Окислительно – восстановительные реакции

Окислительно – восстановительные реакции. Раева Анна Семеновна Учитель химии МОБУ СОШ № 24 имени С. И. Климакова, г. Якутск

Цели урока: Образовательная цель: Знать сущность степени окисления, окислительно-восстановительных процессов, происходящих с веществами, изменение окислительно-восстановительных свойств элементов в периодах и группах в ПСХЭ Д И. Менделеева, основные окислители и восстановители.

Уметь определять степени окисления элементов в простых и сложных веществах, различать понятия: степень окисления, валентность и заряд иона, составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса, определять окислительно-восстановительные свойства веществ, предсказывать продукты реакций, раскрывать сущность окислительно- восстановительных процессов. Уметь сравнивать, находить причинно-следственные связи, анализировать, делать выводы, работать с алгоритмами, наблюдать, работать в парах.

Воспитательная цель: Уметь слушать учителя и своих одноклассников, быть внимательным к себе и окружающим, оценивать себя и других, вести беседу.

Учитель: С окислительно-восстановительными реакциями связаны природные процессы обмена веществ, брожения, круговорота веществ в природе. Эти реакции можно наблюдать при сгорании топлива, в процессе коррозии металлов, при электролизе, выплавке металлов. ОВР – реакции, протекающие с изменением степени окисления элементов. Что такое степень окисления?

Ученик: Степень окисления – условный заряд атома в молекуле, вычислительный исходя из предположения, что все связи в соединении ионные (то есть электронные пары полностью смещены в сторону атомов с большей электроотрицательностью, а соединение нейтральное). Степень окисления может быть положительной, отрицательной, нулевой.

Учитель: Как можно определить степень окисления? Ученик: Правила определения степени окисления: В простом веществе элемент имеет нулевую степень окисления (К0,О20); Водород в соединениях (исключение –гидриды металлов NaH-1, CaH2-1 и др.) имеет степень окисления +1; Кислород в соединениях (исключение пероксиды [-1] и F2O[+2] имеет степень окисления -2; Степень окисления металлов в соединениях положительная и зависит от валентности, у щелочных металлов +1, у щелочноземельных металлов +2, у алюминия+3.

Ученик: Правила определения степени окисления: В простом веществе элемент имеет нулевую степень окисления (К0,О20); Водород в соединениях (исключение –гидриды металлов NaH-1, CaH2-1 и др.) имеет степень окисления +1; Кислород в соединениях (исключение пероксиды [-1] и F2O[+2] имеет степень окисления -2; Степень окисления металлов в соединениях положительная и зависит от валентности, у щелочных металлов +1, у щелочноземельных металлов +2, у алюминия+3.

В молекуле сумма степень окисления всех элементов равна нулю, в ионе алгебраическая сумма степеней окисления равна заряду иона. К2+1Mn(Х)O4-2 К2 +1Сr2 (х)O7-2 2(+1)+х+4(-1)=0 2(+1)+2х+7(-2)=0 Х=+6 х=+6 К2+1Mn+6O4-2 К2 +1Сr2+6O7-2

Задания на повторение: 1. Определите степени окисления всех атомов в соединениях: а) KNO2 д) H2SO4 б) KMnO4 ж) NH3 в) NaH з) H2S г) FeCL3 и) KCLO3

Учитель: ОВР – реакции, протекающие с изменением степени окисления элементов. Например, H +2S+6O4-2+Fe0 → Fe+2S+6O-24 + H02 2H + →H02 Fe0 → Fe+2

Задание: Среди перечисленных реакций укажите те реакции, которые являются окислительно- восстановительными. а) H2SO4+BaCl2→BaSO4 + 2HCL б) Pb(NO3)2+Zn→Zn(NO3)2 + Pb в) Pb(NO3)2 + 2HCL →PbCL2 + 2HNO3 г) 2H2S + 3O2→ 3S + 2H2O

Учитель: Окислительно – восстановительные реакции – это такие реакции, в которых одновременно протекают процессы окисления и восстановления . Окисление – процесс отдачи электронов атомами, молекулами или ионами. При окислении степень окисления увеличивается. Атомы, молекулы или ионы, которые отдают электроны, называются восстановителями. Н20 -2е = 2Н+1 Zn0 -2e = Zn+2

Восстановление – процесс присоединения электронов атомами, молекулами или ионами. Степень окисления при восстановлении уменьшается. Атомы, молекулы или ионы, которые принимают электроны, называются окислителями. Br2 0+2e =2Br-1 Zn+2+2e=Zn0

Окисление и восстановление – взаимосвязанные процессы. Число электронов, отданных окислителем в ОВР, всегда равно числу электронов, принятых восстановителем. При составлении ОВР используется метод электронного баланса. Метод основан на сравнении степеней окисления атомов в исходных веществах и продуктах реакции. Основное требование при составлении уравнений этим методом: число отданных электронов должно быть равно числу принятых электронов. Рассмотрим, как составляется электронный баланс, (алгоритм).

Метод электронного баланса. Метод электронного баланса. Пример: Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении химической реакции: AL +HCL → ALCL3 +H2 Определите окислитель и восстановитель.

Решение : Записать схему реакции, например: AL +HCL → ALCL3 +H2 Определите степени окисления элементов и найти элементы, которые изменяют степени окисления: AL0 +H+1CL-1 → AL+3CL3-1 +H20 3. Написать уравнение процессов окисления и восстановления обязательно учитывать количество атомов элементов, участвующих в процессах: АL0 -3e = AL+3 2H+1+2e=H20

Решение : 4. Уравнять число отданных и принятых электронов и определить коэффициенты при окислителе и восстановителе. АL0 -3e = AL+3 |2-процесс окисления АL 0 -восстановитель 2H+1+2e=H20 |3-процесс восстановления, H+1 – окислитель ----------------------------------------------------------------- 2 АL0+6Н+1 = 2 АL+3 +3Н20

Решение: 5. Перенести полученные коэффициенты с учетом числа атомов элементов, участвующих в процессах, в молекулярное уравнение и, используя закон сохранения массы, уравнять его. 2AL +6HCL → 2ALCL3 +3H2

Проверить число атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения: В левой части правой части 2 атома AL = 2 атома AL; 6 атомов Н = 6 атомов Н 6 атомов CL = 6 атомов CL

Вывод: реакция уравнена. Окисление всегда сопровождается восстановлением, восстановление окислением. Не бывает одного процесса без другого. ОВР – это единство двух противоположных процессов – окисления и восстановления.

Возникают трудности с определением числа электронов и типа процесса (т.е. +ē или – ē). Например, N +5 ? хē →N+2 Можно рекомендовать следующий прием: 5 – 2 = +3 Или алгебраическое уравнение, обозначив число электронов через х. электроны заряжены отрицательно, учтем это при составлении уравнения: +5 + (-х) = +2 +5 – 2 = х Х = 3 Надо принять 3 электрона. Записываем это: N +5 +3ē →N+2 окислитель (восстановитель).

Следующий пример: N -5 ? хē →N+3 -2 + (-х) = +3 -2 + (-3) = х Х = -5 N -2 -5ē →N+3 восстановитель (окисляется).

Задание для закрепления. Рассмотрите следующие примеры: а) S+6 →S0 в) S+6→S-2 б) S+4→S-2 г) S+4→S+6 Укажите окислитель и восстановитель в следующих реакциях. а) N2 + O2 →2NO б) 2 F2 + 7O2 →2 F2O7 в) Fe + S → FeS г) S + O2 → SO2 д) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO↑ + H2O ж) Mg + H2SO4→Mg SO4+ H2S ↑+ H2O  

Домашнее задание: Расставьте коэффициенты c помощью электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель в следующих реакциях: a) К + HCL→HCL + H2 б) N2+O2 →N2O3 в) Zn + H2SO4→ Zn SO4+ S↓ + H2O г) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO2↑ + H2O  

Литература: М.Ю. Горковенко, Поурочные разработки по химии. 8 класс. Москва «Вако» 2004г. стр.57-58, 140. В.Н. Доронькин, А.Г.Бережная, Т.В. Сажнева, В.А. Февралева. Тематические тесты для подготовки к ЕГЭ. Легион Ростов – на - Дону 2012г.. стр. 4-12. В.Е.Морозов, Сборник элективных курсов. Химия 10-11 классы. Волгоград : Учитель, 2007г. Г.Е. Рудзитис, Ф.Г.Фельдман. Химия 9 класс. Издательство «Просвещение», 2008г. стр.17-19