Ang mga katangian ng redox ng mga indibidwal na atomo pati na rin ang mga ion ay isang mahalagang isyu sa modernong kimika. Nakakatulong ang materyal na ito na ipaliwanag ang aktibidad ng mga elemento at substance, upang magsagawa ng detalyadong paghahambing ng mga kemikal na katangian ng iba't ibang atomo.
Ano ang oxidizing agent
Maraming gawain sa chemistry, kabilang ang mga tanong sa pagsusulit para sa pinag-isang state exam sa grade 11, at ang OGE sa grade 9, ang nauugnay sa konseptong ito. Ang isang ahente ng oxidizing ay itinuturing na mga atomo o ion na, sa proseso ng pakikipag-ugnayan ng kemikal, ay tumatanggap ng mga electron mula sa isa pang ion o atom. Kung susuriin natin ang mga katangian ng oxidizing ng mga atom, kailangan natin ang periodic system ng Mendeleev. Sa mga panahon na matatagpuan sa talahanayan mula kaliwa hanggang kanan, ang kakayahang mag-oxidize ng mga atom ay tumataas, iyon ay, nagbabago ito nang katulad sa mga di-metal na katangian. Sa mga pangunahing subgroup, bumababa ang parameter na ito mula sa itaas hanggang sa ibaba. Kabilang sa pinakamalakas na simpleng sangkap na may kakayahang mag-oxidize, ang fluorine ang nangunguna. Isang termino tulad ng "electronegativity", iyon ay, ang kakayahan ng isang atom na kumuha sa kaso ng isang kemikal na pakikipag-ugnayanmga electron, ay maaaring ituring na kasingkahulugan ng mga katangian ng pag-oxidizing. Kabilang sa mga kumplikadong sangkap na binubuo ng dalawa o higit pang mga kemikal na elemento, ang maliwanag na oxidizing agent ay maaaring isaalang-alang: potassium permanganate, potassium chlorate, ozone.
Ano ang reducing agent
Ang mga nagpapababang katangian ng mga atom ay katangian ng mga simpleng sangkap na nagpapakita ng mga katangiang metal. Sa periodic table, ang mga katangian ng metal ay humihina mula kaliwa hanggang kanan sa mga panahon, at sa mga pangunahing subgroup (patayo) sila ay tumataas. Ang kakanyahan ng pagbawi ay ang pagbabalik ng mga electron, na matatagpuan sa panlabas na antas ng enerhiya. Kung mas marami ang bilang ng mga electron shell (mga antas), mas madaling mamigay ng mga "dagdag" na electron sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng kemikal.
Ang mga aktibong metal (alkaline, alkaline-earth) ay may mahusay na mga katangian ng pagbabawas. Bilang karagdagan, ang mga sangkap na nagpapakita ng magkatulad na mga parameter, itinatampok namin ang sulfur oxide (6), carbon monoxide. Upang makuha ang pinakamataas na estado ng oksihenasyon, ang mga compound na ito ay pinipilit na magpakita ng mga nagpapababang katangian.
Proseso ng oksihenasyon
Kung sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng kemikal ang isang atom o isang ion ay nagbibigay ng mga electron sa isa pang atom (ion), pinag-uusapan natin ang proseso ng oksihenasyon. Upang suriin kung paano nagbabago ang mga katangian ng pagbabawas at pag-oxidizing ng kapangyarihan, kakailanganin mo ng periodic table ng mga elemento, pati na rin ang kaalaman sa mga modernong batas ng physics.
Proseso ng pagpapanumbalik
Ang mga proseso ng pagbabawas ay kinabibilangan ng pagtanggap ng mga ion ng alinmanmga atomo ng mga electron mula sa ibang mga atomo (ions) sa panahon ng direktang pakikipag-ugnayan ng kemikal. Ang mga mahusay na ahente ng pagbabawas ay mga nitrite, sulfites ng mga alkali metal. Ang mga nagpapababang katangian sa sistema ng mga elemento ay nagbabago katulad ng mga katangian ng metal ng mga simpleng sangkap.
OVR Parsing Algorithm
Upang mailagay ng mag-aaral ang mga coefficient sa natapos na kemikal na reaksyon, kinakailangan na gumamit ng isang espesyal na algorithm. Tumutulong din ang mga katangian ng redox upang malutas ang iba't ibang mga problema sa computational sa analytical, organic, at general chemistry. Iminumungkahi namin ang pagkakasunud-sunod ng pag-parse ng anumang reaksyon:
- Una, mahalagang matukoy ang estado ng oksihenasyon ng bawat available na elemento gamit ang mga panuntunan.
- Susunod, ang mga atom o ion na iyon na nagbago ng kanilang estado ng oksihenasyon ay determinadong lumahok sa reaksyon.
- Ang mga minus at plus na palatandaan ay nagpapahiwatig ng bilang ng mga libreng electron na ibinigay at natanggap sa panahon ng isang kemikal na reaksyon.
- Susunod, sa pagitan ng bilang ng lahat ng electron, ang minimum na common multiple ay tinutukoy, iyon ay, isang integer na hinahati nang walang natitira sa natanggap at ibinigay na mga electron.
- Pagkatapos ay nahahati ito sa mga electron na kasangkot sa kemikal na reaksyon.
- Susunod, tinutukoy namin kung aling mga ion o atom ang may mga katangian ng pagbabawas, at tinutukoy din ang mga ahente ng oxidizing.
- Sa huling yugto, ilagay ang mga coefficient sa equation.
Gamit ang electronic balance method, ilagay natin ang mga coefficient sa reaction scheme na ito:
NaMnO4 + hydrogen sulfide + sulfuric acid=S + Mn SO4 +…+…
Algorithm para sa paglutas ng problema
Alamin natin kung aling mga substance ang dapat mabuo pagkatapos ng interaksyon. Dahil mayroon nang oxidizing agent sa reaksyon (ito ay manganese) at isang reducing agent ay tinukoy (ito ay sulfur), ang mga sangkap ay nabuo kung saan ang mga estado ng oksihenasyon ay hindi na nagbabago. Dahil ang pangunahing reaksyon ay nagpatuloy sa pagitan ng asin at isang malakas na acid na naglalaman ng oxygen, ang isa sa mga huling sangkap ay tubig, at ang pangalawa ay sodium s alt, mas tiyak, sodium sulfate.
Ngayon gumawa tayo ng scheme para sa pagbibigay at pagtanggap ng mga electron:
- Mn+7 kumuha ng 5 e=Mn+2.
Ikalawang bahagi ng scheme:
- S-2 gives2e=S0
Inilalagay namin ang mga coefficient sa paunang reaksyon, hindi nakakalimutang buuin ang lahat ng sulfur atoms sa mga bahagi ng equation.
2NaMnO4 + 5H2S + 3H2SO 4 =5S + 2MnSO4 + 8H2O + Na2SO 4.
Pagsusuri ng OVR na kinasasangkutan ng hydrogen peroxide
Gamit ang OVR parsing algorithm, maaari tayong bumuo ng equation para sa patuloy na reaksyon:
hydrogen peroxide + sulfuric acid + potassium permagnanate=Mn SO4 + oxygen + …+…
Binago ng mga estado ng oksihenasyon ang oxygen ion (sa hydrogen peroxide) at ang manganese cation sa potassium permanganate. Ibig sabihin, mayroon tayong reducing agent, pati na rin ang oxidizing agent.
Tukuyin natin kung anong uri ng mga sangkap ang maaari pa ring makuha pagkatapos ng pakikipag-ugnayan. Ang isa sa mga ito ay tubig, na malinaw na isang reaksyon sa pagitan ng acid at asin. Ang potasa ay hindi nakabuo ng bagomga sangkap, ang pangalawang produkto ay isang potassium s alt, katulad ng sulfate, dahil ang reaksyon ay may sulfuric acid.
Skema:
2O – nagbibigay ng 2 electron at nagiging O 2 0 5
Mn+7 tumatanggap ng 5 electron at nagiging Mn ion+2 2
Itakda ang mga coefficient.
5H2O2 + 3H2SO4 + 2KMnO4=5O2 + 2Mn SO4 + 8H 2O + K2SO4
Halimbawa ng pagsusuri sa OVR na kinasasangkutan ng potassium chromate
Gamit ang paraan ng electronic na balanse, gagawa kami ng equation na may mga coefficient:
FeCl2 + hydrochloric acid + potassium chromate=FeCl3+ CrCl3 + …+…
Nagbago ang mga estado ng oksihenasyon sa iron (sa ferric chloride II) at chromium ion sa potassium dichromate.
Ngayon, subukan nating alamin kung ano ang iba pang mga sangkap na nabuo. Ang isa ay maaaring asin. Dahil ang potassium ay hindi nakabuo ng anumang compound, samakatuwid, ang pangalawang produkto ay isang potassium s alt, mas tiyak, chloride, dahil ang reaksyon ay naganap sa hydrochloric acid.
Gumawa tayo ng diagram:
Fe+2 nagbibigay ng e= Fe+3 6 reducer,
2Cr+6 accepts 6 e=2Cr +31 oxidizer.
Ilagay ang mga coefficient sa unang reaksyon:
6K2Cr2O7 + FeCl2+ 14HCl=7H2O + 6FeCl3 + 2CrCl3 + 2KCl
HalimbawaOVR analysis na kinasasangkutan ng potassium iodide
Armadong may mga panuntunan, gumawa tayo ng equation:
potassium permanganate + sulfuric acid + potassium iodide…manganese sulfate + iodine +…+…
Napalitan ng oxidation state ang manganese at iodine. Ibig sabihin, mayroong reducing agent at oxidizing agent.
Ngayon, alamin natin kung ano ang hahantong sa atin. Ang tambalan ay magkakaroon ng potassium, ibig sabihin, makakakuha tayo ng potassium sulfate.
Ang mga proseso ng pagbawi ay nagaganap sa mga iodine ions.
Bumuo tayo ng electron transfer scheme:
- Mn+7 tumatanggap ng 5 e=Mn+2 2 ay isang oxidant,
- 2I- pamigay 2 e=I2 0 5 ay isang ahente ng pagbabawas.
Ilagay ang mga coefficient sa unang reaksyon, huwag kalimutang buuin ang lahat ng sulfur atoms sa equation na ito.
210KI + KMnO4 + 8H2SO4 =2MnSO 4 + 5I2 + 6K2SO4 + 8H 2O
Halimbawa ng pagsusuri ng OVR na kinasasangkutan ng sodium sulfite
Gamit ang klasikal na paraan, bubuo kami ng equation para sa circuit:
- sulfuric acid + KMnO4 + sodium sulfite… sodium sulfate + manganese sulfate +…+…
Pagkatapos ng interaksyon nakakakuha tayo ng sodium s alt, tubig.
Gumawa tayo ng diagram:
- Mn+7 kumuha ng 5 e=Mn+2 2,
- S+4 ay nagbibigay ng 2 e=S+6 5.
Ayusin ang mga coefficient sa reaksyong isinasaalang-alang, huwag kalimutang idagdag ang sulfur atoms kapag inaayos ang mga coefficient.
3H2SO4 + 2KMnO4 + 5Na2 SO3 =K2SO4 + 2MnSO4 + 5Na2 SO4 + 3H2O.
Halimbawa ng pagsusuri ng OVR na kinasasangkutan ng nitrogen
Gawin natin ang sumusunod na gawain. Gamit ang algorithm, bubuo kami ng kumpletong equation ng reaksyon:
- manganese nitrate + nitric acid + PbO2=HMnO4+Pb(NO3) 2+
Suriin natin kung anong substance ang nabubuo pa rin. Dahil ang reaksyon ay naganap sa pagitan ng isang malakas na oxidizing agent at asin, nangangahulugan ito na ang substance ay magiging tubig.
Ipakita ang pagbabago sa bilang ng mga electron:
- Mn+2 nagbibigay ng 5 e=Mn+7 2 ay nagpapakita ng mga katangian ng isang reducing agent,
- Pb+4 kumukuha ng 2 e=Pb+2 5 oxidizer.
3. Inaayos namin ang mga coefficient sa unang reaksyon, siguraduhing idagdag ang lahat ng nitrogen na makukuha sa kaliwang bahagi ng orihinal na equation:
- 2Mn(NO3)2 + 6HNO3 + 5PbO 2 =2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H 2O.
Ang reaksyong ito ay hindi nagpapakita ng pagbabawas ng mga katangian ng nitrogen.
Ikalawang redox reaction na may nitrogen:
Zn + sulfuric acid + HNO3=ZnSO4 + HINDI+…
- Zn0 give away 2 e=Zn+23 ay magiging restorer,
N+5accepts 3 e=N+2 2 ay isang oxidizer.
Ayusin ang mga coefficient sa isang ibinigay na reaksyon:
3Zn + 3H2SO4 + 2HNO3 =3ZnSO 4 + 2NO + 4H2O.
Ang kahalagahan ng redox reactions
Ang pinakatanyag na reduction reactions ay photosynthesis, na katangian ng mga halaman. Paano nagbabago ang mga katangian ng pagpapanumbalik? Ang proseso ay nangyayari sa biosphere, humahantong sa pagtaas ng enerhiya sa tulong ng isang panlabas na mapagkukunan. Ang enerhiyang ito ang ginagamit ng sangkatauhan para sa mga pangangailangan nito. Kabilang sa mga halimbawa ng mga reaksiyong oxidative at pagbabawas na nauugnay sa mga elemento ng kemikal, ang mga pagbabago sa nitrogen, carbon, at oxygen compound ay partikular na kahalagahan. Salamat sa photosynthesis, ang kapaligiran ng daigdig ay may isang komposisyon na kinakailangan para sa pag-unlad ng mga buhay na organismo. Salamat sa photosynthesis, ang dami ng carbon dioxide sa shell ng hangin ay hindi tumataas, ang ibabaw ng Earth ay hindi nag-overheat. Ang halaman ay hindi lamang bubuo sa tulong ng isang redox na reaksyon, ngunit bumubuo rin ng mga sangkap tulad ng oxygen at glucose na kinakailangan para sa mga tao. Kung wala ang kemikal na reaksyong ito, imposible ang isang buong siklo ng mga sangkap sa kalikasan, gayundin ang pagkakaroon ng organikong buhay.
Praktikal na aplikasyon ng RIA
Upang mapangalagaan ang ibabaw ng metal, kailangan mong malaman na ang mga aktibong metal ay may mga katangian ng pagpapanumbalik, kaya maaari mong takpan ang ibabaw ng isang layer ng isang mas aktibong elemento, habang pinapabagal ang proseso ng chemical corrosion. Dahil sa pagkakaroon ng mga katangian ng redox, ang inuming tubig ay dinadalisay at nadidisimpekta. Walang problemang malulutas nang walang wastong paglalagay ng mga coefficient sa equation. Upang maiwasan ang mga pagkakamali, mahalagang magkaroon ng pang-unawa sa lahat ng redoxmga parameter.
Proteksyon laban sa kemikal na kaagnasan
Ang kaagnasan ay isang partikular na problema para sa buhay at aktibidad ng tao. Bilang resulta ng pagbabagong ito ng kemikal, ang pagkasira ng metal ay nangyayari, ang mga bahagi ng kotse, mga tool sa makina ay nawawala ang kanilang mga katangian sa pagpapatakbo. Upang maitama ang gayong problema, ginagamit ang proteksyon ng pagtapak, ang metal ay pinahiran ng isang layer ng barnis o pintura, at ginagamit ang mga haluang metal na anti-corrosion. Halimbawa, ang isang bakal na ibabaw ay natatakpan ng isang layer ng aktibong metal - aluminum.
Konklusyon
Iba't ibang recovery reaction ang nagaganap sa katawan ng tao, tiyakin ang normal na paggana ng digestive system. Ang mga pangunahing proseso ng buhay tulad ng pagbuburo, pagkabulok, paghinga ay nauugnay din sa mga katangian ng pagpapanumbalik. Ang lahat ng nabubuhay na nilalang sa ating planeta ay may katulad na kakayahan. Kung walang mga reaksyon sa pagbabalik at pagtanggap ng mga electron, ang pagmimina, pang-industriya na produksyon ng ammonia, alkalis, at mga acid ay imposible. Sa analytical chemistry, ang lahat ng mga pamamaraan ng volumetric na pagsusuri ay tiyak na nakabatay sa mga proseso ng redox. Ang paglaban sa hindi kanais-nais na phenomenon gaya ng chemical corrosion ay nakabatay din sa kaalaman sa mga prosesong ito.
