Kõik ovr keemiaeksamil. Kuidas lahendada keemia ühtse riigieksami ülesandeid C1 (30). Redoksreaktsioonid. Metalli korrosioon ja sellevastased kaitsemeetodid

I osa

Keemia ühtse riigieksami ülesanne nr 30 on pühendatud teemale "Oksüdatsiooni-redutseerimisreaktsioonid". Varem olid seda tüüpi ülesanded lisatud Ühtse riigieksami valik numbri C1 all.

Ülesande 30 tähendus: reaktsioonivõrrandis on vaja järjestada koefitsiendid elektroonilise tasakaalu meetodil. Tavaliselt esitatakse ülesandepüstituses ainult võrrandi vasak pool, parema poole peab õpilane iseseisvalt täitma.

Probleemi terviklik lahendus on väärt 3 punkti. Üks punkt antakse oksüdeerija ja redutseerija määramise eest, teine otse elektroonilise kaalu konstrueerimise eest, viimane on koefitsientide õige paigutus reaktsioonivõrrandis. Märkus: 2018. aasta ühtsel riigieksamil on ülesande 30 lahendamise maksimaalne punktisumma 2 punkti.

Minu arvates on selles protsessis kõige keerulisem esimene samm. Mitte igaüks ei suuda reaktsiooni tulemust õigesti ennustada. Kui interaktsiooniproduktid on õigesti näidatud, on kõik järgnevad etapid tehnoloogia küsimus.

Esimene samm: jätke meelde oksüdatsiooniseisundid

Peame alustama kontseptsioonist elemendi oksüdatsiooniaste. Kui te pole selle terminiga veel tuttav, vaadake oma keemia teatmeteoses jaotist Oksüdatsiooni olek. Peate õppima enesekindlalt määrama kõigi elementide oksüdatsiooniastmeid anorgaanilised ühendid ja isegi kõige lihtsamas orgaaniline aine. Ilma selle teema 100% mõistmiseta on edasiminek mõttetu.

Teine samm: oksüdeerivad ained ja redutseerivad ained. Redoksreaktsioonid

Ma tahan teile meelde tuletada, et kõik keemilised reaktsioonid looduses võib jagada kahte tüüpi: redoks- ja oksüdatsiooniastmeid muutmata esinevad.

ORR-i ajal (see on lühend, mida me kasutame edaspidi oksüdatiivse - redutseerimisreaktsioonid) mõned elemendid muudavad oma oksüdatsiooniastet.

Element, mille oksüdatsiooniaste on läheb alla, kutsus oksüdeeriv aine.
Element, mille oksüdatsiooniaste on tõuseb, kutsus redutseerija.

Reaktsiooni käigus redutseeritakse oksüdeerija.
Redutseerija oksüdeerub reaktsiooni käigus.

Näide 1. Mõelge väävli reaktsioonile fluoriga:

S + 3F 2 = SF 6.

Korraldage ise kõigi elementide oksüdatsiooniastmed. Näeme, et väävli oksüdatsiooniaste tõuseb (0-lt +6-le) ja fluori oksüdatsiooniaste väheneb (0-lt -1-le). Järeldus: S on redutseerija, F 2 on oksüdeerija. Protsessi käigus oksüdeerub väävel ja redutseeritakse fluor.

Näide 2. Arutame mangaan(IV)oksiidi reaktsiooni vesinikkloriidhappega:

MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O.

Reaktsiooni käigus mangaani oksüdatsiooniaste langeb (+4-lt +2-le), kloori oksüdatsiooniaste tõuseb (-1-lt 0-le). Järeldus: mangaan (MnO 2 koostises) on oksüdeeriv aine, kloor (HCl koostises on redutseerija). Kloor oksüdeerub, mangaan redutseerub.

Pange tähele: sisse viimane näide mitte kõik klooriaatomid ei muutnud oma oksüdatsiooniastet. See ei mõjutanud meie järeldusi kuidagi.

Näide 3. Ammooniumbikromaadi termiline lagunemine:

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O.

Näeme, et nii oksüdeerija kui ka redutseerija on osa ühest "molekulist": kroom muudab oma oksüdatsiooniastme +6-lt +3-le (st on oksüdeerija) ja lämmastik -3-lt 0-le (seega , lämmastik on redutseerija).

Näide 4. Lämmastikdioksiidi koostoime leelise vesilahusega:

2NO 2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O.

Olles korraldanud oksüdatsiooniastmed (loodan, et teete seda raskusteta!), avastame kummalise pildi: muutub ainult ühe elemendi - lämmastiku - oksüdatsiooniaste. Mõned N aatomid suurendavad oma oksüdatsiooniastet (+4-lt +5-le), teised aga vähendavad (+4-lt +3-le). Tegelikult pole selles midagi imelikku! Selles protsessis on N(+4) nii oksüdeerija kui ka redutseerija.

Räägime veidi redoksreaktsioonide klassifikatsioonist. Lubage mul teile meelde tuletada, et kõik OVR-id on jagatud kolme tüüpi:

1) molekulidevahelised ORR-id (oksüdeeriv aine ja redutseerija sisalduvad erinevates molekulides);
2) intramolekulaarsed ORR-id (oksüdeeriv aine ja redutseerija on ühes molekulis);
3) disproportsioonireaktsioonid (oksüdeerija ja redutseerija on ühe molekuli koostises sama elemendi sama oksüdatsiooniastmega aatomid).

Arvan, et nende definitsioonide põhjal saate hõlpsasti aru, et näidete 1 ja 2 reaktsioonid on seotud molekulidevahelise ORR-iga, ammooniumdikromaadi lagunemine on näide intramolekulaarsest ORR-ist ja NO 2 interaktsioon leelisega on näide ebaproportsionaalsuse reaktsioon.

Kolmas samm: hakkame valdama elektroonilise tasakaalu meetodit

Et kontrollida, kui hästi olete eelmise materjali valdanud, esitan teile lihtsa küsimuse: „Kas saate tuua näite reaktsioonist, kus oksüdatsioon toimub, kuid redutseerimist ei toimu või vastupidi, oksüdatsioon toimub, kuid redutseerimist ei toimu? ”

Õige vastus: "Ei, sa ei saa!"

Tõepoolest, las elemendi X oksüdatsiooniaste reaktsiooni käigus suureneb. See tähendab, et X annetab elektrone. Aga kellele? Elektronid ei saa ju lihtsalt aurustuda, jäljetult kaduda! On veel mõni element Y, mille aatomid võtavad need elektronid vastu. Elektronidel on negatiivne laeng, mistõttu Y oksüdatsiooniaste väheneb.

Järeldus: kui on redutseerija X, siis on kindlasti ka oksüdeerija Y! Veelgi enam, ühe elemendi poolt ära antud elektronide arv on täpselt võrdne teise elemendi poolt vastuvõetud elektronide arvuga.

Sellel faktil see põhinebki elektrooniline tasakaalu meetod, mida kasutatakse ülesandes C1.

Alustame selle meetodi omandamist näidetega.

Näide 4

C + HNO 3 = CO 2 + NO 2 + H 2 O

elektrooniline tasakaalu meetod.

Lahendus. Alustame oksüdatsiooniastmete määramisega (tee seda ise!). Näeme, et protsessi käigus muudavad kaks elementi oma oksüdatsiooniastet: C (0-st +4-ni) ja N (+5-st +4-ni).

Ilmselgelt on süsinik redutseerija (oksüdeeritud) ja lämmastik (+5) (lämmastikhappes) on oksüdeeriv aine (redutseeritud). Muide, kui tuvastasite õigesti oksüdeeriva aine ja in-teli, on teile juba garanteeritud 1 punkt probleemi N 30 eest!

Nüüd algab lõbus. Kirjutame nn oksüdatsiooni ja redutseerimise poolreaktsioonid:

Süsinikuaatom loovutab 4 elektroni, lämmastikuaatom saab juurde 1 elektroni.Antud elektronide arv ei võrdu vastuvõetud elektronide arvuga. See on halb! Olukord vajab parandamist.

"Korrutame" esimese poolreaktsiooni 1-ga ja teise 4-ga.

C(0) - 4e	=	C(+4)	(1)
N(+5) + 1e	=	N(+4)	(4)

Nüüd on kõik korras: ühe süsinikuaatomi kohta (annab 4 e) on 4 lämmastikuaatomit (millest igaüks võtab ühe e). Antud elektronide arv võrdub vastuvõetud elektronide arvuga!

Seda, mida me just kirjutasime, nimetatakse tegelikult elektrooniline tasakaal. Kui sees tõeline ühtne riigieksam keemias, kui selle saldo õigesti kirjutad, garanteeritakse ülesande C1 eest veel 1 punkt.

Viimane etapp: jääb üle kanda saadud koefitsiendid reaktsioonivõrrandisse. Enne valemeid C ja CO 2 me midagi ei muuda (kuna koefitsienti 1 võrrandisse ei panda), valemite HNO 3 ja NO 2 ette paneme nelja (kuna lämmastikuaatomite arv vasakul ja paremal pool võrrandist peaks olema võrdne 4) :

C + 4HNO 3 = CO 2 + 4NO 2 + H 2 O.

Jääb teha viimane kontroll: näeme, et lämmastikuaatomite arv on vasakul ja paremal sama, sama kehtib ka C aatomite kohta, kuid vesiniku ja hapnikuga on endiselt probleeme. Kuid kõike on lihtne parandada: paneme valemi H 2 O ette koefitsiendi 2 ja saame lõpliku vastuse:

C + 4HNO 3 = CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O.

See on kõik! Ülesanne on lahendatud, koefitsiendid seatud ja õige võrrandi eest saame veel ühe punkti. Tulemus: 3 punkti suurepäraselt lahendatud ülesande eest 30. Palju õnne selle puhul!

Näide 5. Järjesta koefitsiendid reaktsioonivõrrandis

NaI + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 S + I 2 + H 2 O

elektrooniline tasakaalu meetod.

Lahendus. Korraldage ise kõigi elementide oksüdatsiooniastmed. Näeme, et protsessi käigus muudavad kaks elementi oma oksüdatsiooniastet: S (+6-lt -2-le) ja I (-1-lt 0-le).

Väävel (+6) (väävelhappes) on oksüdeeriv aine ja jood (-1) NaI-s on redutseerija. Reaktsiooni käigus I(-1) oksüdeerub, S(+6) redutseerub.

Kirjutame üles oksüdatsiooni ja redutseerimise poolreaktsioonid:

pööra tähelepanu oluline punkt: Joodi molekulis on kaks aatomit. "Pool" molekulist ei saa reaktsioonis osaleda, seega kirjutame vastavasse võrrandisse mitte I, vaid täpselt I 2.

"Korrutame" esimese poolreaktsiooni 4-ga ja teise 1-ga.

2I(-1) - 2e	=	I 2 (0)	(4)
S(+6) + 8e	=	S(-2)	(1)

Tasakaal on üles ehitatud, iga antud 8 elektroni kohta võetakse vastu 8 elektroni.

Kanname koefitsiendid üle reaktsioonivõrrandisse. Enne valemit I 2 paneme 4, enne valemit H 2 S peame silmas koefitsienti 1 - see on minu arvates ilmne.

NaI + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 S + 4I 2 + H 2 O

Kuid võib tekkida täiendavaid küsimusi. Esiteks oleks vale panna NaI valemi ette nelja. Tõepoolest, juba oksüdatsiooni poolreaktsioonis endas eelneb sümbolile I koefitsient 2. Järelikult tuleks võrrandi vasakule poolele kirjutada mitte 4, vaid 8!

8NaI + H2SO4 = Na2SO4 + H2S + 4I2 + H2O

Teiseks panevad koolilõpetajad sellises olukorras sageli väävelhappe valemi ette koefitsiendi 1. Nad arutlevad järgmiselt: "Redukteerimise poolreaktsioonis leiti koefitsient 1, see koefitsient viitab S-le, mis tähendab, et väävelhappe valemile peab eelnema ühik."

See arutluskäik on vale! Kõik väävliaatomid ei muutnud oma oksüdatsiooniastet, mõned neist (koostises Na 2 SO 4) säilitasid oksüdatsiooniastme +6. Neid aatomeid ei võeta elektroonilises bilansis arvesse ja koefitsiendil 1 pole nendega midagi pistmist.

Kõik see aga ei takista meil otsust lõpuni viimast. Oluline on vaid mõista, et edasistes aruteludes ei tugine me enam elektroonilisele bilansile, vaid lihtsalt sellele terve mõistus. Seega tuletan teile meelde, et H 2 S, NaI ja I 2 koefitsiendid on "külmutatud" ja neid ei saa muuta. Aga ülejäänud - see on võimalik ja vajalik.

Võrrandi vasakul küljel on 8 naatriumi aatomit (NaI-s), paremal on seni vaid 2 aatomit. Panime naatriumsulfaadi valemi ette teguri 4:

8NaI + H2SO4 = 4Na2SO4 + H2S + 4I2 + H2O.

Alles nüüd saate võrdsustada S-aatomite arvu. Paremal on neid 5, seetõttu peate väävelhappe valemi ette panema koefitsiendi 5:

8NaI + 5H2SO4 = 4Na2SO4 + H2S + 4I2 + H2O.

Viimane probleem: vesinik ja hapnik. Noh, ma arvan, et arvasite ise, et parempoolse vee valemi ees on koefitsient 4 puudu:

8NaI + 5H2SO4 = 4Na2SO4 + H2S + 4I2 + 4H2O.

Kontrollime kõike uuesti hoolikalt. Jah, kõik on õige! Probleem lahendatud, saime oma õiguspärased 3 punkti.

Niisiis arutasime näidetes 4 ja 5 üksikasjalikult ülesande C1 lahendamise algoritm (30). Teie lahendus tõelisele eksamiprobleemile peab sisaldama järgmisi punkte:

1) KÕIGI elementide oksüdatsiooniastmed;
2) oksüdeerija ja redutseerija märge;
3) elektrooniline saldoskeem;
4) lõppreaktsiooni võrrand koefitsientidega.

Mõned kommentaarid algoritmi kohta.

1. Tuleb märkida kõigi võrrandi vasakul ja paremal küljel olevate elementide oksüdatsiooniaste. Kõik, mitte ainult oksüdeerija ja redutseerija!

2. Oksüdeeriv aine ja redutseerija peavad olema selgelt ja selgelt märgitud: element X (+...) koostises... on oksüdeeriv aine ja redutseeritud; element Y(...) kompositsioonis... on redutseerija ja oksüdeerub. Mitte igaüks ei suuda dešifreerida väikese käekirjaga kirja "ok. kõik" väävelhappe valemi all kui "väävel (+6) väävelhappe koostises on oksüdeeriv aine, redutseeritud".

Ärge koonerdage tähtedega! Te ei pane ajalehte kuulutust: "Led tuba kõigi mugavustega."

3. Elektrooniline tasakaaludiagramm on lihtsalt diagramm: kaks poolreaktsiooni ja vastavad koefitsiendid.

4. Keegi ei vaja üksikasjalikke selgitusi selle kohta, kuidas te ühtse riigieksami võrrandis koefitsiendid täpselt paigutasite. On vaja ainult, et kõik numbrid oleksid õiged ja kanne ise oleks tehtud loetava käekirjaga. Kontrolli ennast kindlasti mitu korda!

Ja veel kord keemia ühtse riigieksami ülesande C1 hindamise kohta:

1) oksüdeerija (oksüdeerivad ained) ja redutseerija (redutseerijad) määramine - 1 punkt;
2) õigete koefitsientidega elektrooniline bilansiskeem - 1 punkt;
3) põhireaktsiooni võrrand kõigi koefitsientidega - 1 punkt.

Tulemus: 3 punkti eest täielik lahendusÜlesanne nr 30.

Märkus: Tuletan veel kord meelde, et 2018. aasta ühtsel riigieksamil on ülesande nr 30 lahendamise maksimaalne punktisumma 2 punkti.

Olen kindel, et saate aru, mis on elektroonilise tasakaalu meetodi idee. Saime põhimõtteliselt aru, kuidas on konstrueeritud lahendus näitele nr 30. Põhimõtteliselt pole kõik nii keeruline!

Kahjuks tekib tõelisel keemia ühtsel riigieksamil järgmine probleem: reaktsioonivõrrandit ennast ei ole täielikult esitatud. See tähendab, et võrrandi vasak pool on olemas, kuid paremal pole kas üldse midagi või on näidatud ühe aine valem. Peate oma teadmistele tuginedes võrrandi ise täitma ja alles seejärel alustama koefitsientide järjestamist.

See võib olla üsna raske. Universaalseid retsepte võrrandite kirjutamiseks pole. Järgmises osas käsitleme seda küsimust üksikasjalikumalt ja vaatame keerukamaid näiteid.

Jätkame ülesandetüübi C1 (nr 30) lahenduse arutamist, millega kindlasti kokku puutuvad kõik, kes sooritavad keemia ühtse riigieksami. Artikli esimeses osas tõime välja üldise ülesande 30 lahendamise algoritmi, teises osas analüüsisime mitmeid üsna keerulisi näiteid.

Kolmandat osa alustame aruteluga tüüpiliste oksüdeerivate ja redutseerivate ainete ning nende muundumiste kohta erinevates keskkondades.

Viies samm: käsitleme tüüpilisi OVR-e, mis võivad esineda ülesandes nr 30

Tahaksin meenutada mõnda oksüdatsiooniastme mõistega seotud punkti. Oleme juba märkinud, et konstantne oksüdatsiooni olek on iseloomulik ainult suhteliselt väikesele hulgale elementidele (fluor, hapnik, leelis- ja leelismuldmetallid jne.) Enamikul elementidel võib olla erinev oksüdatsiooniaste. Näiteks kloori puhul on kõik olekud võimalikud vahemikus -1 kuni +7, kuigi paaritu väärtused on kõige stabiilsemad. Lämmastiku oksüdatsiooniaste on -3 kuni +5 jne.

On kaks olulist reeglit, mida tuleb selgelt meeles pidada.

1. Mittemetallilise elemendi kõrgeim oksüdatsiooniaste langeb enamikul juhtudel kokku selle rühma numbriga, milles element asub, ja madalaim oksüdatsiooniaste = rühma number - 8.

Näiteks kloor kuulub VII rühma, seetõttu on selle kõrgeim oksüdatsiooniaste = +7 ja madalaim - 7 - 8 = -1. Seleen on VI rühmas. Kõrgeim oksüdatsiooniaste = +6, madalaim - (-2). Räni asub IV rühmas; vastavad väärtused on +4 ja -4.

Pidage meeles, et sellel reeglil on erandeid: hapniku kõrgeim oksüdatsiooniaste = +2 (ja seegi ilmneb ainult hapnikufluoriidis) ja fluori kõrgeim oksüdatsiooniaste = 0 (lihtsas aines)!

2. Metallid ei ole võimelised avaldama negatiivseid oksüdatsiooniastmeid. See on üsna oluline, arvestades, et enam kui 70% keemilistest elementidest on metallid.

Ja nüüd küsimus: "Kas Mn(+7) võib keemilistes reaktsioonides redutseerida?" Võtke aega, proovige ise vastata.

Õige vastus: "Ei, ei saa!" Seda on väga lihtne seletada. Vaadake selle elemendi asukohta perioodilisuse tabelis. Mn on VII rühmas, seetõttu on selle KÕRGE oksüdatsiooniaste +7. Kui Mn(+7) toimiks redutseerijana, siis selle oksüdatsiooniaste suureneks (pidage meeles redutseerija määratlust!), kuid see on võimatu, kuna sellel on juba maksimaalne väärtus. Järeldus: Mn(+7) saab olla ainult oksüdeeriv aine.

Samal põhjusel võivad S(+6), N(+5), Cr(+6), V(+5), Pb(+4) jne näidata AINULT OKSÜDEERIVAD omadused. Heitke pilk positsioonile. nendest elementidest sisse perioodilisustabel ja vaadake ise.

Ja veel üks küsimus: "Kas Se (-2) võib toimida keemilistes reaktsioonides oksüdeeriva ainena?"

Ja vastus on jällegi eitav. Tõenäoliselt arvasite juba, mis siin toimub. Seleen kuulub VI rühma, selle VÄIKSEMA oksüdatsiooniaste on -2. Se (-2) ei saa saada elektrone, st ei saa olla oksüdeerija. Kui Se(-2) osaleb ORR-is, siis ainult VÄHENDAJA rollis.

Sarnasel põhjusel võib AINUKS REDUKTORIKS olla N(-3), P(-3), S(-2), Te(-2), I(-1), Br(-1) jne.

Lõppjäreldus: madalaima oksüdatsiooniastmega element saab ORR-is toimida ainult redutseerijana ja kõrgeima oksüdatsiooniastmega element saab toimida ainult oksüdeeriva ainena.

"Mis siis, kui elemendil on vahepealne oksüdatsiooniaste?" - te küsite. Noh, siis on võimalik nii selle oksüdatsioon kui ka redutseerimine. Näiteks väävel oksüdeeritakse reaktsioonis hapnikuga ja redutseeritakse reaktsioonis naatriumiga.

Tõenäoliselt on loogiline eeldada, et iga kõrgeimas oksüdatsiooniastmes olev element on tugev oksüdeerija ja madalaimas tugev redutseerija. Enamikul juhtudel on see tõsi. Näiteks kõik ühendid Mn(+7), Cr(+6), N(+5) võib liigitada tugevateks oksüdeerivateks aineteks. Aga näiteks P(+5) ja C(+4) taastatakse vaevaliselt. Ja Ca(+2) või Na(+1) on peaaegu võimatu sundida oksüdeeriva ainena toimima, kuigi formaalselt on ka +2 ja +1 kõrgemad kraadid oksüdatsioon.

Seevastu paljud klooriühendid (+1) on võimsad oksüdeerijad, kuigi oksüdatsiooniaste on +1 sel juhul kaugel kõrgeimast.

F(-1) ja Cl(-1) on halvad redutseerivad ained, samas kui nende analoogid (Br(-1) ja I(-1)) on head. Madalaima oksüdatsiooniastmega (-2) hapnikul ei ole praktiliselt mingeid redutseerivaid omadusi ja Te(-2) on võimas redutseerija.

Näeme, et kõik pole nii ilmne, kui tahaksime. Mõnel juhul on oksüdeerumis- ja redutseerimisvõimet lihtne ette näha, teistel juhtudel tuleb lihtsalt meeles pidada, et aine X on näiteks hea oksüdeerija.

Tundub, et oleme lõpuks jõudnud tüüpiliste oksüdeerivate ja redutseerivate ainete nimekirja. Soovin, et te mitte ainult neid valemeid “pähe ei õpiks” (kuigi see oleks tore!), vaid oskaksite ka selgitada, miks see või teine aine on vastavasse nimekirja kantud.

Tüüpilised oksüdeerivad ained

Lihtained – mittemetallid: F 2, O 2, O 3, Cl 2, Br 2.
Keskendunud väävelhape(H 2 SO 4), lämmastikhape (HNO 3) mis tahes kontsentratsioonis, hüpokloorhape (HClO), perkloorhape (HClO 4).
Kaaliumpermanganaat ja kaaliummanganaat (KMnO 4 ja K 2 MnO 4), kromaadid ja dikromaadid (K 2 CrO 4 ja K 2 Cr 2 O 7), vismutaadid (nt NaBiO 3).
Kroomi (VI), vismuti (V), plii (IV), mangaani (IV) oksiidid.
Hüpokloritid (NaClO), kloraadid (NaClO 3) ja perkloraadid (NaClO 4); nitraadid (KNO 3).
Peroksiidid, superoksiidid, osoniidid, orgaanilised peroksiidid, peroksohapped, kõik muud -O-O- rühma sisaldavad ained (näiteks vesinikperoksiid - H 2 O 2, naatriumperoksiid - Na 2 O 2, kaalium superoksiid - KO 2).
Pingeseeria paremal küljel asuvad metalliioonid: Au 3+, Ag +.

Tüüpilised redutseerivad ained

Lihtained - metallid: leelis- ja leelismuldmuld, Mg, Al, Zn, Sn.
Lihtained – mittemetallid: H 2, C.
Metallhüdriidid: LiH, CaH 2, liitiumalumiiniumhüdriid (LiAlH 4), naatriumboorhüdriid (NaBH 4).
Mõnede mittemetallide hüdriidid: HI, HBr, H 2 S, H 2 Se, H 2 Te, PH 3, silaanid ja boraanid.
Jodiidid, bromiidid, sulfiidid, seleniidid, fosfiidid, nitriidid, karbiidid, nitritid, hüpofosfiidid, sulfitid.
Süsinikoksiid (CO).

Tahaksin rõhutada mõnda punkti:

Ma ei seadnud endale eesmärgiks kõiki oksüdeerivaid ja redutseerivaid aineid loetleda. See on võimatu ja pole ka vajalik.
Sama aine võib ühes protsessis toimida oksüdeeriva ainena ja teises protsessis oksüdeeriva ainena.
Keegi ei saa garanteerida, et C1-eksami probleemis kohtate kindlasti mõnda neist ainetest, kuid selle tõenäosus on väga suur.
Tähtis pole valemite mehaaniline meeldejätmine, vaid MÕISTMINE. Proovige ennast testida: kirjutage kahest loendist ained kokku segatuna ja seejärel proovige need iseseisvalt eraldada tüüpilisteks oksüdeerivateks ja redutseerivateks aineteks. Kasutage samu kaalutlusi, mida arutasime selle artikli alguses.

Ja nüüd väike test. Pakun teile mitu mittetäielikku võrrandit ja proovite leida oksüdeerija ja redutseerija. Võrrandite paremaid külgi pole veel vaja lisada.

Näide 12. Määrake ORR-is oksüdeeriv aine ja redutseerija:

HNO3 + Zn = ...

CrO3 + C3H6 + H2SO4 = ...

Na 2 SO 3 + Na 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 = ...

O 3 + Fe(OH) 2 + H 2 O = ...

CaH 2 + F 2 = ...

KMnO 4 + KNO 2 + KOH = ...

H 2 O 2 + K 2 S + KOH = ...

Arvan, et täitsite selle ülesande raskusteta. Kui teil on probleeme, lugege uuesti selle artikli algust, töötage tüüpiliste oksüdeerivate ainete loendiga.

„See kõik on imeline!" hüüatab kannatamatu lugeja. „Aga kus on lubatud probleemid C1 mittetäielike võrranditega? Jah, näites 12 saime oksüdeerija ja oksüdeerija määrata, kuid see pole peamine. Peaasi on reaktsioonivõrrandi täitmine ja kas oksüdeerivate ainete loend saab meid selles aidata?"

Jah, saab, kui mõistate, MIS TOIMUB tüüpiliste oksüdeerivate ainetega erinevates tingimustes. Täpselt seda me nüüd teemegi.

Kuues samm: mõnede oksüdeerivate ainete muundumine erinevates keskkondades. Permanganaatide, kromaatide, lämmastik- ja väävelhapete "saatus".

Seega peame suutma mitte ainult ära tunda tüüpilisi oksüdeerivaid aineid, vaid ka mõistma, milleks need ained redoksreaktsiooni käigus muundatakse. Ilmselgelt ei suuda me ilma selle mõistmiseta ülesannet 30 õigesti lahendada. Olukorra teeb keeruliseks asjaolu, et interaktsiooniprodukte ei saa AINULTAALSELT näidata. Pole mõtet küsida: "Milleks kaaliumpermanganaat redutseerimisprotsessi käigus muutub?" Kõik oleneb paljudest põhjustest. KMnO 4 puhul on peamine söötme happesus (pH). Põhimõtteliselt võib taaskasutustoodete olemus sõltuda:

protsessi käigus kasutatav redutseerija,
keskkonna happesus,
reaktsioonis osalejate kontsentratsioon,
protsessi temperatuur.

Kontsentratsiooni ja temperatuuri mõjust me nüüd ei räägi (kuigi uudishimulikud noored keemikud võivad meenutada, et näiteks kloor ja broom interakteeruvad leelise vesilahusega külmas ja kuumutamisel erinevalt). Keskendume söötme pH-le ja redutseeriva aine tugevusele.

Allolev teave on lihtsalt midagi, mida meeles pidada. Pole vaja proovida põhjuseid analüüsida, piisab reaktsiooniproduktidest MEELES. Kinnitan teile, see võib teile keemia ühtsel riigieksamil kasulik olla.

Kaaliumpermanganaadi (KMnO 4) redutseerimise tooted erinevates keskkondades

Näide 13. Täitke redoksreaktsioonide võrrandid:

KMnO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 3 = ...
KMnO 4 + H 2 O + K 2 SO 3 = ...
KMnO 4 + KOH + K 2 SO 3 = ...

Lahendus. Tüüpiliste oksüdeerivate ja redutseerivate ainete loendist juhindudes jõuame järeldusele, et kõigis nendes reaktsioonides on oksüdeerijaks kaaliumpermanganaat ja redutseerijaks kaaliumsulfit.

H 2 SO 4, H 2 O ja KOH määravad lahuse olemuse. Esimesel juhul toimub reaktsioon happelises keskkonnas, teisel - neutraalses keskkonnas, kolmandal - leeliselises keskkonnas.

Järeldus: esimesel juhul redutseeritakse permanganaat Mn(II) soolaks, teisel - mangaandioksiidiks, kolmandal - kaaliummanganaadiks. Lisame reaktsioonivõrrandid:

KMnO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 3 = MnSO 4 + ...
KMnO 4 + H 2 O + K 2 SO 3 = MnO 2 + ...
KMnO 4 + KOH + K 2 SO 3 = K 2 MnO 4 + ...

Milleks kaaliumsulfit muutub? Noh, loomulikult sulfaadiks. On ilmne, et K 2 SO 3 koostises oleval K-l pole lihtsalt kuhugi edasi oksüdeeruda, hapniku oksüdeerumine on äärmiselt ebatõenäoline (kuigi põhimõtteliselt võimalik), kuid S(+4) muutub kergesti S(+6-ks) ). Oksüdatsiooniprodukt on K 2 SO 4, võrranditesse saate lisada järgmise valemi:

KMnO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 3 = MnSO 4 + K 2 SO 4 + ...
KMnO 4 + H 2 O + K 2 SO 3 = MnO 2 + K 2 SO 4 + ...
KMnO 4 + KOH + K 2 SO 3 = K 2 MnO 4 + K 2 SO 4 + ...

Meie võrrandid on peaaegu valmis. Jääb vaid lisada ained, mis OVR-iga otseselt seotud ei ole, ja määrata koefitsiendid. Muide, kui alustada teisest punktist, võib see olla isegi lihtsam. Ehitame näiteks viimase reaktsiooni jaoks elektroonilise tasakaalu

Mn(+7) + 1e	=	Mn(+6)	(2)
S(+4) - 2e	=	S(+6)	(1)

Valemite KMnO 4 ja K 2 MnO 4 ette panime koefitsiendi 2; enne sulfiti ja kaaliumsulfaadi valemeid peame silmas koefitsienti. 1:

2KMnO4 + KOH + K 2 SO 3 = 2K 2 MnO 4 + K 2 SO 4 + ...

Paremal näeme 6 kaaliumiaatomit, vasakul - seni ainult 5. Peame olukorda parandama; pane koefitsient 2 KOH valemi ette:

2KMnO4 + 2KOH + K 2SO 3 = 2K 2 MnO 4 + K 2 SO 4 + ...

Viimane puudutus: vasakul pool näeme vesinikuaatomeid, paremal neid pole. Ilmselgelt peame kiiresti leidma aine, mis sisaldab vesinikku oksüdatsiooniastmes +1. Toome natuke vett!

2KMnO4 + 2KOH + K2SO3 = 2K2MnO4 + K2SO4 + H2O

Kontrollime võrrandit uuesti. Jah, kõik on suurepärane!

"Huvitav film!" märgib valvas noor keemik. "Miks te lisasite vett viimasel etapil? Mis siis, kui ma tahan lisada vesinikperoksiidi või lihtsalt H2 või kaaliumhüdriidi või H2S? Lisasite vett, sest see PIDID lisage see või tundsite lihtsalt seda?"

Noh, mõtleme välja. Noh, esiteks ei ole meil loomulikult õigust reaktsioonivõrrandisse oma suva järgi aineid lisada. Reaktsioon läheb täpselt nii, nagu ta läheb; nagu loodus käskis. Meie meeldimised ja mittemeeldimised ei saa protsessi kulgu mõjutada. Võime proovida reaktsioonitingimusi muuta (temperatuuri tõsta, katalüsaatorit lisada, rõhku muuta), aga kui reaktsioonitingimused on antud, ei saa selle tulemus enam meie tahtest sõltuda. Seega pole vee valem viimase reaktsiooni võrrandis minu soov, vaid fakt.

Teiseks võite proovida reaktsiooni võrdsustada juhtudel, kui vee asemel on teie loetletud ained. Kinnitan teile: mitte mingil juhul ei saa te seda teha.

Kolmandaks, valikud H 2 O 2, H 2, KH või H 2 S on sel juhul ühel või teisel põhjusel lihtsalt vastuvõetamatud. Näiteks esimesel juhul muutub hapniku oksüdatsiooniaste, teisel ja kolmandal vesiniku oksüdatsiooniaste ning leppisime kokku, et oksüdatsiooniaste muutub ainult Mn ja S puhul. Neljandal juhul toimis väävel üldiselt oksüdeeriva ainena. ja leppisime kokku, et S - redutseerija. Lisaks on ebatõenäoline, et kaaliumhüdriid "ellu jääks". veekeskkond(ja tuletan meelde, reaktsioon toimub vesilahuses) ja H2S (isegi kui see aine tekkis) läheb paratamatult KOH-ga lahusesse. Nagu näete, võimaldavad teadmised keemiast need ained tagasi lükata.

"Aga miks vesi?" - te küsite.

Jah, sest näiteks selles protsessis (nagu paljudes teistes) toimib vesi lahustina. Sest kui näiteks analüüsida kõiki reaktsioone, mis sa 4 aastat keemiat õppides kirjutasid, siis leiad, et H 2 O esineb peaaegu pooltes võrrandites. Vesi on keemias üldiselt üsna "populaarne" ühend.

Palun mõistke, et ma ei väida, et iga kord, kui ülesandes 30 peate "kuhugi vesinikku saatma" või "kuhugi hapnikku võtma", peate vett haarama. Aga see oleks ilmselt esimene aine, millele mõelda.

Sarnast loogikat kasutatakse reaktsioonivõrrandite puhul happelises ja neutraalses keskkonnas. Esimesel juhul peate paremale küljele lisama vee valemi, teisel - kaaliumhüdroksiidi:

KMnO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 3 = MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O,
KMnO 4 + H 2 O + K 2 SO 3 = MnO 2 + K 2 SO 4 + KOH.

Koefitsientide paigutus ei tohiks kogenud noortele keemikutele vähimatki raskust tekitada. Lõplik vastus:

2KMnO4 + 3H2SO4 + 5K2SO3 = 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O,
2KMnO4 + H2O + 3K2SO3 = 2MnO2 + 3K2SO4 + 2KOH.

Järgmises osas tuleb juttu kromaatide ja dikromaatide, lämmastik- ja väävelhapete redutseerimisproduktidest.

Liin UMK Kuznetsova. Keemia (10–11) (U)

Liin UMK Kuznetsova. Keemia (10–11) (B)

Liin UMK N. E. Kuznetsova. Keemia (10–11) (põhi)

Keemia ühtseks riigieksamiks ettevalmistamise korraldus: redoksreaktsioonid

Kuidas peaks töö korraldama klassiruumis, et õpilased saavutaksid eksamil häid tulemusi?

Materjal koostati veebiseminari “Ühtse keemia riigieksami ettevalmistamise korraldamine: redoksreaktsioonid” põhjal.

«Kaalume ettevalmistuste korraldamist edukas rakendamine redoksreaktsioonidega seotud ülesanded. Kui vaadata spetsifikatsiooni ja demoversiooni, siis sellised reaktsioonid on otseselt seotud ülesannetega nr 10 ja nr 30, kuid see on kooli keemiakursuse võtmeteema. See mõjutab kõige rohkem erinevaid küsimusi, kõige erinevad omadused keemilised ained. See on väga mahukas,” rõhutab veebiseminari saatejuht, kandidaat Lidia Asanova pedagoogilised teadused, õppevahendite autor.

Ülesanne nr 30, arvestades redoksreaktsioone – ülesanne kõrge tase raskusi. Selle täitmise eest kõrgeima punktisumma (3) saamiseks peab õpilase vastus sisaldama:

oksüdeerivateks ja redutseerivateks aineteks olevate elementide oksüdatsiooniastme määramine;
oksüdeerija ja redutseerija (elemendid või ained);
oksüdatsiooni- ja redutseerimisprotsessid ning nende põhjal koostatud elektrooniline (elektronioonide) tasakaal;
reaktsioonivõrrandis puuduvate ainete määramine.

Tihti aga jätavad õpilased vahele, ei määra koefitsiente, ei märgi oksüdeerijat ja redutseerijat ning oksüdatsiooniasteid. Kuidas peaks tunnis tööd korraldama, et eksamil häid tulemusi saavutada?

Erilist tähelepanu on O. S. Gabrielyani 10. klassi õpikus, mis on mõeldud aine õppimiseks 3–4 tundi nädalas, rakenduslikud teemad: käsiraamat käsitleb keemiaga seotud ökoloogia, meditsiini, bioloogia ja kultuuri küsimusi. 11. klassis läbitakse kursus ja tehakse kokkuvõte.

1. Eksamiks valmistumine peaks toimuma aine õpetamise käigus ja ettevalmistust ei saa taandada ainult ülesannetega sarnaste ülesannete täitmise koolitusele eksamitöö. Selline “coaching” ei arenda mõtlemist ega süvenda mõistmist. Aga, muide, sisse eksami ülesanne Märgitakse, et vastuse muu sõnastus on lubatud ilma selle tähendust moonutamata. See tähendab, et loovalt ja mõistvalt lähenedes antud ülesande lahendusele, saate sooritamise eest kõrgeima hinde isegi siis, kui vastus on erinevalt sõnastatud.

Eksamiks valmistumise põhiülesanne on sihipärane töö õpitava materjali kordamisel, süstematiseerimisel ja üldistamisel, keemiakursuse põhimõistete teadmiste süsteemi toomisel. Loomulikult on vaja tõelise keemilise katse läbiviimise kogemust.

2. Seal on loetelu teemadest ja mõistetest, mida koolilapsed ei tohiks üldse unustada. Nende hulgas:

reeglid aatomite oksüdatsiooniastmete määramiseks (lihtainetes on elementide oksüdatsiooniaste null, II-VII rühma elementide kõrgeim (maksimaalne) oksüdatsiooniaste on reeglina võrdne selle rühma arvuga, milles element asub perioodilisustabelis, metallide madalaim (minimaalne) oksüdatsiooniaste võrdub nulliga jne);
olulisemad oksüdeerivad ja redutseerivad ained ning ka asjaolu, et oksüdatsiooniprotsessiga kaasneb alati redutseerimisprotsess;
redoksduaalsus;
ORR-i tüübid (molekulidevahelised, intramolekulaarsed, korporatsioonireaktsioonid, disproportsioonireaktsioonid (eneseoksüdatsioon-iseredutseerimine)).

Tabelis on loetletud redoksreaktsioonide liigid ja reaktsioonide kulgu mõjutavad tegurid (fotolehed). Näiteid analüüsitakse üksikasjalikult ja lisaks on ühtse riigieksami vormingus ülesanded teemal “OVR”.

Näiteks:

"Kasutades elektronide tasakaalu meetodit, looge keemilise reaktsiooni võrrand:

N 2 O + KMnO 4 + … = NO 2 + … + K 2 SO 4 + H 2 O

Täpsustage oksüdeeriv aine ja redutseerija."

Probleemide lahendamise harjutamiseks aga kõige rohkem erinevaid näiteid. Näiteks õpikus „Keemia. Edasijõudnute tase. 11. klass. Testpaberid"Seal on selliseid:

"Toetudes redoksprotsesside teooriale, märkige võimatute reaktsioonide skeemid.

SO 2 + H 2 S → S + H 2 O

S + H 2 SO 4 → SO 2 + H 2 O

S + H2SO4 → H2S + H2O

K 2 SO 3 + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + K 2 CrO 4 + H 2 O

KMnO 4 + HCl → Cl2 + MnCl 2 + KCl + H 2 O

I 2 + SO 2 + H 2 O → HIO 3 + H 2 SO 4

Põhjenda oma vastust. Teisenda võimalike protsesside diagrammid reaktsioonivõrranditeks. Määrake oksüdeeriv aine ja redutseerija"

Koostage reaktsioonivõrrandid vastavalt süsinikuaatomite oksüdatsiooniastmete muutumise skeemile: C 0 → C – 4 → C –4 → C +4 → C +2 → C –2.

"Antud ained: süsinik, lämmastikoksiid (IV), vääveloksiid (IV), vesilahus kaaliumhüdroksiid. Kirjutage võrrandid nelja võimaliku reaktsiooni jaoks nende ainete vahel, ilma reagentide paaride kordamiseta.

Kõik see võimaldab teil võimalikult põhjalikult uurida redoksreaktsioonide teemat ja töötada välja lahendusi mitmesugustele probleemidele.

*Alates 2017. aasta maist on ühinenud kirjastuskontsern "DROFA-VENTANA". Korporatsiooni alla kuuluvad ka kirjastus Astrel ja digitaalne haridusplatvorm LECTA. Peadirektor määrati Aleksander Brõtškin, lõpetaja Finantsakadeemia Vene Föderatsiooni valitsuse alluvuses, kandidaat majandusteadused, kirjastuse DROFA uuenduslike projektide juht digihariduse valdkonnas (õpikute elektroonilised vormid, Vene Elektrooniline Kool, digitaalne haridusplatvorm LECTA). Enne DROFA kirjastusega liitumist töötas ta aasta asepresidendina strateegiline areng ja kirjastusettevõtte "EXMO-AST" investeeringud. Täna on Venemaa õpikute kirjastuse korporatsioonil suurim föderaalsesse nimekirja kantud õpikute portfell - 485 nimetust (umbes 40%, välja arvatud õpikud paranduskool). Korporatsiooni kirjastustele kuuluvad vene koolide populaarseimad füüsika, joonistamise, bioloogia, keemia, tehnoloogia, geograafia, astronoomia õpikukomplektid – need on teadmised, mida on vaja riigi tootmispotentsiaali arendamiseks. Korporatsiooni portfelli kuuluvad õpikud ja õppevahendid Sest Põhikool, pälvis presidendi preemia haridusvaldkonnas. Need on õpikud ja käsiraamatud ainevaldkondades, mis on vajalikud Venemaa teadusliku, tehnilise ja tootmispotentsiaali arendamiseks.

Kuidas lahendada keemia ühtse riigieksami ülesandeid C1 (36). I osa

Keemia ühtse riigieksami ülesanne nr 36 on pühendatud teemale "Oksüdatsiooni-redutseerimisreaktsioonid". Varem oli seda tüüpi ülesanne ühtse riigieksami versioonis numbri C1 all.

Ülesande C1 tähendus: reaktsioonivõrrandis on vaja järjestada koefitsiendid elektroonilise tasakaalu meetodil. Tavaliselt esitatakse ülesandepüstituses ainult võrrandi vasak pool, parema poole peab õpilane iseseisvalt täitma.

Esimene samm: jätke meelde oksüdatsiooniseisundid

Peame alustama kontseptsioonist elemendi oksüdatsiooniaste. Kui te pole selle terminiga veel tuttav, vaadake oma keemia teatmeteoses jaotist Oksüdatsiooni olek. Peate õppima enesekindlalt määrama kõigi elementide oksüdatsiooniastmeid anorgaanilistes ühendites ja isegi kõige lihtsamates orgaanilistes ainetes. Ilma selle teema 100% mõistmiseta on edasiminek mõttetu.

Teine etapp: oksüdeerivad ained ja redutseerivad ained. Redoksreaktsioonid

Tuletan teile meelde, et kõik looduses toimuvad keemilised reaktsioonid võib jagada kahte tüüpi: redoksreaktsioonid ja need, mis toimuvad oksüdatsiooniastmeid muutmata.

Redoksreaktsiooni ajal (seda lühendit kasutame edaspidi redoksreaktsioonide jaoks) muudavad mõned elemendid oma oksüdatsiooniastet.

Näide 1. Mõelge väävli reaktsioonile fluoriga:

S + 3F 2 = SF 6.

Näide 2. Arutame mangaan(IV)oksiidi reaktsiooni vesinikkloriidhappega:

MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O.

Pange tähele, et viimases näites ei muutnud kõik klooriaatomid oksüdatsiooniastet. See ei mõjutanud meie järeldusi kuidagi.

Näide 3. Ammooniumbikromaadi termiline lagunemine:

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O.

Näide 4. Lämmastikdioksiidi koostoime leelise vesilahusega:

2NO 2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O.

Räägime veidi redoksreaktsioonide klassifikatsioonist. Lubage mul teile meelde tuletada, et kõik OVR-id on jagatud kolme tüüpi:

1) molekulidevahelised ORR-id (oksüdeeriv aine ja redutseerija sisalduvad erinevates molekulides);
2) intramolekulaarsed ORR-id (oksüdeeriv aine ja redutseerija on ühes molekulis);
3) disproportsioonireaktsioonid (oksüdeerija ja redutseerija on ühe molekuli koostises sama elemendi sama oksüdatsiooniastmega aatomid).

Kolmas samm: hakkame omandama elektroonilise tasakaalu meetodit

Õige vastus: "Ei, sa ei saa!"

Sellel faktil see põhinebki elektrooniline tasakaalu meetod, mida kasutatakse ülesandes C1.

Alustame selle meetodi omandamist näidetega.

Näide 4

C + HNO 3 = CO 2 + NO 2 + H 2 O

elektrooniline tasakaalu meetod.

Lahendus. Alustame oksüdatsiooniastmete määramisega (tee seda ise!). Näeme, et protsessi käigus muudavad kaks elementi oma oksüdatsiooniastet: C (0-st +4-ni) ja N (+5-st +4-ni).

Nüüd algab lõbus. Kirjutame nn oksüdatsiooni ja redutseerimise poolreaktsioonid:

Süsinikuaatom loovutab 4 elektroni, lämmastikuaatom saab juurde 1 elektroni.Antud elektronide arv ei võrdu vastuvõetud elektronide arvuga. See on halb! Olukord vajab parandamist.

"Korrutame" esimese poolreaktsiooni 1-ga ja teise 4-ga.

C(0) - 4e	=	C(+4)	(1)
N(+5) + 1e	=	N(+4)	(4)

Nüüd on kõik korras: ühe süsinikuaatomi kohta (annab 4 e) on 4 lämmastikuaatomit (millest igaüks võtab ühe e). Antud elektronide arv võrdub vastuvõetud elektronide arvuga!

Seda, mida me just kirjutasime, nimetatakse tegelikult elektrooniline tasakaal. Kui kirjutate selle saldo õigel keemia ühtsel riigieksamil õigesti kirja, garanteeritakse teile ülesande C1 eest veel 1 punkt.

C + 4HNO 3 = CO 2 + 4NO 2 + H 2 O.

C + 4HNO 3 = CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O.

See on kõik! Ülesanne on lahendatud, koefitsiendid seatud ja õige võrrandi eest saame veel ühe punkti. Tulemus: 3 punkti suurepäraselt lahendatud ülesande eest C 1. Õnnitleme selle puhul!

Näide 5. Järjesta koefitsiendid reaktsioonivõrrandis

NaI + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 S + I 2 + H 2 O

elektrooniline tasakaalu meetod.

Lahendus. Korraldage ise kõigi elementide oksüdatsiooniastmed. Näeme, et protsessi käigus muudavad kaks elementi oma oksüdatsiooniastet: S (+6-lt -2-le) ja I (-1-lt 0-le).

Väävel (+6) (väävelhappes) on oksüdeeriv aine ja jood (-1) NaI-s on redutseerija. Reaktsiooni käigus I(-1) oksüdeerub, S(+6) redutseerub.

Kirjutame üles oksüdatsiooni ja redutseerimise poolreaktsioonid:

Pange tähele olulist punkti: joodi molekulis on kaks aatomit. "Pool" molekulist ei saa reaktsioonis osaleda, seega kirjutame vastavasse võrrandisse mitte I, vaid täpselt I 2.

"Korrutame" esimese poolreaktsiooni 4-ga ja teise 1-ga.

2I(-1) - 2e	=	I 2 (0)	(4)
S(+6) + 8e	=	S(-2)	(1)

Tasakaal on üles ehitatud, iga antud 8 elektroni kohta võetakse vastu 8 elektroni.

Kanname koefitsiendid üle reaktsioonivõrrandisse. Enne valemit I 2 paneme 4, enne valemit H 2 S peame silmas koefitsienti 1 - see on minu arvates ilmne.

NaI + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 S + 4I 2 + H 2 O

8NaI + H2SO4 = Na2SO4 + H2S + 4I2 + H2O

Kõik see aga ei takista meil otsust lõpuni viimast. Oluline on vaid mõista, et edasistes aruteludes ei toetu me enam elektroonilisele tasakaalule, vaid lihtsalt tervele mõistusele. Seega tuletan teile meelde, et H 2 S, NaI ja I 2 koefitsiendid on "külmutatud" ja neid ei saa muuta. Aga ülejäänud - see on võimalik ja vajalik.

Võrrandi vasakul küljel on 8 naatriumi aatomit (NaI-s), paremal on seni vaid 2 aatomit. Panime naatriumsulfaadi valemi ette teguri 4:

8NaI + H2SO4 = 4Na2SO4 + H2S + 4I2 + H2O.

Alles nüüd saate võrdsustada S-aatomite arvu. Paremal on neid 5, seetõttu peate väävelhappe valemi ette panema koefitsiendi 5:

8NaI + 5H2SO4 = 4Na2SO4 + H2S + 4I2 + H2O.

Viimane probleem: vesinik ja hapnik. Noh, ma arvan, et arvasite ise, et parempoolse vee valemi ees on koefitsient 4 puudu:

8NaI + 5H2SO4 = 4Na2SO4 + H2S + 4I2 + 4H2O.

Kontrollime kõike uuesti hoolikalt. Jah, kõik on õige! Probleem lahendatud, saime oma õiguspärased 3 punkti.

Niisiis arutasime näidetes 4 ja 5 üksikasjalikult ülesande C1 lahendamise algoritm. Teie lahendus tõelisele eksamiprobleemile peab sisaldama järgmisi punkte:

1) KÕIGI elementide oksüdatsiooniastmed;
2) oksüdeerija ja redutseerija märge;
3) elektrooniline saldoskeem;
4) lõppreaktsiooni võrrand koefitsientidega.

Mõned kommentaarid algoritmi kohta.

1. Tuleb märkida kõigi võrrandi vasakul ja paremal küljel olevate elementide oksüdatsiooniaste. Kõik, mitte ainult oksüdeerija ja redutseerija!

Ärge koonerdage tähtedega! Te ei pane ajalehte kuulutust: "Led tuba kõigi mugavustega."

3. Elektrooniline tasakaaludiagramm on lihtsalt diagramm: kaks poolreaktsiooni ja vastavad koefitsiendid.

Ja veel kord keemia ühtse riigieksami ülesande C1 hindamise kohta:

1) oksüdeerija (oksüdeerivad ained) ja redutseerija (redutseerijad) määramine - 1 punkt;
2) õigete koefitsientidega elektrooniline bilansiskeem - 1 punkt;
3) põhireaktsiooni võrrand kõigi koefitsientidega - 1 punkt.

Tulemus: 3 punkti ülesande nr 36 terviklahenduse eest.

Olen kindel, et saate aru, mis on elektroonilise tasakaalu meetodi idee. Saime põhimõtteliselt aru, kuidas näite C1 lahendus konstrueeritakse. Põhimõtteliselt pole kõik nii raske!

See võib olla üsna raske. Universaalseid retsepte võrrandite kirjutamiseks pole. Järgmises osas käsitleme seda küsimust üksikasjalikumalt ja vaatame keerukamaid näiteid.

Autoriõigus Repetitor2000.ru, 2000-2015

Liin UMK Kuznetsova. Keemia (10–11) (U)

Liin UMK Kuznetsova. Keemia (10–11) (B)

Liin UMK N. E. Kuznetsova. Keemia (10–11) (põhi)

Keemia ühtseks riigieksamiks ettevalmistamise korraldus: redoksreaktsioonid

Kuidas peaks töö korraldama klassiruumis, et õpilased saavutaksid eksamil häid tulemusi?

Materjal koostati veebiseminari “Ühtse keemia riigieksami ettevalmistamise korraldamine: redoksreaktsioonid” põhjal.

„Vaatame redoksreaktsioonidega seotud ülesannete edukaks täitmiseks ettevalmistuse korraldust. Kui vaadata spetsifikatsiooni ja demoversiooni, siis sellised reaktsioonid on otseselt seotud ülesannetega nr 10 ja nr 30, kuid see on kooli keemiakursuse võtmeteema. See puudutab mitmesuguseid küsimusi, mitmesuguseid kemikaalide omadusi. See on väga mahukas,” rõhutab veebiseminari saatejuht, pedagoogikateaduste kandidaat, õppevahendite autor Lidia Asanova.

Ülesanne nr 30, mis uurib redoksreaktsioone, on kõrge keerukusega ülesanne. Selle täitmise eest kõrgeima punktisumma (3) saamiseks peab õpilase vastus sisaldama:

oksüdeerivateks ja redutseerivateks aineteks olevate elementide oksüdatsiooniastme määramine;
oksüdeerija ja redutseerija (elemendid või ained);
oksüdatsiooni- ja redutseerimisprotsessid ning nende põhjal koostatud elektrooniline (elektronioonide) tasakaal;
reaktsioonivõrrandis puuduvate ainete määramine.

1. Eksamiks valmistumine peaks toimuma õppeaine õpetamise käigus ning ettevalmistust ei saa taandada ainult eksamitööga sarnaste ülesannete täitmise koolitusele. Selline “coaching” ei arenda mõtlemist ega süvenda mõistmist. Aga eksamiülesandes on muide kirjas, et vastuse muu sõnastus on lubatud ilma selle tähendust moonutamata. See tähendab, et loovalt ja mõistvalt lähenedes antud ülesande lahendusele, saate sooritamise eest kõrgeima hinde isegi siis, kui vastus on erinevalt sõnastatud.

2. Seal on loetelu teemadest ja mõistetest, mida koolilapsed ei tohiks üldse unustada. Nende hulgas:

reeglid aatomite oksüdatsiooniastmete määramiseks (lihtainetes on elementide oksüdatsiooniaste null, II-VII rühma elementide kõrgeim (maksimaalne) oksüdatsiooniaste on reeglina võrdne selle rühma arvuga, milles element asub perioodilisustabelis, metallide madalaim (minimaalne) oksüdatsiooniaste võrdub nulliga jne);
olulisemad oksüdeerivad ja redutseerivad ained ning ka asjaolu, et oksüdatsiooniprotsessiga kaasneb alati redutseerimisprotsess;
redoksduaalsus;
ORR-i tüübid (molekulidevahelised, intramolekulaarsed, korporatsioonireaktsioonid, disproportsioonireaktsioonid (eneseoksüdatsioon-iseredutseerimine)).

Näiteks:

"Kasutades elektronide tasakaalu meetodit, looge keemilise reaktsiooni võrrand:

N 2 O + KMnO 4 + … = NO 2 + … + K 2 SO 4 + H 2 O

Täpsustage oksüdeeriv aine ja redutseerija."

Probleemide lahendamise harjutamiseks tuuakse aga mitmesuguseid näiteid. Näiteks õpikus „Keemia. Edasijõudnute tase. 11. klass. Testid" on järgmised:

"Toetudes redoksprotsesside teooriale, märkige võimatute reaktsioonide skeemid.

SO 2 + H 2 S → S + H 2 O

S + H 2 SO 4 → SO 2 + H 2 O

S + H2SO4 → H2S + H2O

K 2 SO 3 + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + K 2 CrO 4 + H 2 O

KMnO 4 + HCl → Cl2 + MnCl 2 + KCl + H 2 O

I 2 + SO 2 + H 2 O → HIO 3 + H 2 SO 4

Põhjenda oma vastust. Teisenda võimalike protsesside diagrammid reaktsioonivõrranditeks. Määrake oksüdeeriv aine ja redutseerija"

Koostage reaktsioonivõrrandid vastavalt süsinikuaatomite oksüdatsiooniastmete muutumise skeemile: C 0 → C – 4 → C –4 → C +4 → C +2 → C –2.

“Ained on antud: süsinik, lämmastikoksiid (IV), vääveloksiid (IV), kaaliumhüdroksiidi vesilahus. Kirjutage võrrandid nelja võimaliku reaktsiooni jaoks nende ainete vahel, ilma reagentide paaride kordamiseta.

Kõik see võimaldab teil võimalikult põhjalikult uurida redoksreaktsioonide teemat ja töötada välja lahendusi mitmesugustele probleemidele.

*Alates 2017. aasta maist on ühendatud kirjastuskontsern "DROFA-VENTANA" osa korporatsioonist Russian Textbook. Korporatsiooni alla kuuluvad ka kirjastus Astrel ja digitaalne haridusplatvorm LECTA. Aleksandr Brõtškin, Venemaa Föderatsiooni valitsuse alluvuses oleva finantsakadeemia vilistlane, majandusteaduste kandidaat, kirjastuse DROFA uuenduslike projektide juht digihariduse valdkonnas (õpikute elektroonilised vormid, Vene elektrooniline kool, digitaalne haridusplatvorm LECTA) määrati peadirektoriks. Enne DROFA kirjastusega liitumist töötas ta kirjastusettevõtte EKSMO-AST strateegilise arendamise ja investeeringute asepresidendi ametikohal. Täna on kirjastusettevõttel "Vene õpik" suurim föderaalsesse nimekirja kantud õpikute portfell - 485 nimetust (ligikaudu 40%, välja arvatud erikoolide õpikud). Korporatsiooni kirjastustele kuuluvad vene koolide populaarseimad füüsika, joonistamise, bioloogia, keemia, tehnoloogia, geograafia, astronoomia õpikukomplektid – need on teadmised, mida on vaja riigi tootmispotentsiaali arendamiseks. Korporatsiooni portfooliosse kuuluvad põhikooliõpikud ja õppevahendid, mis pälvisid presidendipreemia haridusvaldkonnas. Need on õpikud ja käsiraamatud ainevaldkondades, mis on vajalikud Venemaa teadusliku, tehnilise ja tootmispotentsiaali arendamiseks.