Урок 60    Степень окисления.  Процессы окисления  и восстановления.  Окислители и восстановители.  Окислительно – восстановительные реакции

Учить п 38, в п39  выписать и выучить определения,  схему 10 стр 168

Уч п39. Изучить видео. Выполнить  задания с платформы ( 6 заданий )

https://www.youtube.com/watch?v=XbRriCUUELw   Степени  Окисления  с Еленой Жуковой

Элементы, расположенные в 8 гр главной  подгруппе имеют завершенный  внешний энергетический уровень, они стабильны и самодостаточны.  Все остальные элементы,  стремятся к завершению  энергетического уровня, для этого они принимают или отдают электроны, превращаясь в катионы или анионы.

Окисление – это процесс отдачи электронов, степень окисления при этом повышается.

Восстановление – это процесс присоединения электронов, степень окисления при этом понижается.

Атомы, молекулы или ионы, отдающие электроны, являются восстановителями.

Атомы, молекулы или ионы, присоединяющие электроны, называются окислителями.

Окисление всегда сопровождается восстановлением, а восстановление окислением.

( дыхание и фотосинтез)

Окислители — это частицы (атомы, молекулы или ионы), которые принимают электроны в ходе химической реакции. При этом степень окисления окислителя понижается. Окислители при этом восстанавливаются.    O₂⁰ + 4e = 2O^2-

Восстановители — это частицы (атомы, молекулы или ионы), которые отдают электроны в ходе химической реакции. При этом степень окисления восстановителя повышается. Восстановители при этом окисляются.           S^-2 -2e=S⁰

Мы уже разбирали правила определения степеней окисления

Степень окисления (С.О.) -  условный заряд, который  приобрёл бы атом, если бы  отдал свои электроны или принял  чужие электроны  до завершения  энергетического уровня

В молекулах алгебраическая сумма степеней окисления элементов с учётом числа их атомов равна 0.

H₂⁺¹S^xO₄^-2                                                                         

(+1) ^. 2 +X + (-2) ^. 4 = 0

X = +6

H₂⁺¹S⁺⁶O₄^-2

Внимательно посмотрите видеосюжет  ,  запишите в тетрадь разбираемые примеры, постарайтесь   справиться с заданием самостоятельно. Разберите примеры определения С.О. стр 164 – 165 учебника.    Выполните задания  №№4, 5,6 стр 165

N⁻³−5e−→N⁺²

(−3)−5⋅(−1)=+2

−3+5=+2

+2=+2.

N⁺¹−4e−→N⁺⁵,      O⁻²−Хe−→O⁰,           C⁻⁴−6e−→C⁺²,        S⁺⁶+2e−→S⁺⁴,      N⁰+Хe−→N⁻³,

 Cl⁺¹+Хe−→Cl⁻¹,

Какие процессы показаны на схемах(назвать Окисление или Восстановление и  в какой роли выступает частица Окислителя или Восстановителя), там, где это необходимо, замените Х на число электронов

Na⁰−1ē →Na^+х,            Al^х−3ē →Al⁺³.

Отдавать свои электроны могут отрицательные ионы:

Cl^х−1ē →Cl⁰,              S⁻²−2ē →S^х.

Терять электроны могут и некоторые положительные ионы с низшими степенями окисления:

Cu⁺¹−1ē →Cu^+х            Fe⁺²−1ē→Fe^+х

Окислительно-восстановительная реакция (ОВР) — это реакция, которая протекает с изменением степеней окисления.

Окислительно- восстановительные реакции ( ОВР)

Вспомните,  причины образования химических связей. Причины  преобразования нейтральных атомов в ионы. Почему взаимосвязаны процессы окисления и восстановления? Что такое  процесс окисления? Что происходит с элементом и как он  называется? Почему? Что такое процесс восстановления?  Что происходит с элементом? Почему? Как он называется?

Окислительно – восстановительные  реакции – реакции в ходе которых элементы меняют степень окисления

В такой реакции всегда участвуют вещество-окислитель и вещество-восстановитель. Другие вещества могут выступать в качестве среды, в которой протекает данная реакция.

алгоритм для уравнивания окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса.

Главное условие протекания ОВР — общее число электронов, отданных восстановителем, должно быть равно общему числу электронов, принятых окислителем.

1Определите атомы, которые меняют свои степени окисления в ходе реакции.

2Выпишите, сколько электронов принял окислитель и отдал восстановитель. Если восстановителей несколько, выписываем все.

3Найдите НОК для суммарно отданных/принятых электронов.

4Расставьте первые полученные коэффициенты перед окислителем и одним или несколькими восстановителями.

5Уравняйте все присутствующие металлы в уравнении реакции.

6Уравняйте кислотные остатки.

7Уравняйте водород — в обеих частях его должно быть одинаковое количество.

8Проверьте себя по кислороду — если все посчитано верно, то он сойдется.

Например, в реакции

   _{+1  +5   -2      +1 -1                 +1    -1          +1 +5 -2}

 AgNO₃   +   HCl             AgCl    +    HNO3    

Степени окисления атомов химических элементов после реакции не изменились. А вот в другой реакции – взаимодействие соляной кислоты с цинком

    _{+1    -1              0          +2      -1                0}

   2HCl   +  Zn  →      ZnCl₂    +    H₂                       

атомы двух элементов, водорода и цинка, изменили свои степени окисления: водород  с +1 на 0, а цинк – с 0 на +2. Следовательно, в этой реакции каждый атом водорода получил по одному электрону

    _{+1                             0}

2H   + 2e  →     H₂

а  каждый атом цинка – отдал два электрона

    _{0                                     +2}

Zn   -  2е   →    Zn

Метод электронного баланса как способ составления уравнений ОВР

Далее рассмотрим составление уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса. В основе метода электронного баланса лежит правило: общее число электронов, которые отдаёт восстановитель, всегда равно общему числу электронов, которые присоединяет окислитель (число отданных и принятых электронов должно быть одинаковым).

Среди изученных нами реакций к окислительно – восстановительным  реакциям относятся:

1. Взаимодействие металлов с неметаллами

                             2Mg + O₂ =2MgO

Восстановитель           Mg⁰ -2e     →       Mg⁺²       2       2      окисление

Окислитель                   O₂⁰ +4e      →       2O^-2   4      1       восстановление

Принять и отдать нужно по 4 электрона. Поэтому находим НОК =4 и определяем, что  для получения 4  число Электронов у магния нужно удвоить, а 4 у кислорода  умножаем на 1.  Вот эти  множители  2 и 1  являются возможными коэффициентами.

      2. Взаимодействие металлов с кислотой.

                                 H₂SO4 + Mg =MgSO₄+H₂

Восстановитель     Mg⁰ -2e    →    Mg⁺²       2     2      окисление

Окислитель             2O^-2 +4e  →    O₂⁰        4   1       восстановление   

3. Взаимодействие металлов с солью.

                                 CuSO4 + Mg =MgSO₄+Cu

Восстановитель     Mg⁰ -2e     →     Mg⁺²    2     1      окисление

Окислитель             Cu⁺² +2e   →    Cu⁰     2     1       восстановление   

Упражнения для закрепления материала:

Задание 1) Какая схема превращения азота соответствует данному уравнению реакции

             4NH₃ +5O ₂ → 4NO + 6H₂O

                       1) N⁺³ → N⁺²                            3) N⁺³ → N^-3 

                       2) N^-3 → N^-2                             4) N^-3 → N⁺² 

      Задание 2) Установите соответствие между изменением степени окисления атома серы и схемой превращения вещества. Запишите цифры без пробелов и запятых.

СХЕМА ПРЕВРАЩЕНИЙ

A) H₂S + O₂ → SO₂ + H₂O                                 

Б) H₂SO₄ + Na → Na₂SO₄ + H₂S + H₂O          

В) SO₂ + Br₂ + H₂O → H₂SO₄ + HBr                 

ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ

1) Э⁺⁴ → Э⁺⁶

2) Э⁺⁶ → Э^-2

3) Э⁺⁶ → Э⁺⁴

4) Э^-2 →  Э⁺⁶

5) Э^-2 →  Э⁺⁴ 

      Задание 3)Установите соответствие между схемой превращения и изменением степени окисления окислителя в ней.

СХЕМА ПРЕВРАЩЕНИЙ

A) Cl₂ + K₂MnO₄ → KMnO₄ + KCl

Б) NH₄Cl + KNO₃ → KCl + N₂O + H₂O

В) HI + FeCl₃ → FeCl₂ + HCl + I₂ 

ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ

ОКИСЛЕНИЯ ОКИСЛИТЕЛЯ

1) Э⁺⁶ → Э⁺⁷ 

2) Э⁺⁵ → Э⁺¹ 

3) Э⁺³ → Э⁺² 

4) Э⁰ →  Э^-1 

5) Э^-1 →  Э⁰ 

Во всех уравнениях реакций показать  степени окисления элементов, выписать пары элементов, изменивших  степени окисления.  Указать процессы окисления и восстановления и окислитель – восстановитель.

Задание 4 В следующих схемах реакций укажите степень окисления каждого элемента и расставьте коэффициенты методом электронного баланса:

1)  F₂ + Хе → XeF₆        3) Na + Br₂ → NaBr

2)  S + H₂ → H₂S           4) N₂ + Mg → Mg₃N₂

Задание 5.Проставьте степень окисления элементов в соединениях: H₂SО₄, HCN, HNО₂, РС1₃

Задание 6. Допишите уравнения реакций окисления-восстановления:

1)  CI₂ + Fe →         2) F₂ + I₂ →          3) Ca + С  →                4) С + H₂ →

Укажите степени окисления элементов в полученных продуктах.

Окислительно-восстановительные реакции представляют собой единство двух противоположных процессов: окисления и восстановления. В этих реакциях число электронов, отдаваемых восстановителями, равно числу электронов, присоединяемых окислителями. Весь окружающий нас мир можно рассматривать как гигантскую химическую лабораторию, в которой ежесекундно протекают химические реакции, в основном окислительно - восстановительные.