МОУ «Средняя общеобразовательная школа
с углубленным изучением отдельных предметов №32» г. Саранска
Учитель химии: Нуянзина М.И.
Тема урока. Окислительно-восстановительные реакции
Тип урока. Приобретение новых знаний.
Задачи урока:
Обучающие: Познакомить учащихся с новой классификацией химических реакций по признаку изменения степеней окисления элементов - с окислительно-восстановительными реакциями (ОВР); научить учащихся расставлять коэффициенты методом электронного баланса.
Развивающие: Продолжить развитие логического мышления, умений анализировать и сравнивать, формирование интереса к предмету; показать разнообразие и значение ОВР в природе и повседневной жизни.
Воспитательные: Формировать научное мировоззрение учащихся; совершенствовать трудовые навыки.
Методы и методические приемы. Рассказ, беседа, демонстрация средств наглядности, самостоятельная работа учащихся.
Оборудование и реактивы:
· персональный компьютер, видеопроектор, презентация “Окислительно-восстановительные реакции»;
· штатив с пробирками;
· раствор сульфата меди (II), раствор гидроксида натрия, железная кнопка;
· периодическая система Д. И.Менделеева.
Ход урока.
слайд 1
Здравствуйте, уважаемые друзья! Наш урок я назвала: «Кто-то теряет, а кто-то находит…». Ребята, как вы думаете, о чем пойдет речь сегодня на уроке? В течение урока мы постараемся ответить на этот вопрос.
Эпиграфом нашего урока будут слова Станислава Лема:
слайд 2
«Чтобы что-то узнать, нужно уже что-то знать». Давайте выясним, что же мы все-таки знаем. Я предлагаю вам химическую разминку.
На предыдущих уроках мы с вами познакомились с различными видами классификации химических реакций. Итак, какие бывают реакции?
(Обратимые и необратимые, гомогенные и гетерогенные, зкзо- и эндотермические, каталитические и не каталитические, реакции соединения, разложения, замещения и обмена).
Т.о., все химические реакции делятся на:
слайд 3
(даются определения).
слайд 4
Дайте характеристику реакциям по всем известным признакам классификации.
слайд 5
Сегодня мы познакомимся с новой классификацией химических реакций.
Открываем рабочие тетради и записываем тему урока - ОВР. Что означает эта аббревиатура, мы расшифруем позднее.
Что такое СО? (СО - это условный заряд атома ХЭ в соединении, вычисленный на основе предположения, что все соединения состоят только из ионов). СО численно равна валентности. Различие состоит в том, что валентность обозначается римскими цифрами и не имеет знака, а СО - арабскими, имеет знак, который ставится перед значением СО. У простых веществ и неполярных молекул СО равна нулю. Сумма СО атомов в молекуле всегда равна нулю.
слайд 6
Определите СО элементов в следующих веществах:
HNO3, Mg(NO3)2, Zn, H2SO4, Br2, H3PO4, Cu2O, O3, NaNO2, КMnO4.
слайд 7
Лабораторный опыт
Проведите реакции между раствором сульфата меди (II) и:
1) раствором гидроксида натрия
2) железной кнопкой.
Укажите признаки химических реакций, запишите молекулярные уравнения и определите степень окисления каждого элемента.
Сравните эти реакции. Чем они отличаются друг от друга? Изменились ли степени окисления элементов в этих реакциях? (В первом уравнении степени СО не изменились, а во втором изменились - у меди и железа) . По какому признаку можно классифицировать реакции? (По изменению СО).
Вторая реакция относится к окислительно-восстановительным. Попробуйте дать определение окислительно-восстановительных реакций.
(ОВР - реакции, протекающие с изменением СО элементов).
слайд 8
Т.о., многообразие классификаций химических реакций по различным признакам можно дополнить ещё одним - реакции, протекающие с изменением и без изменения СО.
Что же произошло в результате ОВР? До реакции у железа была степень окисления 0, после реакции стала +2. Как видим, СО повысилась, следовательно, железо отдает 2 электрона.
У меди до реакции степень окисления +2, после реакции - 0. Как видим, СО понизилась. Следовательно, медь принимает 2 электрона.
Железо отдает электроны, оно является восстановителем, а процесс передачи электронов называется окислением.
Медь принимает электроны, она - окислитель, а процесс присоединения электронов называется восстановлением. Запишем схемы этих процессов:
Итак, дайте определение понятий «восстановитель» и «окислитель».
Какое определение можно дать процессам восстановления и окисления?
Запишите определения в тетрадь.
слайд 9
ОВР представляют со-бой единство двух противоположных процессов - окисления и восста-новления. В этих реакциях происходит отдача и присоединение электронов. Вот почему выбран девиз урока: « Кто-то теряет, а кто-то находит…»
слайд 10
«Окислитель как отъявленный злодей,
Как пират, бандит, агрессор, Бармалей,
Отнимает электроны - и ОК!
Потерпев урон, восстановитель
Восклицает: «Вот я, помогите!
Электроны мне мои верните!»
Но никто не помогает и ущерб
Не возмещает…»
Запомните!
Отдать электроны - окислиться.
Взять электроны - восстановиться.
Т.о., металлы - это сильные восстановители, а неметаллы - сильные окислители. Поэтому в ПС в периодах слева направо восстановительные свойства будут уменьшаться, а окислительные - увеличиваться; в группах главных подгруппах сверху вниз восстановительные свойства - увеличиваться, а окислительные - уменьшаться.
Для подбора коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций используют метод электронного баланса.
5 K ClO 3 + 6P = 5KCl + 3P 2 O 5
слайд 11
Какие из приведенных схем уравнений можно отнести к ОВР? Определите типы реакций.
1) СаСО3 → СаО + СО2
2) 2KMnO4 → K2MnО4 + MnО2 + О2
3) N2 + 3Н2 → 2NН3
4) N2O5 + H2O → 2HNO3
5) Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
6) AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaCl
7) 2CuS + 3О2 → 2СuО + 2SО2
слайд 12
Вывод: Окислительно-восстановительными будут являться все реакции замещения, те реакции соединения и разложения, в которых участвует хотя бы одно простое вещество, а также реакции горения.
Все реакции ионного обмена не ОВР.
слайд 13
Окислительно-восстановительные процессы встречаются не только на уроках химии. Это и дыхание, и обмен веществ в организме, порча пищевых продуктов, процессы фотосинтеза у растений, брожения, гниения, сгорание топлива, выплавка металлов и другие процессы.
Напрашивается вопрос, возможно ли было возникновение жизни на нашей планете без участия окислительно-восстановительных процессов? (Нет).
слайды 14-18 (Выполнение тестовых заданий. Проверка.)
слайд 19
Вывод: Т.о., на сегодняшнем уроке мы познакомились с новой классификацией химических реакций по признаку изменения степеней окисления элементов - с окислительно-восстановительными реакциями и выяснили, что коэффициенты в уравнениях ОВР можно расставить методом электронного баланса.
Домашнее задание: §44, упр.1,7 /data/files/d1486492769.pptx (Окислительно-восстановительные реакции.)
На уроке рассматривается сущность окислительно-восстановительных реакций, их отличие от реакций ионного обмена. Объясняются изменения степеней окисления окислителя и восстановителя. Вводится понятие электронного баланса.
Тема: Окислительно-восстановительные реакции
Урок: Окислительно-восстановительные реакции
Рассмотрим реакцию магния с кислородом. Запишем уравнение этой реакции и расставим значения степеней окисления атомов элементов:
Как видно, атомы магния и кислорода в составе исходных веществ и продуктов реакции имеют различные значения степеней окисления. Запишем схемы процессов окисления и восстановления, происходящих с атомами магния и кислорода.
До реакции атомы магния имели степень окисления, равную нулю, после реакции - +2. Таким образом, атом магния потерял 2 электрона:
Магний отдает электроны и сам при этом окисляется, значит, он является восстановителем.
До реакции степень окисления кислорода была равна нулю, а после реакции стала -2. Таким образом, атом кислорода присоединил к себе 2 электрона:
Кислород принимает электроны и сам при этом восстанавливается, значит, он является окислителем.
Запишем общую схему окисления и восстановления:
Число отданных электронов равно числу принятых. Электронный баланс соблюдается.
В окислительно-восстановительных реакциях происходят процессы окисления и восстановления, а значит, меняются степени окисления химических элементов. Это отличительный признак окислительно-восстановительных реакций .
Окислительно-восстановительными называют реакции, в которых химические элементы изменяют свою степень окисления
Рассмотрим на конкретных примерах, как отличить окислительно-восстановительную реакцию от прочих реакций.
1. NaOH + HCl = NaCl + H 2 O
Для того чтобы сказать, является ли реакция окислительно-восстановительной, необходимо расставить значения степеней окисления атомов химических элементов.
1-2+1 +1-1 +1 -1 +1 -2
1. NaOH + HCl = NaCl + H 2 O
Обратите внимание, степени окисления всех химических элементов слева и справа от знака равенства остались неизменными. Значит, эта реакция не является окислительно-восстановительной.
4 +1 0 +4 -2 +1 -2
2. СН 4 + 2О 2 = СО 2 + 2Н 2 О
В результате данной реакции степени окисления углерода и кислорода поменялись. Причем углерод повысил свою степень окисления, а кислород понизил. Запишем схемы окисления и восстановления:
С -8е =С - процесс окисления
О +2е = О - процесс восстановления
Чтобы число отданных электронов было равно числу принятых, т.е. соблюдался электронный баланс , необходимо домножить вторую полуреакцию на коэффициент 4:
С -8е =С - восстановитель, окисляется
О +2е = О 4 окислитель, восстанавливается
Окислитель в ходе реакции принимает электроны, понижая свою степень окисления, он восстанавливается.
Восстановитель в ходе реакции отдает электроны, повышая свою степень окисления, он окисляется.
1. Микитюк А.Д. Сборник задач и упражнений по химии. 8-11 классы / А.Д. Микитюк. - М.: Изд. «Экзамен», 2009. (с.67)
2. Оржековский П.А. Химия: 9-й класс: учеб. для общеобраз. учрежд. / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. - М.: АСТ: Астрель, 2007. (§22)
3. Рудзитис Г.Е. Химия: неорган. химия. Орган. химия: учеб. для 9 кл. / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. - М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (§5)
4. Хомченко И.Д. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. - М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2008. (с.54-55)
5. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред. В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. - М.: Аванта+, 2003. (с.70-77)
Дополнительные веб-ресурсы
1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов (видеоопыты по теме) ().
2. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов (интерактивные задачи по теме) ().
3. Электронная версия журнала «Химия и жизнь» ().
Домашнее задание
1. №10.40 - 10.42 из «Сборника задач и упражнений по химии для средней школы» И.Г. Хомченко, 2-е изд., 2008 г.
2. Участие в реакции простых веществ - верный признак окислительно-восстановительной реакции. Объясните почему. Напишите уравнения реакций соединения, замещения и разложения с участием кислорода О 2 .
Познакомить учащихся с новой классификацией химических
реакций по признаку изменения степеней окислений элементов –
окислительно-восстановительными реакциями, дать понятие “окислитель”,
“восстановитель”, “окисление”, “восстановление”; охарактеризовать единство и
неразрывность процессов окисления и восстановления; систематизировать знания
о типах химических реакций, о степени окисления химических элементов;
Тип урока: усвоения новых знаний.
Форма урока: урок-исследование с элементами проблемного обучения.
Методы и методические приемы: рассказ, беседа, демонстрация средств наглядности, самостоятельная работа обучающихся.
Межпредметные связи: биология, физика, математика.
Средства обучения: комплект инструктивных карт, комплект карточек с терминами, мультимедиопроектор, презентация урока, экспонаты музея
Учебник: Габриелян О.С. Химия.8 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений / О.С.Габриелян. – 15-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2009. – 270, с.: ил.
Структура урока:
| № п/п | Этап урока | Примерное время |
| I. | Организационный этап | 1 мин |
| II. | Мотивация учебной деятельности | 3 мин |
| III. | Актуализация знаний обучающихся | 5 мин |
| IV. | Первичное усвоение новых знаний | 20 мин |
| V. | Первичное закрепление знаний | 4 мин |
| VI. | Первичная проверка понимания изученного | 7 мин |
| VII. | Информация о домашнем задании | 2 мин |
| VIII. | Рефлексия | 3 мин |
Конспект урока.
I. Организационный этап.
Подготовка обучающихся к работе на уроке. Приветствие, эмоциональный настрой, проверка отсутствующих и готовности к уроку.
II. Мотивация учебной деятельности.
Слайд 18.
Взаимоконтроль. Самоконтроль. Обсуждение ошибок.
Слайд 19.
VII. Информация о домашнем задании.
Учебник: §43, стр.229–230.
Информация учителя. В качестве домашнего задания я предлагаю вам познакомиться с химической сказкой и выполнить задание к тексту (Приложение 2).
Задание:
1. Внимательно прочтите текст, вставьте пропущенные слова.
2. Составьте уравнение химической реакции образования хлорида натрия. Является ли данная реакция окислительно-восстановительной? Если да, то укажите окислитель и восстановитель.
3. Сочините сказку, стихотворение о любом окислительно-восстановительном процессе.
VIII. Рефлексия. Решение проблемы, поставленной в начале урока.
Слайд 20.
4Fe 0 + 3O 0 2 + 6H 2 O = 4Fe +3 (O -2 H) 3
Данное уравнение химической реакции отражает процесс ржавления железа или коррозию железа. Скажите ребята, по признаку изменение степени окисления это будет какая реакция? Окислительно-восстановительная. В чем же заключается суть процесса коррозии? Окислитель? Восстановитель?
Слайд 21.
Окислительно-восстановительные реакции многообразны, они лежат в основе очень важных реакций: фотосинтез, дыхание, гниение, брожение, коррозия, электролиз, горение.
Синквейн. Окислительно-восстановительная реакция.
Тема:
8 класс
Цели урока:
Познакомить учащихся с новой классификацией химических реакций по признаку изменения степеней окислений элементов – окислительно-восстановительными реакциями, охарактеризовать единство и непрерывность процессов окисления и восстановления, систематизировать знания о типах химических реакций, о степени окисления химических элементов.
Тип урока: комбинированный (урок + презентация).
Задачи урока:
Образовательная – рассмотреть сущность окислительно-восстановительных процессов, научить применять «степени окисления» для определения процессов окисления и восстановления. Научить учащихся уравнивать записи окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса.
Воспитательная - п родолжить развитие логического мышления, умения наблюдать, анализировать, сравнивать, находить причинно-следственные связи, делать выводы. Формировать основы научного мировоззрения, совершенствовать трудовые навыки, культуру межличностных отношений, умение слушать друг друга, оценивать свою работу.
Методы обучения:
частично-поисковый – самостоятельная работа в группах, беседа с целью ответа на поставленные проблемные вопросы, фронтальный опрос. Урок включает в себя элементы ИКТ (на протяжение всего урока используется презентация).
Контроль: оценочно-стимулирующий – тестирование.
Ход урока:
I . Организационный момент, актуализация знаний.
Проверка домашнего задания. Фронтальный опрос.
Даны вещества:
NaOH, MgCl 2 , K 2 CO 3 , AlCl 3 , H 3 PO 4 , K 2 SO 4 , HNO 3 , CuSO 4 , Zn(NO 3 ) 2 .
В формулах этих веществ определите:
а) заряды ионов;
б) степени окисления всех химических элементов, входящих в состав.
Вещество
Заряд ионов
Степень окисления элементов
NaOH
Na + , OH -
1 -2 +1
Na O H
MgCl 2
Mg 2+ , 2 Cl -
2 -1
Mg Cl 2
K 2 CO 3
2 K + , CO 3 2-
1 +4 -2
K 2 C O 3
AlCl 3
Al 3+ , 3 Cl 1-
3+ -1
Al Cl 3
H 3 PO 4
3 H + , PO 4 3-
1 +5 -2
H 3 P O 4
K 2 SO 4
2 K 1+ , SO 4 2-
1 +6 -2
K 2 S O 4
HNO 3
H 1+ , NO 3 1-
1 +5 -2
H N O 3
CuSO 4
Cu 2+ , SO 4 2-
2 +6 -2
Cu S O 4
Zn(NO 3 ) 2
Zn 2+ , 2 NO 3 1-
2 +5 -2
Zn (N O 3 ) 2
II . Изучение нового материала.
1. Слайд 2. Понятие ОВР.
Многообразие классификаций химических реакций по различным признакам (направлению, числу и составу реагирующих и образующих веществ, использованию катализатора, тепловому эффекту) можно дополнить еще одним признаком. Этот признак – изменение степени окисления атомов химических элементов, образующих реагирующие вещества.
1 +5 -2 +1 -1 +1 -1 +1 +5 -2
AgNO 3 + HCl = AgCl + HNO 3
В этой реакции степени окисления атомов химических элементов после реакции не изменились.
1-1 0 +2 -1 0
2 HCl + Zn = ZnCl 2 + H 2
А в этой реакции – взаимодействие соляной кислоты с цинком – 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
2 H + 2ē → H 2
А каждый атом цинка – отдал два эектрона
0 +2
Zn - 2ē → Zn
Химические реакции, в результате которых происходит изменение степеней атомов химических элементов или ионов, образующих реагирующие вещества, называют окислительно-восстановительными реакциями.
2. Слайды 3-4. Историческая справка.
Издавна ученые полагали, что окисление - это потеря флогистона (особого невидимого горючего вещества), а восстановление - его приобретение. Но, после создания А.Лавуазье в 1777г. кислородной теории горения, к началу XIX века химики стали считать окислением взаимодействие веществ с кислородом, а восстановлением - их превращения. под действием водорода. Тем не менее, в качестве окислителя могут выступать и другие элементы, например
Fe + 2 HCl = FeCl 2 + H 2
- простейшая реакция железа с соляной кислотой, в ней нет кислорода, тем не менее железо окисляется. В этой реакции окислитель - ион водорода - протон H + , а железо выступает в роли восстановителя. В соответствии с электронно-ионной теорией окисления-восстановления, разработанной Л.В.Писаржевским в 1914 г., окисление - процесс отщепления электронов от атомов или ионов элемента, который окисляется; восстановлением называется процесс присоединения электронов к атомам или ионам элемента, каковой восстанавливается. Например, в реакции
0 0 +2 -1
Zn + Cl 2 → ZnCl 2
атом цинка теряет два электрона, то есть окисляется, а молекула хлора присоединяет их, то есть восстанавливается.
3. Слайды 5-7. Восстановление.
Под восстановлением понимают процесс присоединения электронов атомами, ионами или молекулами. Степень окисления при этом понижается.
Например, атомы неметаллов могут присоединять электроны, превращаясь при этом в отрицательные ионы, т.е. восстанавливаясь:
0 -1
Cl + 1ē → Cl
атом хлора хлорид-ион
Электроны могут присоединяться и к положительным ионам, которые при этом превращаются в атомы:
+2 0
Cu + 2ē → Cu
ион меди (II ) атом меди
Принимать электроны могут и положительные ионы, у которых при этом степень окисления понижается:
+3 +2
Fe + 1ē → F е
ион железа (IV ) ион железа (II )
Атомы, ионы или молекулы, принимающие электроны, называют окислителями.
4. Слайды 8-11. Окисление. Единство двух процессов.
Под окислением понимают процесс отдачи электронов атомами, ионами и молекулами. Например, атомы металлов, теряя электроны, превращаются в положительные ионы, т.е. окисляются:
0 +1
Na - 1ē → Na
атом натрия ион натрия
Отдавать электроны могут отрицательные ионы:
-1 0
Cl - 1ē → Cl
хлорид ион атом хлора
Терять электроны могут и некоторые положительные ионы с низшими степенями окисления:
+1 +2
Cu - 1ē → Cu
ион меди (I ) ион меди (II )
Можно отметить, что при этом степень окисления повышается.
Атомы, ионы или молекулы, отдающие электроны, называются восстановителями.
Окисление всегда сопровождается восстановлением и наоборот, т.е. окислительно-восстановительные реакции представляют собой единство двух противоположных процессов – окисления и восстановления.
5. Слайды 12-17. Электронный баланс.
Суть метода электронного баланса заключается в следующем:
- подсчет изменения степени окисления для каждого из элементов, входящих в уравнение химической реакции;
- элементы, степень окисления которых в результате происшедшей реакции не изменяется – не принимаются во внимание;
- из остальных элементов, степень окисления которых изменилась – составляется баланс, заключающийся в подсчете количества приобретенных или потерянных электронов;
- для всех элементов, потерявших или получивших электроны (количество которых отличается для каждого элемента) находится наименьшее общее кратное;
- найденное значение и есть базовые коэффициенты для составления уравнения.
Визуально алгоритм решения задачи с помощью метода электронного баланса выглядит следующим образом:
подсчитать степень окисления каждого элемента → записать уравнение с указанием вычисленных степеней окисления → выделить элементы, степень окисления которых изменилась → составить электронный баланс → найти наименьшее общее кратное → вставить в уравнение найденные коэффициенты.
6. Слайд 19. Биологическое значение окислительно-восстановительных процессов.
Окислительно-восстановительные реакции являются самыми распространенными и играют большую роль в природе и технике. Они являются основой жизни на Земле. С ними связаны дыхание и обмен веществ в живых организмах, гниение и брожение, фотосинтез в зеленых частях растений и нервная деятельность человека и животных. Они лежат в основе металлургических процессов и круговорота элементов в природе. С их помощью получают аммиак, щелочи, азотную, соляную и серную кислоты и многие другие ценные продукты. Благодаря окислительно-восстановительным реакциям происходит превращение химической энергии в электрическую в гальванических и топливных элементах и аккумуляторах. Они широко используются в мероприятиях по охране природы.
III . Закрепление материала.
Фронтальный опрос, тест, домашнее задание.
I вариант
II вариант
1
К окислительно-восстановительным реакциям не относится реакция, представленная схемой:
А) N 2 + 3Н 2 = 2 N Н 3
Б) Mg + 2 HCl = MgCl 2 + H 2
В ) MgCO 3 = MgO + CO 2
Г ) 2CuO = 2Cu + O 2
К окислительно-восстановительным реакциям относится реакция, представленная схемой:
А ) H 2 O + CaO = Ca(OH) 2
Б ) H 2 O + N 2 O 5 = 2HNO 3
В ) Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 2
Г ) CuO + H 2 = Cu + H 2 O
2
В каком соединении степени окисления элементов равны -3 и +1
А) NF 3 Б) Cl 2 O 3
В) NH 3 Г) AlCl 3
В каком соединении степени окисления элементов равны +3 и -2
А) NF 3 Б) Cl 2 O 3
В) NH 3 Г) AlCl 3
3
Схема Na 0 → Na +1 отражает процесс:
А) окисления
Б) восстановления
В) нейтрализации
Г) диссоциации
Схема С l 0 → С l -1 отражает процесс:
А) окисления
Б) восстановления
В) нейтрализации
Г) диссоциации
4
Восстановительные свойства простых веществ, образованных элементами второго периода, с увеличением заряда ядра:
А) уменьшаются
Б) усиливаются
В) изменяются периодически
Г) не изменяются
Окислительные свойства простых веществ, образованных элементами седьмой группы, главной подгруппы с увеличением заряда ядра:
А) уменьшаются
Б) усиливаются
В) изменяются периодически
Г) не изменяются
На дом: § 43 учебника, упр. 1,3,7,8.
Литература:
О.С.Габриелян. Химия. 8 класс. М.Дрофа.2013.
О.С.Габриелян, И.П.Воскобойникова, А.В.Яшукова. Настольная книга учителя. Химия. 8 класс. М. Дрофа. 2012.
Рассмотрите приведённые ниже схемы уравнений реакций. В чём их существенное отличие? Изменились ли степени окисления элементов в этих реакциях?
В первом уравнении степени окисления элементов не изменились, а во втором изменились – у меди и железа .
Вторая реакция относится к окислительно-восстановительным.
Реакции, в результате которых изменяются степени окисления элементов, входящих в состав реагирующих веществ и продуктов реакции, называют окислительно-восстановительными реакциями (ОВР).
СОСТАВЛЕНИЕ УРАВНЕНИЙ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ.
Существуют два метода составления окислительно - восстановительных
реакций - метод электронного баланса и метод полуреакций. Здесь мы рассмотрим
метод электронного баланса .
В этом методе сравнивают степени окисления атомов в исходных веществах и в
продуктах реакции, при этом руководствуемся правилом: число
электронов, отданных восстановителем, должно равняться числу электронов,
присоединённых окислителем.
Для составления уравнения надо знать формулы реагирующих веществ и продуктов
реакции. Рассмотрим этот метод на примере.
|
Расставить коэффициенты в реакции, схема которой: HCl + MnO 2 = Cl 2 + MnCl 2 + H 2 O |
|
Алгоритм расстановки коэффициентов |
|
1.Указываем
степени окисления химических элементов. Подчёркнуты химические элементы, в которых изменились степени окисления. |
|
2.Составляем электронные уравнения, в которых указываем число отданных и принятых электронов. За
вертикальной чертой ставим число электронов, перешедших при окислительном и
восстановительном процессах. Находим наименьшее общее кратное (взято в
красный кружок). Делим это число на число перемещённых электронов и получаем
коэффициенты (взяты в синий кружок). Значит, перед марганцем будет стоять
коэффициент-1, который мы не пишем, и перед Cl 2 тоже -1. |
|
Рассмотрим более сложное уравнение: |
|
H 2 S + KMnO 4 + H 2 SO 4 =S + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O |
|
Расставляем степени окисления химических элементов: |
|
Электронные уравнения примут следующий вид Перед серой со степенями окисления -2 и 0 ставим коэффициент 5, перед соединениями марганца -2, уравниваем число атомов других химических элементов и получаем окончательное уравнение реакции |
Основные положения теории окислительно-восстановительных реакций
1. Окислением называется процесс отдачи электронов атомом, молекулой или ионом .
Например:
Al – 3e - = Al 3+
Fe 2+ - e - = Fe 3+
H 2 – 2e - = 2H +
2Cl - - 2e - = Cl 2
При окислении степень окисления повышается .
2. Восстановлением называется процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом .
Например:
S + 2е - = S 2-
Сl 2 + 2е- = 2Сl -
Fe 3+ + e - = Fe 2+
При восстановлении степень окисления понижается .
3. Атомы, молекулы или ионы, отдающие электроны называются восстановителями . Во время реакции они окисляются .
Атомы, молекулы или ионы, присоединяющие электроны, называются окислителями . Во время реакции они восстанавливаются .
Так как атомы, молекулы и ионы входят в состав определенных веществ,то и эти вещества соответственно называются восстановителями или окислителями .
4. Окислительно-восстановительные реакции представляют собой единство двух противоположных процессов - окисления и восстановления.
Число электронов, отдаваемых восстановителем, равно числу электронов, присоединяемых окислителем .
ТРЕНАЖЁРЫ
Тренажёр №1 Окислительно-восстановительные реакции
Тренажёр №2 Метод электронного баланса
Тренажёр №3 Тест «Окислительно-восстановительные реакции»
ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ
№1. Определите степень окисления атомов химических элементов по формулам их соединений: H 2 S , O 2 , NH 3 , HNO 3 , Fe , K 2 Cr 2 O 7
№2. Определите, что происходит со степенью окисления серы при следующих переходах:
А) H 2 S → SO 2 → SO 3
Б) SO 2 → H 2 SO 3 → Na 2 SO 3
Какой можно сделать вывод после выполнения второй генетической цепочки?
На какие группы можно классифицировать химические реакции по изменения степени окисления атомов химических элементов?
№3. Расставьте коэффициенты в УХР методом электронного баланса, укажите процессы окисления (восстановления), окислитель (восстановитель); запишите реакции в полном и ионном виде:
А) Zn + HCl = H 2 + ZnCl 2
Б) Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu
№4.
Данысхемыуравненийреакций:
СuS + HNO 3 (разбавленная) = Cu(NO 3) 2 +
S + NO + H 2 O
K + H 2 O = KOH + H 2
Расставьте коэффициенты в реакциях используя метод электронного баланса.
Укажите вещество - окислитель и вещество - восстановитель.