Влияние среды

ХимияХимия

Влияние среды

При подготовке к ЕГЭ, в классе на контрольной работе и даже выполняя домашнюю работу множество учеников задаётся вопросом – как же понять, какие продукты реакции будут в том или ином случае.

В этой статье речь пойдёт об окислительно-восстановительных реакциях только неорганической химии.

Следует понимать, что во многих окислительно-восстановительных реакциях мы не узнаем точно, какие продукты получаются. Это зависит во многом от среды протекания реакции, от катализатора, концентрации и природы реагентов.

Выражение “природы реагентов” означает, что каждое вещество при определенных условиях ведёт себя по-разному.

Что такое вообще окислительно-восстановительная реакция?
Окислительно-восстановительная реакция – реакция, протекающая с изменением степеней окисления атомов, входящих в состав реагентов.

Степени окисления могут повышаться и понижаться. Многим ученикам бывает проблематично запомнить, как себя ведёт окислитель, а как восстановитель.

 Нужно запомнить:
Отдаёт (электроны) – окисляется, восстановителем является.

Принимает (электроны) – восстанавливается, окислителем является.

Восстановители

Окислители

Простые вещества – металлы, водород, углерод (графит), CO (угарный газ). Соединения неметаллов в низшей степени окисления: H2S-2, N-3H3 и др. Соединения, содержащие элемент в промежуточной степени окисления (S+4O2,H3PO3,HNO2),альдегиды, спирты муравьиная кислота.

Простые вещества – неметаллы (кислород, галогены и др. Соединения, содержащие элемент в максимальной или промежуточной степени окисления (KMnO4, K2Cr2O7,  K2CrO4, HNO3, H2SO4(конц), H2O2,MnO2, NaNO2), царская водка.

 








Перейдём к свойствам:
1) В кислых, нейтральных и щелочных средах ион Mn+7 (KMnO4) восстанавливается до различных степеней окисления

В кислой среде (присутствие в растворе H+ионов) до Mn+2

В нейтральной среде (H2O)  до Mn+4 (MnO2)

В щелочной среде (присутствие в растворе OH-ионов)до Mn+6 (K2MnO4)

2KMn+7 O4+3H2 SO4+5Na2SO3→K2SO4+2Mn+2SO4+5Na2SO4+3H2O

2KMn+7O4+H2O+3Na2 SO3→2KOH+2Mn+4)O2↓+3Na2 SO4

2KMn+7 O4+2KOH+Na2 SO3→2K2 Mn+6O4+Na2 SO4+H2O

2) Соединения Cr+6всегда восстанавливаются до Cr+3

2K2 Cr+6O4+3H2S+2H2O→2Cr+3(OH)3↓+3↓+4KOH

3)Пероксид водорода H2O2 при взаимодействии с восстановителями является сильным окислителем, но при взаимодействии с сильными окислителями является восстановителем.

6Fe2+SO4+3H2O2-1→2Fe2+3(SO4 )3+2Fe(O-2H)3

4)Продукты реакции HNO3cразличными восстановителями зависят от концентрации кислоты и природы восстановителя.
Концентрированная HNO3малоактивными металлами, неметаллами и некоторыми другими соединениями восстанавливается до N+4O2.

3Cu+8HNO3(конц)→3Cu(NO3 )2+2NO↑+4H2O

S+6HNO3 (конц)→H2 SO4+6NO2↑+2H2O

Na2 S+4HNO3 (конц)→2NaNO3+2NO2↑+S↓+2H2O

Разбавленная HNO3малоактивными металлами восстанавливается до NO, активными металлами – до N2O, а очень разбавленная кислота активными металлами восстанавливается до NH4NO3.

3Cu+8HNO3(разб)→3Cu(NO3 )2+2NO↑+4H2O

4Ca+10HNO3 (разб)→4Ca(NO3 )2+N2O↑+5H2O

4Ca+10HNO3 (оч. разб)→4Ca(NO3 )2+NH4 NO3+3H2O

5) Продукты взаимодействия серной кислоты с различными восстановителями зависят от концентрации кислоты и природы восстановителя.

Разбавленная H2SO4взаимодействует с металлами в ряду напряжений левее водорода с выделением водорода.

Zn+H2 SO4 (разб)→ZnSO4+H2

Концентрированная H2SO4:

С металлами, стоящими в ряду напряжения до Al (включительно) восстанавливается до H2S

8Al+15H2 SO4(конц)→ 4Al2 (SO4 )3+3H2 S↑+12H2O

С металлами, стоящими в ряду напряжения послеAl и до Cr, восстанавливается до S0.

2Cr+4H2 SO4( конц)→Cr2 (SO4 )3+S↓+4H2O↑

С металлами, стоящими в ряду напряжений после Cr (кроме Ptи Au) восстанавливается до SO2

2Fe+6H2 SO4 (конц) →Fe2 (SO4 )3+3SO2↑+6H2O

Концентрированная серная кислота окисляет йодид и бромид-ионы до свободных галогенов:

2KI+2H2 SO4→K2 SO4+SO2↑+I2↓+2H2O

2HBr+H2 SO4 (конц)→Br2+SO2↑+2H2O

Автор статьи: Симкин Егор Андреевич

Редактор: Харламова Галина Николаевна

Вернутся к темам