Propriétés de réhabilitation oxydantes des composés. Électricité

La réaction chimique s'appelle le processus, à la suite de laquelle les matériaux de départ sont convertis en produits de réaction. Les substances obtenues après la fin de la réaction sont appelées produits. À partir de la première fois, ils peuvent différer de la structure, de la composition ou des deux, et d'autres.

Selon le changement de composition, les types de réactions chimiques suivants sont distingués:

  • avec un changement de composition (telle majeure);
  • sans changer la composition (isomérisation et transformation d'un modification allotropique à un autre).

Si la composition de la substance ne change pas à la suite de la réaction, sa structure doit être modifiée, par exemple: chrafitscalmaz

Considérez plus en détail la classification des réactions chimiques survenant avec un changement de la composition.

I. En termes de nombre et de composition des substances

Réactions de connexion

À la suite de tels processus chimiques, une de plusieurs substances est formée: A + in + ... \u003d avec

Connecte peut:

  • substances simples: 2na + S \u003d NA2S;
  • simple avec complexe: 2SO2 + O2 \u003d 2SO3;
  • deux complexes: CAO + H2O \u003d CA (OH) 2.
  • plus de deux substances: 4FE + 3O2 + 6H2O \u003d 4FE (OH) 3

Décomposition de réaction

Une substance dans de telles réactions est décomposée en plusieurs autres: A \u003d B + C + ...

Les produits dans ce cas peuvent être:

  • substances simples: 2nacl \u003d 2na + CL2
  • simple et complexe: 2KNO3 \u003d 2KNO2 + O2
  • deux complexes: CACO3 \u003d CAO + CO2
  • plus de deux produits: 2Agno3 \u003d 2AG + O2 + 2NO2

Réactions de substitution

De telles réactions dans lesquelles la substance simple et complexe réagissent entre elles et les atomes de la substance simple remplacent les atomes de l'un des éléments du complexe et s'appellent des réactions de substitution. Schématiquement, le processus de remplacement des atomes peut être représenté comme suit: A + Sun \u003d B + Sheapers.

Par exemple, CUSO4 + FE \u003d FESO4 + CU

Échange de réactions

Ce groupe comprend des réactions, au cours desquelles deux substances complexes changent avec leurs parties: AV + CD \u003d ad + cb. Selon la règle de Burtoll, un flux irréversible de telles réactions est possible si au moins un des produits:

  • specta (substance insoluble): 2naOH + CUSO4 \u003d CU (OH) 2 + NA2SO4;
  • substance Malodissue: NaOH + HCL \u003d NaCl + H2O;
  • gaz: NaOH + NH4CL \u003d NaCl + NH3 + H2O (premier formulaire Ammonia hydrate NH3 H2O, qui, lorsqu'il est reçu, se décompose immédiatement sur l'ammoniac et l'eau).

II. Sur l'effet thermique

  1. Exothermique - Processus qui fuient avec la libération de chaleur:
    C + O2 \u003d CO2 + Q
  2. Endothermique - Réactions dans lesquelles la chaleur est absorbée:
    Cu (OH) 2 \u003d Cuo + H2O - Q

III. Types de réactions chimiques dans la direction

  1. Réversible Appelé réactions circulant dans le même point dans le temps à la fois directe et dans la direction opposée: N2 + O2 ↔ 2NO
  2. Irréversible Les processus passent à la fin, c'est-à-dire jusqu'à au moins une des substances en réaction complètement complètement. Exemples réactions irréversibles L'échange a été discuté ci-dessus.

Iv. Par la présence de catalyseur

V. Selon l'état d'agrégation des substances

  1. Si tous les réactifs sont dans des états agrégats identiques, la réaction est appelée homogène . Les processus se produisent dans tous les volumes. Par exemple: NaOH + HCL \u003d NaCl + H2O
  2. Hétérogène Ils appellent les réactions entre les substances dans différents états d'agrégats qui coulent sur la surface de la section de phase. Par exemple: zn + 2hcl \u003d zncl2 + h2

Vi. Types de réactions chimiques pour modifier le degré d'oxydation des substances en réaction

  1. Oxydation et récupération (ORP) - Réactions dans lesquelles les degrés d'oxydation des réactifs sont changés.
  2. Réactions qui fuient sans changer de degrés d'oxydation réactifs (BISO).


Toujours redox sont des processus de combustion et de substitution. Les réactions d'échange continuent sans changer les degrés d'oxydation des substances. Tous les autres processus peuvent être à la fois ASP et BISO.

Définition

Degré d'oxydation - Il s'agit d'une évaluation quantitative de l'état de l'atome de l'élément chimique dans le composé sur la base de son électronégativité.

Il prend des valeurs positives et négatives. Pour spécifier le degré d'oxydation de l'élément dans la connexion, il est nécessaire de mettre sur le dessus supérieur de son symbole du chiffre arabe avec le signe correspondant ("+" ou "-").

Il convient de rappeler que le degré d'oxydation est une valeur qui n'a pas de sens physique, car elle ne reflète pas la charge réelle de l'atome. Cependant, ce concept est très largement utilisé en chimie.

Tableau du degré d'oxydation des éléments chimiques

Le degré d'oxydation maximum positif et minimal d'oxydation peut être déterminé à l'aide d'un tableau périodique D.I. Mendeleeva. Ils sont égaux au nombre du groupe dans lequel l'élément est situé et la différence entre la valeur «la plus élevée» de l'oxydation et le nombre 8, respectivement.

Si nous considérons des composés chimiques plus spécifiquement, dans des substances avec des liaisons non polaires, le degré d'oxydation des éléments est zéro (N 2, H 2, CL 2).

Le degré d'oxydation métallique dans l'état élémentaire est zéro, car la distribution de la densité d'électrons en eux est uniforme.

Dans des composés ioniques ordinaires, le degré d'oxydation des éléments inclus est égal à la charge électrique, car la formation de ces composés il y a une transition presque complète d'électrons d'un atome à une autre: Na +1 I -1, MG +2 CL -1 2, AL +3 F - 1 3, ZR +4 BR -1 4.

Pour déterminer le degré d'oxydation d'éléments dans des composés avec des liaisons covalentes polaires, ils comparent les valeurs de leurs négociations électriques. Étant donné que, dans la formation de liaisons chimiques, des électrons sont déplacés vers des atomes d'éléments plus électronégatifs, ces derniers ont un degré d'oxydation négatif dans les composés.

Il existe des éléments pour lesquels une seule valeur de degré d'oxydation (fluor, métaux Ia et groupes IIA, etc.). La fluor caractérisée par la plus grande valeur de l'électronégilité, dans les composés a toujours un degré d'oxydation négatif constant (-1).

Éléments alcalineux et alcalineux pour lesquels il existe une valeur relativement faible d'électronégativité, a toujours un degré positif d'oxydation égal à (+1) et (+2).

Cependant, il existe également de tels éléments chimiques pour lesquels plusieurs degré d'oxydation (soufre -2), 0, (+2), (+4), (+6), etc.).

Afin de rendre plus facile à rappeler combien de diplômes d'oxydation caractéristiques d'un élément chimique spécifique utilise des tables d'oxydation Éléments chimiquesqui ressemblent à ceci:

Numéro de série

Russe / Anglais Nom

Symbole chimique

Degré d'oxydation

Hydrogène / hydrogène.

Hélium / hélium.

Lithium / lithium.

Beryllius / Béryllium.

(-1), 0, (+1), (+2), (+3)

Carbone / carbone.

(-4), (-3), (-2), (-1), 0, (+2), (+4)

Azote / azote.

(-3), (-2), (-1), 0, (+1), (+2), (+3), (+4), (+5)

Oxygène / oxygène.

(-2), (-1), 0, (+1), (+2)

Fluor / fluor.

Sodium / sodium

Magnésium / magnésium.

Aluminium / aluminium.

Silicon / silicium.

(-4), 0, (+2), (+4)

Phosphore / phosphore.

(-3), 0, (+3), (+5)

Sere / soufre.

(-2), 0, (+4), (+6)

Chlore / chlore

(-1), 0, (+1), (+3), (+5), (+7), rarement (+2) et (+4)

Argon / argon.

Potassium / potassium.

Calcium / calcium.

Scandium / Scandium.

Titanium / Titanium.

(+2), (+3), (+4)

Vanadium / vanadium.

(+2), (+3), (+4), (+5)

Chrome / chrome.

(+2), (+3), (+6)

Manganèse / Manganèse

(+2), (+3), (+4), (+6), (+7)

Fer / fer.

(+2), (+3), rarement (+4) et (+6)

Cobalt / cobalt.

(+2), (+3), rare (+4)

Nickel / nickel

(+2), rarement (+1), (+3) et (+4)

Cuivre / cuivre.

+1, +2, rarement (+3)

Gallium / gallium.

(+3), rarement (+2)

Allemagne / Germanium

(-4), (+2), (+4)

Arsenic / Arsenic

(-3), (+3), (+5), rare (+2)

Sélénium / sélénium.

(-2), (+4), (+6), rare (+2)

Brom / brome

(-1), (+1), (+5), rarement (+3), (+4)

Crypton / Krypton.

Rubidium / rubidium.

Strontium / strontium.

Yttrium / yttrium

Zirconium / zirconium.

(+4), rarement (+2) et (+3)

Niobium / Niobium

(+3), (+5), rarement (+2) et (+4)

Molybdène / molybdène

(+3), (+6), rarement (+2), (+3) et (+5)

Technétium / Technétium

Ruthénium / Ruthénium.

(+3), (+4), (+8), rarement (+2), (+6) et (+7)

Rhodium / rhodium

(+4), rarement (+2), (+3) et (+6)

Palladium / palladium.

(+2), (+4), rare (+6)

Argent / argent.

(+1), rarement (+2) et (+3)

Cadmium / cadmium.

(+2), rarement (+1)

Indium / Indium.

(+3), rarement (+1) et (+2)

Étain / étain.

(+2), (+4)

Antimoine / Antimoine

(-3), (+3), (+5), rarement (+4)

Tellur / Tellurium.

(-2), (+4), (+6), rare (+2)

(-1), (+1), (+5), (+7), rare (+3), (+4)

Xénon / xénon

Césium / césium.

Baryum / baryum.

Lantan / lanthanum

Cérium / cérium.

(+3), (+4)

Praseodyodim / praseodyme.

Néodyme / néodyme.

(+3), (+4)

Vemesse / promethium.

Samarium / Samarium.

(+3), rarement (+2)

Européenne / Europium.

(+3), rarement (+2)

Gadolini / Gadolinium.

Terbium / Terbium.

(+3), (+4)

Élimination / dysprosium.

Holmium / Holmium.

Erbium / erbium

Tulia / Thulium

(+3), rarement (+2)

Intrbium / ytterbium

(+3), rarement (+2)

Lutetius / Lutetium.

Hafny / hafnium.

Tantalum / Tantalum

(+5), rarement (+3), (+4)

Tungstène / tungstène.

(+6), rarement (+2), (+3), (+4) et (+5)

Rhénium

(+2), (+4), (+6), (+7), rarement (-1), (+1), (+3), (+5)

Osmium / osmium.

(+3), (+4), (+6), (+8), rare (+2)

Iridium / Iridium.

(+3), (+4), (+6), rarement (+1) et (+2)

Platinum / Platinum

(+2), (+4), (+6), rarement (+1) et (+3)

Or / or.

(+1), (+3), rare (+2)

Mercure / mercure.

(+1), (+2)

Talius / Thallium.

(+1), (+3), rare (+2)

Conduire.

(+2), (+4)

Bismuth / Bismuth.

(+3), rarement (+3), (+2), (+4) et (+5)

Polonium / polonium.

(+2), (+4), rarement (-2) et (+6)

Astat / astatine.

Radon / radon

France / Francium.

Rayi / radium

Actinium / actinium.

Thorium / thorium.

Ouverture / Protactinium

Uranium / uranium.

(+3), (+4), (+6), rarement (+2) et (+5)

Exemples de résolution de problèmes

Exemple 1.

Répondre Nous déterminerons alternativement le degré d'oxydation phosphore dans chacun des régimes de transformation proposés, puis choisissez la bonne réponse.
  • Le degré d'oxydation de phosphore chez la phosphine est (-3) et dans l'acide orthophosphorique - (+5). Changer le degré d'oxydation phosphore: +3 → +5, c'est-à-dire La première réponse est.
  • Le degré d'oxydation de l'élément chimique dans une substance simple est zéro. Le degré d'oxydation de phosphore dans l'oxyde de composition P 2 O 5 est égal à (+5). Changer le degré d'oxydation du phosphore: 0 → +5, c'est-à-dire Option de troisième réponse.
  • Le degré d'oxydation de phosphore dans la composition acide de HPO 3 est égal à (+5) et H 3 po 2 - (+1). Changements dans le degré d'oxydation phosphore: +5 → +1, c'est-à-dire Option de cinquième réponse.

Exemple 2.

La tâche Le degré d'oxydation (-3) carbone a conjointement: a) CH3 Cl; b) c 2 h 2; c) hCOH; d) C 2 h 6.
Décision Afin de donner une réponse certaine à la question, nous déterminerons alternativement le degré d'oxydation du carbone dans chacun des composés proposés.

a) Le degré d'oxydation d'hydrogène est égal à (+1) et le chlore - (-1). Nous allons prendre pour "x" le degré d'oxydation du carbone:

x + 3 × 1 + (-1) \u003d 0;

La réponse est incorrecte.

b) le degré d'oxydation d'hydrogène est égal à (+1). Nous allons prendre un degré d'oxydation de carbone "Y":

2 × + 2 × 1 \u003d 0;

La réponse est incorrecte.

c) le degré d'oxydation d'hydrogène est égal à (+1) et à l'oxygène - (-2). Nous allons prendre pour "Z" le degré d'oxydation du carbone:

1 + z + (-2) +1 \u003d 0:

La réponse est incorrecte.

d) Le degré d'oxydation d'hydrogène est égal à (+1). Nous allons prendre pour "A" le degré d'oxydation du carbone.

2 × a + 6 × 1 \u003d 0;

La bonne réponse.

Répondre Option (g)

Un des concepts principaux ne pas chimie organique est le concept de diplôme d'oxydation (CO).

Le degré d'oxydation de l'élément dans le composé est une charge formelle d'un atome d'élément calculé à partir de l'hypothèse selon laquelle les électrons de valence vont à des atomes d'électronégitabilité relative plus relatif (OEO) et toutes les connexions de la molécule composée sont ioniques.

Le degré d'oxydation de l'élément e pointe au-dessus du symbole de l'élément avec le signe "+" ou "-" devant le chiffre.

Le degré d'oxydation des ions, réellement existant en solution ou en cristaux, coïncide avec leur numéro de charge et est indiqué de la même manière que le signe "+" ou "" ou "", par exemple Ca 2+.

La méthode de la conception de la jante du degré d'oxydation des nombres romains après le symbole d'élément est également utilisée: Mn (vii), Fe (III).

La question du signe du degré d'oxydation des atomes dans la molécule est résolue sur la base de la comparaison des électronegatènes liées à eux-mêmes, qui forment une molécule. Dans ce cas, un atome avec moins d'électronégérité a un degré d'oxydation positif et une plus grande électronégabilité est négative.

Il convient de noter qu'il est impossible d'identifier le degré d'oxydation avec la valence de l'élément. Valence définie comme un nombre liens chimiquesAvec lequel cet atome est connecté à d'autres atomes, ne peut pas être zéro et ne possède pas de signe "+" ou "". Le degré d'oxydation peut avoir à la fois positif et sens négatifEt aussi prendre zéro et même une valeur fractionnée. Ainsi, dans la molécule CO 2, le degré d'oxydation C est de +4, et dans la molécule CH, le degré d'oxydation C est égal à 4. la valence du carbone et dans ce cadre, et dans un autre composé, il est égal à Iv.

Malgré les inconvénients ci-dessus, l'utilisation du concept d'oxydation est pratique lors de la classification des composés chimiques et de la préparation d'équations de réactions redox.

Deux procédés interdépendants se produisent lors de réactions de réaction oxydantes: oxydation et récupération.

Oxydation Le processus de perte d'électrons est appelé. Restauration Le processus de connexion d'électrons.

Substances, atomes ou ions dont les électrons sont appelés les agents réducteurs. Les substances, atomes ou ions dont attachent des électrons (ou retardaient une paire d'électrons communs), sont appelés oxydificateurs.

Lorsque l'élément est oxydé, le degré d'oxydation augmente, en d'autres termes, l'agent réducteur augmente le degré d'oxydation.

Au contraire, lorsque l'élément est restauré, le degré d'oxydation diminue, c'est-à-dire pendant la réaction, l'oxydant réduit le degré d'oxydation.

Ainsi, il est possible de donner une telle formulation de réactions redox: les réactions réductrices à oxydation sont appelées réactions qui coulent avec un changement de degré d'oxydation des atomes d'éléments faisant partie des substances réactives.

Oxydificateurs et agents réducteurs

Pour prédire les produits et les directions de réactions rédoxes, il est utile de rappeler que les oxydants typiques sont des substances simples dont les atomes ont un grand OEO\u003e 3.0 (éléments VIIA et des groupes VIIA). Parmi ceux-ci, les oxydants fluorés les plus puissants (OEO \u003d 4.0), oxygène (OEO \u003d 3.0), chlore (OEO \u003d 3.5). Les oxydants importants incluent le PBO 2, KMNO 4, CA (SO 4) 2, à 2 CR 2 O 7 , HCLO, HCLO 3, CCO 4, NABIO 3, H 2 SO4 (conclut), HNO 3 (conclut), NA 2 O 2, (NH 4) 2 S 2 O 8, Ksio 3, H 2 O 2 et autres substances qui contiennent des atomes avec un CO élevé ou élevé.

Les agents réducteurs typiques comprennent des substances simples dont les atomes ont une petite oeo< 1,5 (металлы IA и IIAгрупп и некоторые другие металлы). К важным восстановителям относятся H 2 S, NH 3 , HI, KI, SnCl 2 , FeSO 4 , C, H 2 , CO, H 2 SO 3 , Cr 2 (SO 4) 3 , CuCl, Na 2 S 2 O 3 и другие вещества, которые содержат атомы с низкими СО.

Dans la préparation d'équations de réactions rédoxes, deux méthodes peuvent être appliquées: la méthode de balance électronique et la méthode électronique-électronique (méthode de la demi-formation). Une idée plus correcte des processus oxydatifs et de réduction des solutions est donnée par une méthode électronique électronique. En utilisant cette méthode, les modifications sont prévues qui subissent réellement existant dans la solution d'ions et de molécules.

En plus de prédire les produits de réaction, les équations ioniques de demi-formations sont nécessaires pour comprendre les processus redox survenant sous électrolyse et dans des éléments de galvanoplastie. Cette méthode reflète le rôle de l'environnement en tant que participant au processus. Enfin, lors de l'utilisation de cette méthode, il n'est pas nécessaire de connaître toutes les substances formées à l'avance, car nombre d'entre eux sont obtenus dans la préparation de l'équation de réactions redox.

Il convient de garder à l'esprit que, bien que la demi-réaction reflète les processus réels poursuivants avec des réactions de réaction oxydantes, elles ne peuvent pas être identifiées avec des étapes réelles (mécanisme) de réactions redox.

De nombreux facteurs sont influencés par la nature et la direction des réactions redox: la nature des substances réactives, la réaction du milieu, la concentration, la température, les catalyseurs.

















Signification biologique des processus redox

Les processus importants dans les organismes animaux sont les réactions de l'oxydation enzymatique de substances - substrats: glucides, graisses, acides aminés. À la suite de ces processus, les organismes reçoivent une grande quantité d'énergie. Environ 90% de l'ensemble de la nécessité d'un homme adulte en énergie est couverte par l'énergie produite dans les tissus dans l'oxydation des glucides et des graisses. La partie restante de l'énergie est de ~ 10% donne le fractionnement oxydatif des acides aminés.

L'oxydation biologique se déroule par des mécanismes complexes avec la participation d'un grand nombre d'enzymes. En mitochondria, l'oxydation se produit à la suite d'un transfert d'électrons à partir de substrats organiques. La mitochondria contient diverses protéines en tant que supports électroniques au circuit respiratoire contenant une variété de groupes fonctionnels conçus pour transférer des électrons. Au fur et à mesure que la chaîne progresse d'un intermédiaire à un autre électrons perdant une énergie libre. Sur chaque paire d'électrons transmis dans l'oxygène de la chaîne respiratoire, 3 molécules ATP sont synthétisées. L'énergie libre relâchée pendant le transfert de 2 électrons par oxygène est de 220 kJ / mol.

La synthèse de 1 molécules ATP dans des conditions standard est consommée de 30,5 kJ. Il est clair que d'ici qu'une partie assez importante de l'énergie libre relâchée pendant le transfert d'une paire d'électrons est couverte de molécules ATP. À partir de ces données, le rôle de la transmission à plusieurs étages des électrons de l'agent réducteur initial à l'oxygène devient clair. Une grande énergie (220 kJ), allouée lors du transfert d'une paire d'électrons à l'oxygène, est divisée en un nombre de portions correspondant à des étapes individuelles de l'oxydation. À trois étapes de ce type, la quantité d'énergie libérée correspond approximativement à l'énergie requise pour la synthèse de 1 molécules ATP.

Les réactions rédoxes comprennent de telle sorte que cela accompagne le mouvement des électrons de certaines particules à l'autre. Lorsque vous envisagez les modèles du flux de réactions redox, le concept d'oxydation est utilisé.

Degré d'oxydation

Concept degré d'oxydation Entré pour caractériser l'état des éléments dans les connexions. Sous le degré d'oxydation est compris La charge conditionnelle d'un atome dans le composé calculé sur la base de l'hypothèse que la connexion est constituée d'ions. Le degré d'oxydation est désigné par le numéro arabe avec un signe plus lorsque des électrons déplacés d'un atome donné à un autre atome et un chiffre avec un signe moins lorsque les électrons déplacés dans la direction opposée. Le chiffre avec le signe "+" ou "-" est défini sur le symbole de l'élément. Le degré d'oxydation indique l'état de l'oxydation d'un atome et ne représente que forme confortable Pour rendre compte du transfert électronique: il ne doit pas être considéré comme une charge efficace d'un atome dans la molécule (par exemple, dans la molécule de la LIF, les charges efficaces LI et F sont égales à + 0,89 et -0,89, tandis que le degré d'oxydation est de +1 et -1), ni la valence de l'élément (par exemple, dans les composés CH 4, CH 3 OH, HCOOH, CO 2, Valence du carbone est de 4, et le degré d'oxydation est respectivement - 4, -2 , +2, +4). Les valeurs numériques de la valence et de degrés d'oxydation peuvent coïncider en valeur absolue uniquement lorsque les composés sont pour la structure ionique.

Lors de la détermination du degré d'oxydation, les règles suivantes utilisent:

Les atomes d'éléments qui sont en état libre ou sous la forme de molécules de substances simples ont un degré d'oxydation égal à zéro, par exemple Fe, Cu, H 2, N 2, etc.

Le degré d'oxydation de l'élément sous la forme d'un seul ion d'anatomie dans un composé ayant une structure d'ions est égal à la charge de cet ion,

1 -1 +2 -2 +3 -1

par exemple, NaCl, Cu S, ALF 3.

L'hydrogène dans la plupart des composés a un degré d'oxydation de +1, à l'exception des hydrures métalliques (NAH, LIH), dans lequel le degré d'oxydation d'hydrogène est -1.

Le degré le plus courant d'oxydation d'oxygène dans les composés -2, à l'exception des peroxydes (Na 2 O 2, H 2 O 2), dans lequel le degré d'oxydation de l'oxygène est -1 et F 2 O, dans lequel le degré d'oxydation de l'oxygène est de +2.

Pour des éléments avec un degré d'oxydation non permanent, il peut être calculé, en sachant la formule composée et en considérant que la somme algébrique de l'oxydation de tous les éléments de la molécule neutre est nulle. Dans un ion complexe, ce montant est égal à la charge d'un ion. Par exemple, le degré d'oxydation de l'atome de chlore dans la molécule HCLO 4, calculé sur la base de la charge totale de la molécule \u003d 0, où X est le degré d'oxydation de l'atome de chlore), est de +7. Le degré d'oxydation de l'atome de soufre dans ion (SO 4) 2- [x + 4 (-2) \u003d -2] est de +6.

Propriétés rédoxes des substances

Toute réaction d'oxydation est constituée de processus d'oxydation et de récupération. Oxydation - c'est le processus d'atome d'électrons recul, d'ion ou d'une molécule de réactif. Substances qui donnent ses électrons dans le processus de réaction et en même temps sont oxydés, appelés les agents réducteurs.

La récupération est le processus d'adoption d'électrons atome, molécule d'ion ou de réactif.

Les substances qui acceptent des électrons sont restaurées, appelées agents oxydants.

Les réactions de l'oxydation de réduction continuent toujours comme un processus unique appelé réaction redox. Par exemple, avec l'interaction du zinc métallique avec des ions de cuivre agent réducteur (Zn) donne ses électrons oxydant- ions de cuivre (CU 2+):

Zn + Cu 2+ Zn 2+ + Cu

Le cuivre se distingue sur la surface du zinc et les ions de zinc se déplacent dans la solution.

Les propriétés rédoxes des éléments sont associées à la structure de leurs atomes et sont déterminées par la disposition du système périodique D.I. Mendeleeva. La capacité de réduction de l'élément est due à la faible liaison des électrons de la valence avec le noyau. Les atomes de métaux contenant un petit nombre d'électrons dans le niveau d'énergie externe sont sujets à leur retour, c'est-à-dire Facilement oxydé, jouant du rôle des agents réduisant. Les agents réducteurs les plus forts sont les métaux les plus actifs.

Le critère de l'activité redox des éléments peut être la valeur d'eux Électronégitabilité relative: Ce qu'il est plus élevé, plus la capacité oxydante de l'élément est exprimée et plus la plus basse, plus son activité de régénération est manifestée. Les atomes non métalliques (par exemple, F, O) ont une valeur élevée de l'affinité pour une électronégativité électronique et relative, ils acceptent facilement des électrons, c'est-à-dire sont des oxydants.

Les propriétés redox de l'élément dépendent du degré de son oxydation. Le même élément distingue degrés d'oxydation bas, les plus élevés et intermédiaires.

À titre d'exemple, considérons le soufre S et son composé H 2 S, donc 2 et 3. La relation entre la structure électronique de l'atome de soufre et ses propriétés redox dans ces composés est clairement présentée dans le tableau 1.

Dans la molécule H 2 S, l'atome de soufre a une configuration d'octet stable du niveau d'énergie externe 3S 2 3P 6 et ne peut donc plus connecter les électrons, mais peut leur donner.

L'état de l'atome dans lequel il ne peut plus prendre d'électrons, s'appelle le plus bas degré d'oxydation.

Dans l'oxydation la plus basse, l'atome perd la capacité oxydative et ne peut être qu'un agent réducteur.

Tableau 1.

Formule de substances

Formule électronique

Propriétés redox

1s 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6

–2
; - 6
; - 8
agent réducteur

1s 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 4

+ 2

agent d'oxydation

–4
;

- 6

agent réducteur

1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P O

+ 4
;

+ 6

agent d'oxydation

-2
agent réducteur

1s 2 2S 2 2P 6 3S O 3P 0

+ 2
; + 6
;

+ 8

agent d'oxydation

Dans la molécule SO 3, tous les électrons externes de l'atome de soufre sont déplacés vers des atomes d'oxygène. Par conséquent, dans ce cas, l'atome de soufre ne peut prendre que des électrons, montrant des propriétés oxydantes.

L'état de l'atome dans lequel il a donné toutes les électrons de la valence s'appelle le plus haut degré d'oxydation.Atom, qui est dans l'oxydation la plus élevée, ne peut être qu'un oxydant.

Dans la molécule SO 2 et l'atome de soufre gris élémentaire est dans degrés intermédiaires d'oxydation, c'est-à-dire avoir des électrons de Valence, l'atome peut leur donner, mais sans avoir une complète r -sujet, peut et recevoir des électrons avant de finir.

Un atome d'un élément ayant un degré d'oxydation intermédiaire peut présenter des propriétés oxydatives et réductrices, qui sont déterminées par son rôle dans une réaction spécifique.

Donc, par exemple, le rôle de la sulfite - anion afin dans les réactions suivantes Divers:

5na 2 SO 3 + 2KMNO 4 + 3H 2 SO 4  2MNSO 4 + 5NA 2 SO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O (1)

H 2 SO 3 + 2 H 2 S  3 S + 3 H 2 O (2)

Dans la réaction (1) anion sulfite si en présence d'un puissant oxydantkmno 4 joue le rôle de l'agent réducteur; Dans la réaction (2) anion sulfite si - Agent oxydant, puisque H 2 S ne peut être que la réhabilitation des propriétés.

Ainsi, parmi des substances complexes restaurer Peut être:

1. Substances simples dont les atomes ont une faible ionisation et des valeurs d'énergie électronégabantées (en particulier des métaux).

2. Substances complexes contenant des atomes dans les degrés inférieurs de l'oxydation:

H. Cl., H 2. S.,N.H 3.

Na 2. S.O 3 Fe.Cl 2, Sn.(NO 3) 2.

Oxydificateurspeut être:

1. Substances simples dont les atomes ont une incidence élevée affinité et électronégabilie - non métalliques.

2. Substances complexes contenant des atomes dans les plus hauts degrés d'oxydation: +7 +6 +7

K. Mn.O 4, k 2 CR 2 O 7, HCLO 4.

3. Substances complexes contenant des atomes de degrés intermédiaires d'oxydation:

Na 2. S.O 3 Mn.O 2 Mn.Donc 4.

Cette fonctionnalité distingue les réactions de rédox et les réactions qui coulent sans modifier les degrés d'oxydation des éléments chimiques.

Celles-ci incluent de nombreuses réactions, y compris toutes les réactions de substitution, ainsi que les réactions de composé et de décomposition, dans lesquelles au moins une substance simple est impliquée, par exemple:


Comme vous vous en souvenez, les coefficients des réactions d'oxydation complexes sont disposés à l'aide de la méthode de la balance électronique:

En chimie organique, l'exemple préférentiel de réactions redox peut être les propriétés des aldéhydes.

1. Ils sont restaurés aux alcools correspondants:

2. Les aldéhydes sont oxydés dans les acides correspondants:


L'essence de tous les exemples ci-dessus des réactions redox a été présentée à l'aide de la méthode d'équilibre électronique bien connue de vous. Il est basé sur la comparaison des degrés d'oxydation des atomes dans les réactifs et les produits de réaction et sur l'équilibrage du nombre d'électrons dans les processus d'oxydation et de récupération. Cette méthode est utilisée pour compiler les équations de réactions survenant dans toutes les phases. C'est universel et confortable. Mais en même temps, il a un grave désavantage - lorsqu'il exprime l'essence des réactions rédox survenant dans des solutions, des particules sont indiquées que n'existent pas vraiment.

Dans ce cas, il est plus pratique d'utiliser une autre méthode - la méthode de la demi-formation. Il est basé sur la préparation des équations électroniques ions pour les processus d'oxydation et de récupération, en tenant compte des particules existantes et de la somme ultérieure d'entre elles dans l'équation générale. Dans cette méthode, le concept d'oxydation n'utilise pas et les produits sont déterminés lorsque l'équation de réaction est dérivée.

Nous démontrerons cette méthode sur l'exemple: rendre l'équation de la réaction de réduction d'oxydation du zinc avec de l'acide nitrique concentré.

1. Enregistrez par le schéma ionique du processus, qui ne comprend que l'agent réducteur et le produit de son oxydation, de l'agent oxydant et du produit de sa récupération:

2. Nous faisons une équation électronique de l'ion-électronique du processus d'oxydation (il s'agit de la 1ère demi-formation):

3. Nous compilons une équation électronique ionique du processus de récupération (c'est la 2ème demi-formation):

Remarque: les équations d'électron-ion sont compilées conformément à la loi de maintenir la masse et la charge.

4. Enregistrez les équations demi-réaction de sorte que le nombre d'électrons entre l'agent réducteur et l'oxydant était équilibré:

5. Nous résumons l'équation de demi-réaction. Nous compilons une équation générale ionique de réaction:

Nous vérifions l'exactitude de la compilation de l'équation de réaction dans la forme ionique:

  • Conformité à l'égalité dans le nombre d'atomes d'éléments et par le nombre de charges
    1. Le nombre d'éléments d'éléments doit être égal aux parties gauche et droite de l'équation ionique de la réaction.
    2. La charge totale des particules dans les parties gauche et droite de l'équation ionique devrait être la même.

6. Enregistrez l'équation sous forme moléculaire. Pour ce faire, ajoutez aux ions appartenant à l'équation d'ions, le nombre requis d'ions de charge opposés.

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