaca kys | Aktívne kovy (alkálie, alkalické zeminy, zinok) + veľmi zriedené. kyselina |
| Pasivácia: nereagujú so studenou koncentrovanou kyselinou dusičnou: |
||||
| Neodpovedajú s kyselinou dusičnou pri akejkoľvek koncentrácii: |
||||
Kyselina sírová s kovmi.
- zriedený kyselina sírová reaguje ako obyčajná minerálna kyselina s kovmi vľavo v napäťovom rade, pričom sa uvoľňuje vodík;
- pri reakcii s kovmi koncentrovaný kyselina sírová neuvoľňuje sa žiadny vodík vznikajú produkty redukcie síry.
| Neaktívne kovy (vpravo od železa) + konc. kyselina Nekovy + konc. kyselina |
Kovy alkalických zemín + konc. kyselina | Alkalické kovy a zinok + koncentrovaná kys. | Zriedená kyselina sírová sa správa ako bežná minerálna kyselina (napríklad kyselina chlorovodíková) | |
| Pasivácia: nereagujú so studenou koncentrovanou kyselinou sírovou: |
||||
| Neodpovedajú s kyselinou sírovou pri akejkoľvek koncentrácii: |
||||
Disproporcionalita.
Disproporčné reakcie sú reakcie, v ktorých rovnaký prvok je oxidačným aj redukčným činidlom, pričom súčasne zvyšuje a znižuje jeho oxidačný stav:
Disproporcionácia nekovov - síra, fosfor, halogény (okrem fluóru).
| Síra + alkalické 2 soli, sulfid kovu a siričitan (reakcia prebieha pri vare) | A |
| Fosfor + alkalický fosfín a soľ fosfornan(reakcia prebieha pri vare) | A |
| chlór, bróm, jód + voda (bez ohrevu) 2 kyseliny, Chlór, bróm, jód + alkálie (bez zahrievania) 2 soli a voda |
A |
| Bróm, jód + voda (pri zahrievaní) 2 kyseliny, Chlór, bróm, jód + alkálie (pri zahrievaní) 2 soli a voda |
A |
Disproporcionácia oxidu dusnatého (IV) a solí.
| + voda 2 kyseliny, dusičná a dusitá + alkalické 2 soli, dusičnany a dusitany |
A |
| A | |
| A |
Činnosť kovov a nekovov.
Na analýzu aktivity kovov sa používa buď elektrochemický rad napätia kovov alebo ich poloha v periodickej tabuľke. Čím je kov aktívnejší, tým ľahšie sa vzdáva elektrónov a tým lepším redukčným činidlom bude pri redoxných reakciách.
Elektrochemický rad napätia kovov.
Vlastnosti správania niektorých oxidačných a redukčných činidiel.
a) soli a kyseliny chlóru obsahujúce kyslík sa pri reakciách s redukčnými činidlami zvyčajne menia na chloridy:
b) ak sa reakcie zúčastňujú látky, v ktorých má ten istý prvok záporné a kladné oxidačné stavy, vyskytujú sa v nulovom oxidačnom stave (uvoľňuje sa jednoduchá látka).
Požadované zručnosti.
- Usporiadanie oxidačných stavov.
Treba mať na pamäti, že oxidačný stav je hypotetický náboj atómu (t. j. podmienený, imaginárny), ale nesmie ísť nad rámec zdravý rozum. Môže to byť celé číslo, zlomok alebo nula.Cvičenie 1: Usporiadajte oxidačné stavy látok:
- Usporiadanie oxidačných stavov v organických látkach.
Pamätajte, že nás zaujímajú oxidačné stavy iba tých atómov uhlíka, ktoré počas redoxného procesu menia svoje prostredie, pričom celkový náboj atómu uhlíka a jeho neuhlíkového prostredia sa berie ako 0.Úloha 2: Určite oxidačný stav atómov uhlíka v kruhu spolu s ich neuhlíkovým okolím:
2-metylbutén-2: – =
acetón:
octová kyselina: -
- Nezabudnite si položiť hlavnú otázku: kto sa pri tejto reakcii vzdáva elektrónov a kto ich berie a na čo sa menia? Aby sa nestalo, že elektróny priletia odnikiaľ alebo odletia nikam.
Príklad:
V tejto reakcii by ste mali vidieť, že jodid draselný môže byť len ako redukčné činidlo takže dusitan draselný bude prijímať elektróny, spúšťanie jeho oxidačný stav.
Navyše za týchto podmienok (zriedený roztok) dusík prechádza z do najbližšieho oxidačného stavu. - Zostavenie elektronických váh je zložitejšie, ak jednotka vzorca látky obsahuje niekoľko atómov oxidačného alebo redukčného činidla.
V tomto prípade to treba brať do úvahy pri polovičnej reakcii pri výpočte počtu elektrónov.
Najčastejším problémom je dvojchróman draselný, keď sa ako oxidačné činidlo mení na:Na tieto isté dvojky nemožno zabudnúť pri vyrovnávaní, pretože označujú počet atómov daného typu v rovnici.
Úloha 3: Aký koeficient by mal byť uvedený pred a pred
Úloha 4: Aký koeficient v reakčnej rovnici sa objaví pred horčíkom?
- Určte, v akom prostredí (kyslom, neutrálnom alebo zásaditom) prebieha reakcia.
Dá sa to urobiť buď o produktoch redukcie mangánu a chrómu, alebo podľa typu zlúčenín, ktoré boli získané na pravej strane reakcie: napríklad ak v produktoch vidíme kyselina, kyslý oxid- to znamená, že toto rozhodne nie je alkalické prostredie a ak sa zráža hydroxid kovu, určite nie je kyslý. Samozrejme, ak na ľavej strane vidíme sírany kovov a na pravej strane - nič ako zlúčeniny síry - zrejme sa reakcia uskutočňuje v prítomnosti kyseliny sírovej.Úloha 5: Identifikujte médium a látky v každej reakcii:
- Pamätajte, že voda je slobodný cestovateľ; môže sa podieľať na reakcii a môže byť tvorená.
Úloha 6:Na ktorej strane reakcie skončí voda? Do čoho pôjde zinok?
Úloha 7: Mäkká a tvrdá oxidácia alkénov.
Dokončite a vyvážte reakcie po predchádzajúcom usporiadaní oxidačných stavov v organických molekulách:(studená veľkosť)
(vodný roztok) - Niekedy je možné produkt reakcie určiť iba zostavením elektronickej váhy a pochopením, ktorých častíc máme viac:
Úloha 8:Aké ďalšie produkty budú dostupné? Pridajte a vyrovnajte reakciu:
- Na čo sa reaktanty menia v reakcii?
Ak odpoveď na túto otázku nie je uvedená v diagramoch, ktoré sme sa naučili, potom musíme analyzovať, ktoré oxidačné činidlo a redukčné činidlo v reakcii sú silné alebo nie?
Ak je oxidačné činidlo stredne silné, je nepravdepodobné, že dokáže oxidovať napríklad síru od do, zvyčajne oxidácia ide len do.
A naopak, ak je silné redukčné činidlo a môže obnoviť síru od do , potom - iba do .Úloha 9: Na čo sa síra zmení? Pridajte a vyvážte reakcie:
(konc.)
- Skontrolujte, či reakcia obsahuje oxidačné aj redukčné činidlo.
Úloha 10: Koľko ďalších produktov je v tejto reakcii a ktoré?
- Ak obe látky môžu vykazovať vlastnosti redukčného činidla aj oxidačného činidla, musíte sa zamyslieť nad tým, ktoré z nich viac aktívne oxidačné činidlo. Potom druhý bude reduktor.
Úloha 11: Ktorý z týchto halogénov je oxidačným činidlom a ktorý je redukčným činidlom?
- Ak je jeden z reaktantov typickým oxidačným alebo redukčným činidlom, potom druhý „vykoná svoju vôľu“, buď dá elektróny oxidačnému činidlu, alebo prijme elektróny z redukčného činidla.
Peroxid vodíka je látka s dvojaký charakter, v úlohe oxidačného činidla (ktoré je preň charakteristickejšie) prechádza do vody a v úlohe redukčného činidla prechádza do voľného plynného kyslíka.
Úloha 12: Akú úlohu hrá peroxid vodíka v každej reakcii?
Postupnosť umiestnenia koeficientov v rovnici.
Najprv zadajte koeficienty získané z elektronickej váhy.
Nezabudnite, že ich môžete zdvojnásobiť alebo skrátiť iba spolu. Ak niektorá látka pôsobí ako médium aj ako oxidačné činidlo (redukčné činidlo), bude potrebné ju vyrovnať neskôr, keď budú nastavené takmer všetky koeficienty.
Predposledným prvkom na vyrovnanie je vodík, a Kontrolujeme len kyslík!
Nespěchejte s počítaním atómov kyslíka! Nezabudnite radšej násobiť ako sčítať indexy a koeficienty.
Počet atómov kyslíka na ľavej a pravej strane sa musí zblížiť!
Ak sa tak nestane (za predpokladu, že ich počítate správne), niekde je chyba.
Možné chyby.
- Usporiadanie oxidačných stavov: každú látku dôkladne skontrolujte.
Často sa mýlia v nasledujúcich prípadoch:a) oxidačné stavy vo vodíkových zlúčeninách nekovov: fosfín - oxidačný stav fosforu - negatívne;
b) v organických látkach - znova skontrolujte, či sa berie do úvahy celé prostredie atómu;
c) amoniak a amónne soli - obsahujú dusík Vždy má oxidačný stav;
d) kyslíkaté soli a kyseliny chlóru - v nich môže mať chlór oxidačný stav;
e) peroxidy a superoxidy - v nich kyslík nemá oxidačný stav, niekedy a dokonca;
e) podvojné oxidy: - v nich kovy majú dve rôzne oxidačných stavoch, zvyčajne sa na prenose elektrónov podieľa len jeden z nich.Úloha 14: Pridajte a vyrovnajte:
Úloha 15: Pridajte a vyrovnajte:
- Výber produktov bez zohľadnenia prenosu elektrónov - to znamená, že napríklad v reakcii je iba oxidačné činidlo bez redukčného činidla alebo naopak.
Príklad: Pri reakcii sa často stráca voľný chlór. Ukazuje sa, že elektróny prišli k mangánu z vesmíru...
- Produkty, ktoré sú z chemického hľadiska nesprávne: látku, ktorá interaguje s prostredím, nie je možné získať!
a) v kyslom prostredí nemôže vznikať oxid kovu, zásada, amoniak;
b) v alkalickom prostredí nevzniká kyselina alebo kyslý oxid;
c) vo vodnom roztoku nevzniká oxid alebo ešte viac kov, ktorý prudko reaguje s vodou.Úloha 16: Nájdite v reakciách chybný produktov, vysvetlite, prečo ich nemožno získať za týchto podmienok:
Odpovede a riešenia úloh s vysvetlením.
Cvičenie 1:
Úloha 2:
2-metylbutén-2: – =
acetón:
octová kyselina: -
Úloha 3:
Keďže v molekule dichrómanu sú 2 atómy chrómu, vzdávajú sa 2-krát viac elektrónov – t.j. 6.
Úloha 4:
Keďže v molekule dva atómy dusíka, tieto dve treba zohľadniť v elektronickej bilancii - t.j. pred horčíkom to by malo byť koeficient .
Úloha 5:
Ak je prostredie alkalické, potom bude existovať fosfor vo forme soli- fosforečnan draselný.
Ak je prostredie kyslé, potom sa fosfín zmení na kyselinu fosforečnú.
Úloha 6:
Keďže zinok je amfotérny kovu, v alkalickom roztoku vzniká hydroxokomplex. V dôsledku usporiadania koeficientov sa zistí, že voda musí byť prítomná na ľavej strane reakcie:
Úloha 7:
Vzdajte sa elektrónov dva atómy v molekule alkénu. Preto musíme brať do úvahy všeobecný počet elektrónov darovaných celou molekulou:
(studená veľkosť)
Upozorňujeme, že z 10 draselných iónov je 9 rozdelených medzi dve soli, takže výsledok bude zásaditý len jeden molekula.
Úloha 8:
V procese zostavovania súvahy to vidíme na každé 2 ióny pripadajú 3 síranové ióny. To znamená, že okrem síranu draselného ešte jeden kyselina sírová(2 molekuly).
Úloha 9:
(manganistan nie je v roztoku veľmi silné oxidačné činidlo; všimnite si, že voda prejde v procese úpravy doprava!)
(konc.)
(koncentrovaná kyselina dusičná je veľmi silné oxidačné činidlo)
Úloha 10:
Nezabudni na to mangán prijíma elektróny, kde chlór by ich mal dať preč.
Chlór sa uvoľňuje ako jednoduchá látka.
Úloha 11:
Čím vyššie je nekov v podskupine, tým viac aktívne oxidačné činidlo, t.j. chlór bude oxidačným činidlom v tejto reakcii. Jód prechádza do svojho najstabilnejšieho pozitívneho oxidačného stavu a vytvára kyselinu jódovú.
Úloha 12:
(peroxid je oxidačné činidlo, pretože redukčné činidlo je)
(peroxid je redukčné činidlo, pretože oxidačným činidlom je manganistan draselný)
(peroxid je oxidačné činidlo, pretože úloha redukčného činidla je typickejšia pre dusitan draselný, ktorý má tendenciu sa meniť na dusičnan)
Celkový náboj častice v superoxide draselnom je . Preto môže dať len .
|
(vodný roztok) (kyslé prostredie) |
Pozrime sa na úlohy uvedené v skúške tak, že sa obrátime na demo verziu Jednotnej štátnej skúšky z chémie 2019.
Blok „Štruktúra atómu. Periodický zákon a periodická sústava chemických prvkov D.I. Mendelejev. Vzorce zmien vlastností chemických prvkov podľa období a skupín.“ „Štruktúra hmoty. Chemická väzba"
Tento blok obsahuje úlohy len základnej úrovne zložitosti, ktoré boli zamerané na testovanie asimilácie pojmov charakterizujúcich štruktúru atómov. chemické prvky a štruktúru látok, ako aj otestovať schopnosť aplikovať periodický zákon na porovnanie vlastností prvkov a ich zlúčenín.
Pozrime sa na tieto úlohy.
Úlohy 1-3 sú spojené jedným kontextom:
Cvičenie 1
Určte, ktoré atómy prvkov uvedených v sérii v základnom stave majú štyri elektróny na vonkajšej energetickej úrovni.
Zapíšte si čísla vybraných prvkov do poľa odpovede.
Na popravu úlohy 1 je potrebné aplikovať poznatky o štruktúre elektrónových obalov atómov chemických prvkov prvých štyroch období, s-, p- A d- prvky, o elektronické konfigurácie atómov, základné a excitované stavy atómov. Prezentované prvky sú v hlavných podskupinách, preto sa počet vonkajších elektrónov ich atómov rovná počtu skupiny, v ktorej sa prvok nachádza. Atómy kremíka a uhlíka majú štyri vonkajšie elektróny.
V roku 2018 úlohu 1 úspešne dokončilo 61,0 % skúšaných.
Príručka obsahuje tréningové úlohy základnej a pokročilej úrovne zložitosti, zoskupené podľa tém a typu. Úlohy sú usporiadané v rovnakom poradí, ako je navrhnuté v skúške verzia jednotnej štátnej skúšky. Na začiatku každého typu úlohy sú prvky obsahu, ktoré treba otestovať – témy, ktoré by ste si mali pred začatím preštudovať. Príručka bude užitočná pre učiteľov chémie, pretože umožňuje efektívne organizovať vzdelávací proces v triede, priebežné monitorovanie vedomostí, ako aj príprava študentov na jednotnú štátnu skúšku.
Práca pozostáva z dvoch častí:
- 1. časť - úlohy s krátkou odpoveďou (26 - základná úroveň, 9 pokročilých),
- časť 2 - úlohy s podrobnými odpoveďami (5 úloh vysoký stupeň).
Maximálny počet primárnych bodov zostáva rovnaký: 64.
Vykonajú sa však určité zmeny:
1. V úlohách základnej úrovne obtiažnosti(predtým časť A) bude zahŕňať:
a) 3 úlohy (6,11,18) s výberom z viacerých možností (3 zo 6, 2 z 5)
b) 3 úlohy s otvorenou odpoveďou (výpočtové úlohy), správna odpoveď tu bude výsledkom výpočtov, zaznamenané s určeným stupňom presnosti;
Rovnako ako ostatné úlohy základnej úrovne, aj tieto úlohy budú mať hodnotu 1 počiatočného bodu.
2. Úlohy vyšší level(predtým časť B) bude reprezentovaný jedným typom: zadania súladu. Získajú 2 body (ak sa vyskytne jedna chyba - 1 bod);
3. Otázka na tému: „Zvratné a nezvratné chemické reakcie. Chemická bilancia. Posúvanie rovnováhy pod vplyvom rôznych faktorov.“
Problematika zlúčenín obsahujúcich dusík sa však preverí na základnej úrovni.
4. Čas na jednotnú skúšku z chémie sa zvýši z 3 hodín na 3,5 hodiny(od 180 do 210 minút).
Časť C jednotnej štátnej skúšky z chémie sa začína úlohou C1, ktorá zahŕňa zostavenie redoxnej reakcie (ktorá už obsahuje niektoré z činidiel a produktov). Je formulovaný takto:
C1. Pomocou metódy elektrónovej rovnováhy vytvorte rovnicu reakcie. Identifikujte oxidačné činidlo a redukčné činidlo.
Uchádzači sa často domnievajú, že táto úloha si nevyžaduje špeciálnu prípravu. Obsahuje však úskalia, ktoré mu bránia získať plný počet bodov. Poďme zistiť, na čo si dať pozor.
Teoretické informácie.
Manganistan draselný ako oxidačné činidlo.
+ redukčné činidlá
|
||
| v kyslom prostredí | v neutrálnom prostredí | v alkalickom prostredí |
| (soľ kyseliny, ktorá sa zúčastňuje reakcie) |
Manganat alebo - | |
Dichróman a chróman ako oxidačné činidlá.
| (kyslé a neutrálne prostredie), (alkalické prostredie) + redukčné činidlá vždy to vyjde
|
||
| kyslé prostredie | neutrálne prostredie | alkalické prostredie |
| Soli tých kyselín, ktoré sa zúčastňujú reakcie: | v roztoku alebo tavenine | |
Zvýšenie oxidačných stavov chrómu a mangánu.
| + veľmi silné oxidačné činidlá (vždy bez ohľadu na prostredie!) | ||
| soli, hydroxokomplexy | + veľmi silné oxidačné činidlá: a), chlórové soli obsahujúce kyslík (v alkalickej tavenine) b) (v alkalickom roztoku) |
Alkalické prostredie: je formovaný chróman |
| , soľ | + veľmi silné oxidačné činidlá v kyslom prostredí resp |
Kyslé prostredie: je formovaný dvojchróman alebo kyselina dichrómová |
| - oxid, hydroxid, soli | + veľmi silné oxidačné činidlá: , chlórové soli obsahujúce kyslík (tavenina) |
Alkalické prostredie: Manganat |
| - soľ | + veľmi silné oxidačné činidlá v kyslom prostredí resp |
Kyslé prostredie: Manganistan |
Kyselina dusičná s kovmi.
- neuvoľňuje sa žiadny vodík vznikajú produkty redukcie dusíka.
| Čím aktívnejší je kov a čím nižšia je koncentrácia kyseliny, tým sa dusík ďalej znižuje | ||||
Nekovy + konc. kyselina |
Neaktívne kovy (vpravo od železa) + rozt. kyselina | Aktívne kovy (alkálie, alkalické zeminy, zinok) + konc. kyselina | Aktívne kovy (alkálie, alkalické zeminy, zinok) + stredne riediaca kys | Aktívne kovy (alkálie, alkalické zeminy, zinok) + veľmi zriedené. kyselina |
| Pasivácia: nereagujú so studenou koncentrovanou kyselinou dusičnou: |
||||
| Neodpovedajú s kyselinou dusičnou pri akejkoľvek koncentrácii: |
||||
Kyselina sírová s kovmi.
- zriedený kyselina sírová reaguje ako obyčajná minerálna kyselina s kovmi vľavo v napäťovom rade, pričom sa uvoľňuje vodík;
- pri reakcii s kovmi koncentrovaný kyselina sírová neuvoľňuje sa žiadny vodík vznikajú produkty redukcie síry.
| Neaktívne kovy (vpravo od železa) + konc. kyselina Nekovy + konc. kyselina |
Kovy alkalických zemín + konc. kyselina | Alkalické kovy a zinok + koncentrovaná kys. | Zriedená kyselina sírová sa správa ako bežná minerálna kyselina (napríklad kyselina chlorovodíková) | |
| Pasivácia: nereagujú so studenou koncentrovanou kyselinou sírovou: |
||||
| Neodpovedajú s kyselinou sírovou pri akejkoľvek koncentrácii: |
||||
Disproporcionalita.
Disproporčné reakcie sú reakcie, v ktorých rovnaký prvok je oxidačným aj redukčným činidlom, pričom súčasne zvyšuje a znižuje jeho oxidačný stav:
Disproporcionácia nekovov - síra, fosfor, halogény (okrem fluóru).
| Síra + alkalické 2 soli, sulfid kovu a siričitan (reakcia prebieha pri vare) | A |
| Fosfor + alkalický fosfín a soľ fosfornan(reakcia prebieha pri vare) | A |
| chlór, bróm, jód + voda (bez ohrevu) 2 kyseliny, Chlór, bróm, jód + alkálie (bez zahrievania) 2 soli a voda |
A |
| Bróm, jód + voda (pri zahrievaní) 2 kyseliny, Chlór, bróm, jód + alkálie (pri zahrievaní) 2 soli a voda |
A |
Disproporcionácia oxidu dusnatého (IV) a solí.
| + voda 2 kyseliny, dusičná a dusitá + alkalické 2 soli, dusičnany a dusitany |
A |
| A | |
| A |
Činnosť kovov a nekovov.
Na analýzu aktivity kovov sa používa buď elektrochemický rad napätia kovov alebo ich poloha v periodickej tabuľke. Čím je kov aktívnejší, tým ľahšie sa vzdáva elektrónov a tým lepším redukčným činidlom bude pri redoxných reakciách.
Elektrochemický rad napätia kovov.
Vlastnosti správania niektorých oxidačných a redukčných činidiel.
a) soli a kyseliny chlóru obsahujúce kyslík sa pri reakciách s redukčnými činidlami zvyčajne menia na chloridy:
b) ak sa reakcie zúčastňujú látky, v ktorých má ten istý prvok záporné a kladné oxidačné stavy, vyskytujú sa v nulovom oxidačnom stave (uvoľňuje sa jednoduchá látka).
Požadované zručnosti.
- Usporiadanie oxidačných stavov.
Treba mať na pamäti, že oxidačný stav je hypotetický náboj atómu (t. j. podmienený, imaginárny), ale nemal by ísť za hranice zdravého rozumu. Môže to byť celé číslo, zlomok alebo nula.Cvičenie 1: Usporiadajte oxidačné stavy látok:
- Usporiadanie oxidačných stavov v organických látkach.
Pamätajte, že nás zaujímajú oxidačné stavy iba tých atómov uhlíka, ktoré počas redoxného procesu menia svoje prostredie, pričom celkový náboj atómu uhlíka a jeho neuhlíkového prostredia sa berie ako 0.Úloha 2: Určite oxidačný stav atómov uhlíka v kruhu spolu s ich neuhlíkovým okolím:
2-metylbutén-2: – =
acetón:
octová kyselina: -
- Nezabudnite si položiť hlavnú otázku: kto sa pri tejto reakcii vzdáva elektrónov a kto ich berie a na čo sa menia? Aby sa nestalo, že elektróny priletia odnikiaľ alebo odletia nikam.
Príklad:
V tejto reakcii by ste mali vidieť, že jodid draselný môže byť len ako redukčné činidlo takže dusitan draselný bude prijímať elektróny, spúšťanie jeho oxidačný stav.
Navyše za týchto podmienok (zriedený roztok) dusík prechádza z do najbližšieho oxidačného stavu. - Zostavenie elektronických váh je zložitejšie, ak jednotka vzorca látky obsahuje niekoľko atómov oxidačného alebo redukčného činidla.
V tomto prípade to treba brať do úvahy pri polovičnej reakcii pri výpočte počtu elektrónov.
Najčastejším problémom je dvojchróman draselný, keď sa ako oxidačné činidlo mení na:Na tieto isté dvojky nemožno zabudnúť pri vyrovnávaní, pretože označujú počet atómov daného typu v rovnici.
Úloha 3: Aký koeficient by mal byť uvedený pred a pred
Úloha 4: Aký koeficient v reakčnej rovnici sa objaví pred horčíkom?
- Určte, v akom prostredí (kyslom, neutrálnom alebo zásaditom) prebieha reakcia.
Dá sa to urobiť buď o produktoch redukcie mangánu a chrómu, alebo podľa typu zlúčenín, ktoré boli získané na pravej strane reakcie: napríklad ak v produktoch vidíme kyselina, kyslý oxid- to znamená, že toto rozhodne nie je alkalické prostredie a ak sa zráža hydroxid kovu, určite nie je kyslý. Samozrejme, ak na ľavej strane vidíme sírany kovov a na pravej strane - nič ako zlúčeniny síry - zrejme sa reakcia uskutočňuje v prítomnosti kyseliny sírovej.Úloha 5: Identifikujte médium a látky v každej reakcii:
- Pamätajte, že voda je slobodný cestovateľ; môže sa podieľať na reakcii a môže byť tvorená.
Úloha 6:Na ktorej strane reakcie skončí voda? Do čoho pôjde zinok?
Úloha 7: Mäkká a tvrdá oxidácia alkénov.
Dokončite a vyvážte reakcie po predchádzajúcom usporiadaní oxidačných stavov v organických molekulách:(studená veľkosť)
(vodný roztok) - Niekedy je možné produkt reakcie určiť iba zostavením elektronickej váhy a pochopením, ktorých častíc máme viac:
Úloha 8:Aké ďalšie produkty budú dostupné? Pridajte a vyrovnajte reakciu:
- Na čo sa reaktanty menia v reakcii?
Ak odpoveď na túto otázku nie je uvedená v diagramoch, ktoré sme sa naučili, potom musíme analyzovať, ktoré oxidačné činidlo a redukčné činidlo v reakcii sú silné alebo nie?
Ak je oxidačné činidlo stredne silné, je nepravdepodobné, že dokáže oxidovať napríklad síru od do, zvyčajne oxidácia ide len do.
A naopak, ak je silné redukčné činidlo a môže obnoviť síru od do , potom - iba do .Úloha 9: Na čo sa síra zmení? Pridajte a vyvážte reakcie:
(konc.)
- Skontrolujte, či reakcia obsahuje oxidačné aj redukčné činidlo.
Úloha 10: Koľko ďalších produktov je v tejto reakcii a ktoré?
- Ak obe látky môžu vykazovať vlastnosti redukčného činidla aj oxidačného činidla, musíte sa zamyslieť nad tým, ktoré z nich viac aktívne oxidačné činidlo. Potom druhý bude reduktor.
Úloha 11: Ktorý z týchto halogénov je oxidačným činidlom a ktorý je redukčným činidlom?
- Ak je jeden z reaktantov typickým oxidačným alebo redukčným činidlom, potom druhý „vykoná svoju vôľu“, buď dá elektróny oxidačnému činidlu, alebo prijme elektróny z redukčného činidla.
Peroxid vodíka je látka s dvojaký charakter, v úlohe oxidačného činidla (ktoré je preň charakteristickejšie) prechádza do vody a v úlohe redukčného činidla prechádza do voľného plynného kyslíka.
Úloha 12: Akú úlohu hrá peroxid vodíka v každej reakcii?
Postupnosť umiestnenia koeficientov v rovnici.
Najprv zadajte koeficienty získané z elektronickej váhy.
Nezabudnite, že ich môžete zdvojnásobiť alebo skrátiť iba spolu. Ak niektorá látka pôsobí ako médium aj ako oxidačné činidlo (redukčné činidlo), bude potrebné ju vyrovnať neskôr, keď budú nastavené takmer všetky koeficienty.
Predposledným prvkom na vyrovnanie je vodík, a Kontrolujeme len kyslík!
Nespěchejte s počítaním atómov kyslíka! Nezabudnite radšej násobiť ako sčítať indexy a koeficienty.
Počet atómov kyslíka na ľavej a pravej strane sa musí zblížiť!
Ak sa tak nestane (za predpokladu, že ich počítate správne), niekde je chyba.
Možné chyby.
- Usporiadanie oxidačných stavov: každú látku dôkladne skontrolujte.
Často sa mýlia v nasledujúcich prípadoch:a) oxidačné stavy vo vodíkových zlúčeninách nekovov: fosfín - oxidačný stav fosforu - negatívne;
b) v organických látkach - znova skontrolujte, či sa berie do úvahy celé prostredie atómu;
c) amoniak a amónne soli - obsahujú dusík Vždy má oxidačný stav;
d) kyslíkaté soli a kyseliny chlóru - v nich môže mať chlór oxidačný stav;
e) peroxidy a superoxidy - v nich kyslík nemá oxidačný stav, niekedy a dokonca;
e) podvojné oxidy: - v nich kovy majú dve rôzne oxidačných stavoch, zvyčajne sa na prenose elektrónov podieľa len jeden z nich.Úloha 14: Pridajte a vyrovnajte:
Úloha 15: Pridajte a vyrovnajte:
- Výber produktov bez zohľadnenia prenosu elektrónov - to znamená, že napríklad v reakcii je iba oxidačné činidlo bez redukčného činidla alebo naopak.
Príklad: Pri reakcii sa často stráca voľný chlór. Ukazuje sa, že elektróny prišli k mangánu z vesmíru...
- Produkty, ktoré sú z chemického hľadiska nesprávne: látku, ktorá interaguje s prostredím, nie je možné získať!
a) v kyslom prostredí nemôže vznikať oxid kovu, zásada, amoniak;
b) v alkalickom prostredí nevzniká kyselina alebo kyslý oxid;
c) vo vodnom roztoku nevzniká oxid alebo ešte viac kov, ktorý prudko reaguje s vodou.Úloha 16: Nájdite v reakciách chybný produktov, vysvetlite, prečo ich nemožno získať za týchto podmienok:
Odpovede a riešenia úloh s vysvetlením.
Cvičenie 1:
Úloha 2:
2-metylbutén-2: – =
acetón:
octová kyselina: -
Úloha 3:
Keďže v molekule dichrómanu sú 2 atómy chrómu, vzdávajú sa 2-krát viac elektrónov – t.j. 6.
Úloha 4:
Keďže v molekule dva atómy dusíka, tieto dve treba zohľadniť v elektronickej bilancii - t.j. pred horčíkom to by malo byť koeficient .
Úloha 5:
Ak je prostredie alkalické, potom bude existovať fosfor vo forme soli- fosforečnan draselný.
Ak je prostredie kyslé, potom sa fosfín zmení na kyselinu fosforečnú.
Úloha 6:
Keďže zinok je amfotérny kovu, v alkalickom roztoku vzniká hydroxokomplex. V dôsledku usporiadania koeficientov sa zistí, že voda musí byť prítomná na ľavej strane reakcie:
Úloha 7:
Vzdajte sa elektrónov dva atómy v molekule alkénu. Preto musíme brať do úvahy všeobecný počet elektrónov darovaných celou molekulou:
(studená veľkosť)
Upozorňujeme, že z 10 draselných iónov je 9 rozdelených medzi dve soli, takže výsledok bude zásaditý len jeden molekula.
Úloha 8:
V procese zostavovania súvahy to vidíme na každé 2 ióny pripadajú 3 síranové ióny. To znamená, že okrem síranu draselného ešte jeden kyselina sírová(2 molekuly).
Úloha 9:
(manganistan nie je v roztoku veľmi silné oxidačné činidlo; všimnite si, že voda prejde v procese úpravy doprava!)
(konc.)
(koncentrovaná kyselina dusičná je veľmi silné oxidačné činidlo)
Úloha 10:
Nezabudni na to mangán prijíma elektróny, kde chlór by ich mal dať preč.
Chlór sa uvoľňuje ako jednoduchá látka.
Úloha 11:
Čím vyššie je nekov v podskupine, tým viac aktívne oxidačné činidlo, t.j. chlór bude oxidačným činidlom v tejto reakcii. Jód prechádza do svojho najstabilnejšieho pozitívneho oxidačného stavu a vytvára kyselinu jódovú.
Úloha 12:
(peroxid je oxidačné činidlo, pretože redukčné činidlo je)
(peroxid je redukčné činidlo, pretože oxidačným činidlom je manganistan draselný)
(peroxid je oxidačné činidlo, pretože úloha redukčného činidla je typickejšia pre dusitan draselný, ktorý má tendenciu sa meniť na dusičnan)
Celkový náboj častice v superoxide draselnom je . Preto môže dať len .
|
(vodný roztok) (kyslé prostredie) |
