Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций

Тема: Окислительно-восстановительные реакции

 

Цель: Обобщить, систематизировать и расширить знания учащихся об окислительно-восстановительных реакциях, важнейших окислителях и продуктах их восстановления.

Задачи занятия:

Образовательные (обучающие):

· систематизировать, обобщить и углубить знания учащихся о химических реакциях и их классификации.

· Закрепить умение определять степени окисления элементов, окислитель и восстановитель, расставлять коэффициенты методом электронного баланса.

· Совершенствовать умение определять окислительно-восстановительные свойства веществ, прогнозировать продукты реакций в зависимости от активности металлов, концентрации кислот и реакции среды раствора

· создать условия для развития логического мышления учащихся (таких мыслительных операций, как анализ, синтез, сравнение, обобщение)

 

Развивающие:

· Показать разнообразие и значение ОВР в природе и повседневной жизни

· Развивать умение использовать химическую терминологию

· Развитие познавательной деятельности и познавательной активности на учебном занятии по химии, путем применения наглядных средств обучения

· Прививать простейшие навыки химических исследований

· Способствовать развитию умений сравнивать, делать выводы.

· Создать условия для развития коммуникативных способностей, творческой самореализации.

Воспитательные:

· Способствовать развитию у обучающихся интереса к химической науке

· Воспитывать у обучающихся химическую и экологическую грамотность

· Формировать мысли о том, что мир познаваем и един

· Способствовать формированию культуры дискуссии.

· Воспитывать чувства взаимопомощи и ответственности за общее дело.

· Воспитать чувство ответственности.

Оборудование: компьютер, проектор

 

План изложения лекции:

1.Окислительно-восстановительные реакции

2.Окисление, восстановление

3.Окислительно-восстановительные свойства вещества и степени окисления входящих в него атомов

4.Важнейшие восстановители и окислители

5.Составление уравнений ОВР

 

Окислительно-восстановительные реакции

Реакции, в которых происходит изменение степеней окисления атомов элементов, входящих в состав реагирующих соединений называются окислительно - восстановительными.

2Mg⁰ + O₂⁰ → 2Mg⁺²O^-2

2KCl⁺⁵O₃^-2 – ^t◦ →2KCl^-1 + 3O₂⁰

2KI^-1 + Cl₂⁰ → 2KCl^-1 + I₂⁰

Mn⁺⁴O₂ + 4HCl^-1 → Mn⁺²Cl₂ + Cl₂⁰ + 2H₂O

Окисление, восстановление

В окислительно-восстановительных реакциях электроны от одних атомов, молекул или ионов переходят к другим. Процесс отдачи электронов - окисление. При окислении степень окисления повышается:

H₂⁰ - 2ē → 2H⁺

S^-2 - 2ē → S⁰

Al⁰ - 3ē → Al⁺³

Fe⁺² - ē → Fe⁺³

Процесс присоединения электронов – восстановление. При восстановлении степень окисления понижается.

Mn⁺⁴ + 2ē → Mn⁺²

S⁰ + 2ē → S^-2

Cr⁺⁶ +3ē → Cr⁺³

O₂⁰ + 4ē → 2O^-2

Атомы или ионы, которые в данной реакции присоединяют электроны являются окислителями, а которые отдают электроны - восстановителями.

 

Окислительно-восстановительные свойства вещества и степени окисления входящих в него атомов

Соединения, содержащие атомы элементов с максимальной степенью окисления, могут быть только окислителями за счет этих атомов, т.к. они уже отдали все свои валентные электроны и способны только принимать электроны. Максимальная степень окисления атома элемента равна номеру группы в периодической таблице, к которой относится данный элемент.

Соединения, содержащие атомы элементов с минимальной степенью окисления могут служить только восстановителями, поскольку они способны лишь отдавать электроны, потому, что внешний энергетический уровень у таких атомов завершен восемью электронами. Минимальная степень окисления у атомов металлов равна 0, для неметаллов - (n–8) (где n- номер группы в периодической системе).

Соединения, содержащие атомы элементов с промежуточной степенью окисления, могут быть и окислителями и восстановителями, в зависимости от партнера, с которым взаимодействуют и от условий реакции.

 

Важнейшие восстановители и окислители

 

Восстановители

Окислители

Металлы,

водород,

уголь.

Окись углерода (II) (CO).

Сероводород (H₂S);

оксид серы (IV) (SO₂);

сернистая кислота H₂SO₃ и ее соли.

Галогеноводородные кислоты и их соли.

Катионы металлов в низших степенях окисления:SnCl₂, FeCl₂, MnSO₄, Cr₂(SO₄)₃.

Азотистая кислота HNO₂;

аммиак NH₃;

гидразин NH₂NH₂;

оксид азота(II) (NO).

Катод при электролизе.

Галогены.

Перманганат калия(KMnO₄);

манганат калия (K₂MnO₄);

оксид марганца (IV) (MnO₂).

Дихромат калия (K₂Cr₂O₇);

хромат калия (K₂CrO₄).

Азотная кислота (HNO₃).

Серная кислота (H₂SO₄) конц.

Оксид меди(II) (CuO);

оксид свинца(IV) (PbO₂);

оксид серебра (Ag₂O);

пероксид водорода (H₂O₂).

Хлорид железа(III) (FeCl₃).

Бертоллетова соль (KClO₃).

Анод при электролизе.

 

Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций

 

Электронный баланс - метод нахождения коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций, в котором рассматривается обмен электронами между атомами элементов, изменяющих свою степень окисления. Число электронов, отданное восстановителем равно числу электронов, получаемых окислителем.

 

Уравнение составляется в несколько стадий:

1. Записывают схему реакции.

KMnO₄ + HCl → KCl + MnCl₂ + Cl₂ + H₂O

2. Проставляют степени окисления над знаками элементов, которые меняются.

KMn⁺⁷O₄ + HCl^-1 → KCl + Mn⁺²Cl₂ + Cl₂⁰ + H₂O

3. Выделяют элементы, изменяющие степени окисления и определяют число электронов, приобретенных окислителем и отдаваемых восстановителем.

Mn⁺⁷ + 5ē → Mn⁺²

2Cl^-1 - 2ē → Cl₂⁰

4. Уравнивают число приобретенных и отдаваемых электронов, устанавливая тем самым коэффициенты для соединений, в которых присутствуют элементы, изменяющие степень окисления.

Mn⁺⁷ + 5ē → Mn⁺²

2Cl^-1 - 2ē → Cl₂⁰

––––––––––––––––––––––––

2Mn⁺⁷ + 10Cl^-1 → 2Mn⁺² + 5Cl₂⁰

5. Подбирают коэффициенты для всех остальных участников реакции.

2KMn⁺⁷O₄ + 16HCl^-1 → 2KCl + 2Mn⁺²Cl₂ + 5Cl₂⁰ + 8H₂O

 

Домашнее задание

Используя схемы, данные на уроке, закончите уравнения реакций и расставьте в них коэффициенты:

1. AI + H₂SO₄ (конц.) →

2. Ag + HNO₃ (конц.) →

3. KBr + KMnO₄ + H₂SO₄ → …….. + Br₂ + K₂SO₄ + H₂O

 

Информационные источники и литература

1. Сладков С. А, Остроумов И.Г, Габриелян О.С, Лукьянова Н.Н. Химия для профессий и специальностей технического профиля. Электронное приложение (электронное учебное издание) для студ. учреждений сред. проф. образования. — М., 2014.

2. www.chem.msu.su

3. https://school-sector.relarn.ru/nsm/chemistry/Rus/chemy.html

4. https://www.chemicool.com/