Основы химии
Методическое пособие - Химия
Другие методички по предмету Химия
Министерство образования РФ
Череповецкий Государственный Университет
Инженерно-технический институт
Кафедра химии
Основы химии
Череповец
Практикум содержит теоретический материал, описание экспериментальных установок, приборов и реактивов, порядок выполнения работ, алгоритмы обработки экспериментальных данных, вопросы для контроля знаний. Содержание и объем практикума соответствует государственному стандарту дисциплины "Химия" для инженерно-технических специальностей вузов. Работа № 8 составлена С.А. Утенковой, Г.А. Котенко, работа № 9 - О.А. Калько, Н.В. Куниной, работа № 10 - О.А. Калько, Г.А. Котенко, работа № 11 - О.А. Калько.
Рассмотрено на заседании кафедры химии 23 апреля 1999года, протокол № 6. Одобрено редакционно-издательской комиссией Инженерно-технического института ЧГУ 24 апреля 1999 года, протокол № 9.
Рецензенты: Л.Ю. Кудрявцева - канд. техн. наук, доцент кафедры ПЭ;
Г.В. Козлова - канд. хим. наук, доцент кафедры химии
Составители: Г.А. Котенко - канд. хим. наук, доцент;
О.А. Калько - канд. техн. наук;
С.А. Утенкова
Н.В. Кунина
Научный редактор: Г.А. Котенко - канд. хим. наук, доцент
СОДЕРЖАНИЕ
Работа № 8. Окислительно-восстановительные реакции
Работа № 9. Гальванические элемент
Работа № 10. Электролиз водных растворов электролитов
Работа № 11. Коррозия металлов
Литература
РАБОТА № 8. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ
1. Цель работы: Формирование навыков составления уравнений окислительно-восстановительных реакций, расчета эквивалентных масс окислителя и восстановителя, определения направления протекания окислительно-восстановительных реакций.
2. Основные теоретические положения
Степень окисления
Степень окисления элемента в соединении - это число электронов, смещенных от атома данного элемента к другим атомам (положительная степень окисления) или от других атомов к атому данного элемента (отрицательная степень окисления).
Степень окисления (СО) обозначают арабской цифрой со знаком "+" или "-" перед ней, цифру ставят над символом элемента. В отличие от СО заряд иона обозначают так: сначала арабская цифра, затем знак заряда.
Например:
СО - , заряд иона СО2+, РО.
окислительный гальванический электролиз коррозия
Большинство элементов проявляют переменную степень окисления. При этом она может быть выражена как целым, так и дробным числом. В соединениях с неполярными связями, в металлах, а также в простых веществах степень окисления равна нулю (N, Fe0,Mn0, S0,C0).
Некоторые элементы в соединениях проявляют постоянные СО.
Например:
1)фтор - "-1";
2)кислород - "-2", за исключением пероксидов ("-1") и фторида кислорода OF2("+2");
3)водород- "+1", кроме гидридов металлов ("-1"),,и т.д.;
)щелочные металлы (I группа главная подгруппа) "+1";
)металлы II группы главной подгруппы, а также Zn и Cd "+2";
)галогены в галогенидах "-1";
)сера в сульфидах "-2".
Для вычисления СО элемент в соединении следует пользоваться правилом, согласно которому алгебраическая сумма СО элементов в электронейтральных молекулах равна нулю, а в сложных ионах - заряду иона.
Пример:
а) вещество H3AsO4
СО элементов: +1х - 2
тогда +13 + х+(-2)4 = 0 х = +5, таким образом СО мышьяка в данном соединении +5;
б) ион Cr2O72 -
СО элементов: х - 2,
тогда х2+(-2)7 = - 2 х = +6, таким образом СО хрома в данном ионе равна +6;
Окислительно-восстановительные реакции (ОВР)
ОВР называются такие процессы, в результате которых изменяется СО одного или нескольких элементов, входящих в состав исходных реагирующих веществ.
Окисление - процесс отдачи электронов, при этом СО элемента повышается. Восстановление - процесс присоединения электронов, при этом СО элемента понижается.
Вещество, отдающее электроны, называется восстановителем, а вещество, присоединяющее электроны, называется окислением.
В ОВР окисление и восстановление взаимосвязаны. Здесь окислитель из окисленной формы (Ох) переходит в восстановленную (Red), а восстановитель из восстановленной формы (Red) - в окисленную. Оба процесса протекают одновременно. В общем виде это выглядит так:
Например:
В данной реакции свинец повышает свою СО, окисляется и является восстановителем.
Pb0 - 4е- > Pb4+
СО кислорода понижается. Он восстанавливается, т.е. является окислителем:
O0 + 2e O2 -
Типичными окислителями являются неметаллы с высокой электроотрицательностью, а также другие вещества, в состав которых входят атомы с максимальной СО. Восстановители - это вещества, содержащие атомы металлов и неметаллов в низшей степени окисления. Вещества обладают окислительно-восстановительной двойственностью, если в их составе есть атомы в промежуточной СО.
Например, для соединений, содержащих S:
) минимальная СО "-2" - Н2S может быть только восстановителем;
) максимальная СО "+6" - Na2SO4 может быть только окислителем;
) промежуточная СО "0", "+4" - S, Na2SO4 - окислительно-восстановительная двойственность.
Классификация ОВР
1.Межмолекулярные - реакции, в которых окисли