Rezolvarea sarcinii C1 în chimie. C1-chimie

Cum se rezolvă problemele C1 (36) la examenul unificat de stat în chimie. Partea a II-a

Continuăm să discutăm probleme de tip C1 (N 36), pe care le puteți întâlni la examenul de stat unificat în chimie. În prima parte, ne-am amintit ce este o stare de oxidare, am vorbit despre ORR, am schițat algoritmul general pentru rezolvarea problemei 36 și am analizat câteva exemple simple.

În a doua parte ne vom ocupa de reacții mai complexe.

Al patrulea pas: continuăm să stăpânim metoda echilibrului electronic. Considerăm cazuri complexe ale problemei C1

Exemplul 6. Aranjați coeficienții în ecuația de reacție

Br2 + Ca(OH)2 = CaBr2 + Ca(BrO3)2 + H2O

metoda echilibrului electronic.

Soluţie. În mod tradițional, stabiliți singur stările de oxidare. Este interesant că în acest caz starea de oxidare se schimbă doar pentru un element - bromul.

În prima parte a articolului am întâlnit deja o situație similară. Bromul în această reacție este atât un agent de oxidare (starea de oxidare scade de la 0 la -1), cât și un agent reducător (starea de oxidare crește de la 0 la +5). Iată un exemplu tipic reacții de disproporționare.

Faptul că bromul îndeplinește două funcții simultan nu schimbă nimic în algoritmul nostru. Să scriem semireacțiile de oxidare și reducere:

Permiteți-mi să vă reamintesc încă o dată că molecula de brom nu poate fi „ruptă” în bucăți. Scriem exact Br 2 (0), nu Br(0).

Să „înmulțim” prima jumătate de reacție cu 1, iar a doua cu 5.

Transferăm coeficienții obținuți în ecuația de reacție: înaintea formulei Ca(BrO 3) 2 nu schimbăm nimic (coeficientul 1), iar înaintea formulei bromurii de calciu din partea dreaptă punem numărul 5.

Br2 + Ca(OH)2 = 5CaBr2 + Ca(BrO3)2 + H2O

Ce ar trebui să puneți în fața formulei Br 2: 5 sau 1? Nici una, nici alta! Trebuie să luăm în considerare atât acei atomi de brom care sunt oxidați, cât și cei care sunt redusi: 5 + 1 = 6.

6Br2 + Ca(OH)2 = 5CaBr2 + Ca(BrO3)2 + H2O

Egalăm numărul de atomi de calciu, punem numărul 6 în fața formulei Ca(OH) 2 în partea stângă:

6Br2 + 6Ca(OH)2 = 5CaBr2 + Ca(BrO3)2 + H2O.

Atingerea finală: coeficientul 6 în fața formulei apei din partea dreaptă a ecuației:

6Br2 + 6Ca(OH)2 = 5CaBr2 + Ca(BrO3)2 + 6H2O.

Exemplul 7. (ușoară modificare a problemei anterioare). Aranjați coeficienții în ecuația p-țiune

Br2 + NaOH = NaBr + NaBrO3 + H2O.

Soluţie. Ecuația de reacție este ca două picături de apă similară cu ecuația din exemplul 6. Aceeași interacțiune a bromului cu o soluție alcalină fierbinte, se ia doar hidroxid de sodiu în loc de hidroxid de calciu.

Nu voi intra în detalii. Este clar că aceasta este din nou o reacție de disproporționare, este clar că bromul este atât un agent oxidant, cât și un agent reducător. Mai mult decât atât, ecuațiile semireacției vor repeta exact ceea ce a fost în exemplul 6. Chiar și coeficienții (1 și 5) sunt aceiași. Sunt sigur că poți verifica toate astea singur.

Voi începe imediat cu etapa finală. Acesta este ceea ce ar trebui să obțineți:

6Br2 + 12NaOH = 10NaBr + 2NaBrO3 + 6H2O.

S-ar părea că totul este bine. Verificarea arată că numărul de atomi de brom, sodiu, oxigen și hidrogen din partea stângă și dreaptă a ecuației este același. Toate? Pot să pun capăt?

Cel mai trist lucru este că mulți oameni chiar cred că ecuația este scrisă perfect. Nepăsare enervantă! Vă rugăm să rețineți: toți coeficienții din ecuația de reacție pot fi împărțiți la doi. Dacă nu se face acest lucru, scorul nostru pentru sarcina C1 va fi redus cu 1 punct.

Iată varianta corectă:

3Br2 + 6NaOH = 5NaBr + NaBrO3 + 3H2O.

Vă rugăm să fiți atenți! Nu lăsați astfel de lucruri să vă scadă ratingul.

Exemplul 8

Cu2S + HNO3 = Cu(NO3)2 + H2SO4 + NO2 + H2O.

Soluţie. Ecuația este lungă, va trebui să munciți din greu cu aranjarea stărilor de oxidare. Vă dau un mic indiciu: starea de oxidare a sulfului în Cu 2 S este +1.

Ei bine, să căutăm un agent oxidant și un agent reducător. Da, iată-le: N (starea de oxidare scade de la +5 la +4) și S (crește de la -2 la +6). Ura!

Nu, prieteni, este prea devreme să ne bucurăm. Vă rugăm să rețineți: și starea de oxidare a cuprului se schimbă de la +1 la +2, prin urmare, cuprul este și un agent reducător (de asemenea oxidat).

"Doi restauratori? Este un fel de greșeală?" - întrebi tu.

Nu, nu există nicio eroare. Poate că această situație nu este foarte tipică pentru sarcina C1, dar, în principiu, nu este nimic criminal aici. Nimeni nu a susținut vreodată că o ecuație de reacție poate avea doar un agent oxidant și un agent reducător.

„Dar cum rămâne cu balanța electronilor?” „Vrem să comparăm numărul de electroni acceptați de azot cu numărul de electroni donați de atomii de cupru sau de sulf?”

Ambele variante sunt incorecte! Nu cuprul, nu sulful, ci „molecula” sulfurei de cupru (I) trebuie luată în considerare în ecuația semireacției de oxidare. Atomul de sulf pierde 8 electroni, iar fiecare atom de cupru pierde un electron. Rezultat: 10 electroni per moleculă de Cu 2 S.

Scriem semireacțiile de oxidare și reducere:

Să „înmulțim” prima jumătate de reacție (total) cu 1, iar a doua cu 10. Rezultat: în ecuația reacției, nimic nu se schimbă înainte de formula sulfurei de cupru (coeficient 1), dar un coeficient de 10 apare înaintea NO 2 Nu vă grăbiți să puneți numărul 10 în fața HNO 3 în partea stângă. Nu toți atomii de azot și-au schimbat starea de oxidare!

Cu2S + HNO3 = Cu(NO3)2 + H2SO4 + 10NO2 + H2O.

Egalăm numărul de atomi de cupru (coeficientul 2 înainte de formula Cu(NO 3) 2). Și abia acum, după ce am găsit numărul total de atomi de azot pe partea dreaptă (10 + 4 = 14), putem pune în siguranță numărul 14 în fața formulei acidului azotic:

Cu2S + 14HNO3 = 2Cu(NO3)2 + H2SO4 + 10NO2 + H2O.

Rămâne să schimbăm coeficientul în fața apei; Având în vedere că numărul de atomi de hidrogen din partea stângă este de 14, acest lucru nu este dificil de făcut:

Cu2S + 14HNO3 = 2Cu(NO3)2 + H2SO4 + 10NO2 + 6H2O.

Deci, am analizat un exemplu de problemă N36 care implică două elemente - agenți reducători. Vă atrag atenția asupra următoarelor puncte:

• 1) aveți grijă când căutați un agent oxidant și un agent reducător, pot fi mai mulți dintre ele;
• 2) în cazul mai multor agenţi reducători (sau oxidanţi) în balanţa electronilor, este necesar să se ţină cont de numărul TOTAL de electroni daţi (sau acceptaţi);
• 3) algoritmul general rămâne practic neschimbat chiar și în acest caz.

Exemplul 9. Folosind metoda echilibrului electronic, plasați coeficienții în ecuația de reacție

FeS 2 + O 2 = Fe 2 O 3 + SO 2.

Soluţie. Reacția de ardere a piritei, populară în sarcinile de examen, este, de asemenea, un exemplu de ORR, în care sunt implicați 2 agenți reducători: starea de oxidare a fierului crește de la +2 la +3, iar starea de oxidare a sulfului - de la -1 la + 4. Agentul de oxidare, desigur, este oxigenul.

Încercați să rezolvați singur această problemă, folosind exemplul 8 ca model. Nu uitați că „molecula” de pirită trebuie considerată ca un întreg.

Molecula de O2 „parte” cu patru electroni, FeS2 adaugă 11 electroni.

Există o subtilitate: există doi atomi de fier în molecula de Fe 2 O 3, așa că în semireacția de oxidare va trebui să luați în considerare DOUĂ molecule de pirit. Pentru 2 unități de FeS 2 nu veți mai avea nevoie de 11 electroni, ci de 22!

Ecuația finală:

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2.

Vă sfătuiesc să vă amintiți nu numai principiul rezolvării acestei probleme, ci și ecuația reacției în sine. Sarcinile C1 implică adesea prăjirea sulfurilor (fier, cupru etc.)

Să luăm în considerare un proces care implică compuși organici.

Exemplul 10. Folosind metoda echilibrului electronic, plasați coeficienții în ecuația de reacție

C2H5OH + K2Cr2O7 + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + K2SO4 + CH3COOH + H2O.

Soluţie. Ce se schimbă de fapt în algoritmul nostru odată cu apariția materiei organice? Nimic! Aceleași stări de oxidare, definiție agent oxidant și agent reducător, două semireacții.

Singura problemă este că este puțin mai dificil să atribui stări de oxidare în substanțele organice decât în ​​cele anorganice. Dacă ați uitat cum să faceți acest lucru, consultați secțiunea cărții de referință „Stări de oxidare”.

În acest caz, ar trebui să obțineți următoarele: C -3 H 3 C -1 H 2 OH și C -3 H 3 C +3 OOH. Vă rugăm să rețineți: moleculele de etanol și acid acetic conțin atomi de carbon cu diferite stări de oxidare. Unul dintre atomii de C nu schimbă starea de oxidare (-3), celălalt acceptă 4 electroni (mărește starea de oxidare de la -1 la +3).

Este clar că carbonul acționează ca agent reducător, iar cromul este agentul de oxidare în acest proces (schimbarea stării de oxidare de la +6 la +3).

Scriem ecuațiile celor două semireacții. Desigur, în semireacția de oxidare este luat în considerare doar C(-1), deoarece C(-3) rămâne neschimbat.

Coeficienții corespunzători sunt 3 și 2.

Transferăm coeficienții obținuți în ecuația de reacție: înainte de formulele C 2 H 5 OH și CH 3 COOH punem numărul 3, înainte de formulele de bicromat de potasiu și sulfat de crom (III) - coeficient. 2:

3C 2 H 5 OH + 2K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 = 2Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 3CH 3 COOH + H 2 O.

Numărul total de atomi de potasiu din partea stângă nu corespunde cu numărul acelorași atomi din partea dreaptă. Rezolvăm această problemă punând un factor de 2 în fața formulei sulfatului de potasiu:

3C 2 H 5 OH + 2K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 = 2Cr 2 (SO 4) 3 + 2K 2 SO 4 + 3CH 3 COOH + H 2 O.

Vedem că numărul de atomi de sulf din dreapta este opt, prin urmare, numărul 8 ar trebui plasat și în stânga înainte de formula acidului sulfuric:

3C 2 H 5 OH + 2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4 = 2Cr 2 (SO 4) 3 + 2K 2 SO 4 + 3CH 3 COOH + H 2 O.

Acum numărăm foarte atent numărul de atomi de hidrogen din partea stângă. Ar trebui să obțineți 34. În partea dreaptă sunt 12 atomi de hidrogen în 3 molecule de acid acetic. 34 - 12 = 22, înainte de formula apei punem coeficientul 11.

Totuși, de ce explic toate acestea atât de detaliat? Cred că ați rezolvat deja întregul proces până la automatizare. Iată răspunsul final:

3C 2 H 5 OH + 2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4 = 2Cr 2 (SO 4) 3 + 2K 2 SO 4 + 3CH 3 COOH + 11H 2 O.

După părerea mea, am stăpânit perfect metoda echilibrului electronic. Sunt sigur că nu ni se va oferi nimic mai complicat decât exemplele 8 - 10 despre adevăratul examen de stat unificat în chimie.

Îți mai dau câteva sarcini pentru munca independenta. Asigurați-vă că le faceți!

Exemplul 11. Folosind metoda echilibrului electronic, plasați coeficienții în ecuațiile următoarelor reacții:

Ag + HNO3 = AgNO3 + NO + H2O,

Mg + HNO3 = Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O,

NaBr + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + Br 2 + SO 2 + H 2 O,

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 + HCOH = CO 2 + K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + H 2 O,

Ca 2 S 3 + HNO 3 = H 3 AsO 4 + H 2 SO 4 + NO 2 + H 2 O,

KMnO4 + HCI = KCI + MnCl2 + CI2 + H2O.

E timpul să treci mai departe. În față sunt sarcinile C1 de mult promise cu ecuații de reacție incomplete. Dar mai întâi va trebui să ne amintim agenții oxidanți și reducători tipici și să luăm în considerare produsele transformărilor lor. Să vorbim despre permanganați, dicromați, acid azotic etc.

Rezolvarea problemei C1 (36) la examenul unificat de stat la chimie. Partea a III-a.

Dacă vă pregătiți pentru examenul de stat unificat în chimie, ați putea fi interesat de următoarele materiale:

Copyright Repetitor2000.ru, 2000-2015

Continuăm să discutăm despre soluția problemei de tip C1 (Nr. 30), care cu siguranță va fi întâlnită de toți cei care vor susține Examenul Unificat de Stat la chimie. În prima parte a articolului am schițat algoritmul general de rezolvare a problemei 30, în a doua parte am examinat câteva exemple destul de complexe.

Începem a treia parte cu o discuție despre agenții oxidanți și reducători tipici și transformările acestora în diferite medii.

Al cincilea pas: discutăm despre OVR tipice care pot apărea în sarcina nr. 30

Aș dori să reamintesc câteva puncte legate de conceptul de stare de oxidare. Am observat deja că o stare constantă de oxidare este caracteristică doar unui număr relativ mic de elemente (fluor, oxigen, metale alcaline și alcalino-pământoase etc.). Majoritatea elementelor pot prezenta diferite stări de oxidare. De exemplu, pentru clor toate stările sunt posibile de la -1 la +7, deși valorile impare sunt cele mai stabile. Azotul prezintă stări de oxidare de la -3 la +5 etc.

Există două reguli importante de reținut clar.

1. Cea mai mare stare de oxidare a unui element nemetal coincide în majoritatea cazurilor cu numărul grupului în care se află elementul, iar cea mai scăzută stare de oxidare = numărul grupului - 8.

De exemplu, clorul se află în grupa VII, prin urmare, cea mai mare stare de oxidare = +7 și cea mai scăzută - 7 - 8 = -1. Seleniul este în grupa VI. Cea mai mare stare de oxidare = +6, cea mai scăzută - (-2). Siliciul este situat în grupa IV; valorile corespunzătoare sunt +4 și -4.

Amintiți-vă că există excepții de la această regulă: cea mai mare stare de oxidare a oxigenului = +2 (și chiar și aceasta apare doar în fluorura de oxigen) și cea mai mare stare de oxidare a fluorului = 0 (într-o substanță simplă)!

2. Metalele nu sunt capabile să prezinte stări negative de oxidare. Acest lucru este destul de semnificativ având în vedere că mai mult de 70% elemente chimice se referă în special la metale.

Și acum întrebarea: „Poate Mn(+7) să acționeze ca agent reducător în reacțiile chimice?” Fă-ți timp, încearcă să răspunzi singur.

Răspuns corect: „Nu, nu se poate!” Este foarte ușor de explicat. Aruncă o privire la poziția acestui element în tabelul periodic. Mn este în grupa VII, prin urmare starea sa de oxidare ÎNALTĂ este +7. Dacă Mn(+7) ar acționa ca agent reducător, starea sa de oxidare ar crește (rețineți definiția agentului reducător!), dar acest lucru este imposibil, deoarece are deja o valoare maximă. Concluzie: Mn(+7) poate fi doar un agent oxidant.

Din același motiv, NUMAI proprietăți OXIDANTE pot fi prezentate de S(+6), N(+5), Cr(+6), V(+5), Pb(+4), etc. Uitați-vă la poziția a acestor elemente în tabel periodic si vezi singur.

Și o altă întrebare: „Poate Se(-2) să acționeze ca un agent oxidant în reacțiile chimice?”

Și iarăși răspunsul este negativ. Probabil ai ghicit deja ce se întâmplă aici. Seleniul este în grupa VI, starea sa de oxidare CEA MAI JOSĂ este -2. Se(-2) nu poate obține electroni, adică nu poate fi un agent de oxidare. Dacă Se(-2) participă la ORR, atunci doar în rolul de REDUCTOR.

Dintr-un motiv similar, SINGURUL AGENT REDUCTOR poate fi N(-3), P(-3), S(-2), Te(-2), I(-1), Br(-1), etc.

Concluzia finală: un element în starea cea mai scăzută de oxidare poate acționa în ORR doar ca agent reducător, iar un element cu cea mai mare stare de oxidare poate acționa doar ca agent de oxidare.

„Dar dacă elementul are o stare intermediară de oxidare?” - întrebi tu. Ei bine, atunci atât oxidarea cât și reducerea ei sunt posibile. De exemplu, sulful este oxidat într-o reacție cu oxigenul și redus într-o reacție cu sodiul.

Este probabil logic să presupunem că fiecare element în starea cea mai ridicată de oxidare va fi un agent oxidant pronunțat, iar în cel mai scăzut - un agent reducător puternic. În cele mai multe cazuri, acest lucru este adevărat. De exemplu, toți compușii Mn(+7), Cr(+6), N(+5) pot fi clasificați ca agenți oxidanți puternici. Dar, de exemplu, P(+5) și C(+4) sunt restaurate cu dificultate. Și este aproape imposibil să forțezi Ca(+2) sau Na(+1) să acționeze ca un agent oxidant, deși, formal vorbind, +2 și +1 sunt, de asemenea, cele mai înalte stări de oxidare.

Dimpotrivă, mulți compuși ai clorului (+1) sunt agenți oxidanți puternici, deși starea de oxidare +1 în acest caz este departe de cea mai mare.

F(-1) și Cl(-1) sunt agenți reducători răi, în timp ce analogii lor (Br(-1) și I(-1)) sunt buni. Oxigenul în cea mai scăzută stare de oxidare (-2) nu prezintă practic proprietăți reducătoare, iar Te(-2) este un agent reducător puternic.

Vedem că totul nu este atât de evident pe cât ne-am dori. În unele cazuri, capacitatea de a oxida și de a reduce poate fi prevăzută cu ușurință în alte cazuri, trebuie doar să vă amintiți că substanța X este, să zicem, un bun oxidant;

Se pare că am ajuns în sfârșit pe lista agenților oxidanți și reducători tipici. Mi-aș dori să nu „memorați” doar aceste formule (deși ar fi bine!), ci și să puteți explica de ce aceasta sau acea substanță este inclusă în lista corespunzătoare.

Agenți oxidanți tipici

1. Substanțe simple - nemetale: F 2, O 2, O 3, Cl 2, Br 2.
2. Acid sulfuric concentrat (H 2 SO 4), acid azotic (HNO 3) în orice concentrație, acid hipocloros (HClO), acid percloric (HClO 4).
3. Permanganat de potasiu și manganat de potasiu (KMnO 4 și K 2 MnO 4), cromați și dicromați (K 2 CrO 4 și K 2 Cr 2 O 7), bismutați (de exemplu NaBiO 3).
4. Oxizi de crom (VI), bismut (V), plumb (IV), mangan (IV).
5. Hipocloriți (NaClO), clorați (NaCl03) și perclorați (NaCl04); nitrați (KNO 3).
6. Peroxizi, superoxizi, ozonide, peroxizi organici, peroxoacizi, toate celelalte substanțe care conțin gruparea -O-O- (de exemplu, peroxid de hidrogen - H 2 O 2, peroxid de sodiu - Na 2 O 2, superoxid de potasiu - KO 2).
7. Ioni metalici situati pe partea dreapta a seriei de tensiune: Au 3+, Ag +.

Agenți reducători tipici

1. Substanțe simple - metale: alcaline și alcalino-pământoase, Mg, Al, Zn, Sn.
2. Substanțe simple - nemetale: H 2, C.
3. Hidruri metalice: LiH, CaH 2, hidrură de litiu aluminiu (LiAlH 4), borohidrură de sodiu (NaBH 4).
4. Hidruri ale unor nemetale: HI, HBr, H 2 S, H 2 Se, H 2 Te, PH 3, silani și borani.
5. Ioduri, bromuri, sulfuri, seleniduri, fosfuri, nitruri, carburi, nitriți, hipofosfiți, sulfiți.
6. Monoxid de carbon (CO).

Aș dori să subliniez câteva puncte:

1. Nu mi-am propus obiectivul de a enumera toți agenții oxidanți și reducători. Acest lucru este imposibil și nu este necesar.
2. Aceeași substanță poate acționa ca agent oxidant într-un proces și ca agent oxidant în altul.
3. Nimeni nu poate garanta că veți întâlni cu siguranță una dintre aceste substanțe în problema examenului C1, dar probabilitatea ca aceasta este foarte mare.
4. Important nu este memorarea mecanică a formulelor, ci ÎNȚELEGEREA. Încercați să vă testați: scrieți substanțele din cele două liste amestecate împreună și apoi încercați să le separați independent în agenți oxidanți și reductori tipici. Folosiți aceleași considerații pe care le-am discutat la începutul acestui articol.

Și acum unul mic test. Vă voi oferi mai multe ecuații incomplete și veți încerca să găsiți agentul oxidant și agentul reducător. Nu este necesar să adăugați părțile din dreapta ecuațiilor încă.

Exemplul 12. Determinați agentul oxidant și agentul reducător în ORR:

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 = ...

Cred că ai îndeplinit această sarcină fără dificultate. Dacă aveți probleme, citiți din nou începutul acestui articol, lucrați la lista agenților oxidanți tipici.

„Totul este minunat!” va exclama cititorul nerăbdător „Dar unde sunt problemele promise C1 cu ecuații incomplete, în exemplul 12 am putut determina agentul oxidant și agentul oxidant, dar nu este principalul lucru. Principalul lucru este să putem COMPLETA ecuația de reacție și ne poate ajuta o listă de agenți oxidanți în acest sens?"

Da, se poate, dacă înțelegeți ce se întâmplă cu agenții oxidanți tipici în diferite condiții. Este exact ceea ce vom face acum.

Al șaselea pas: transformări ale unor agenţi oxidanţi în diferite medii. „Soarta” permanganaților, cromaților, acizilor azotic și sulfuric

Așadar, nu trebuie doar să fim capabili să recunoaștem agenții oxidanți tipici, ci și să înțelegem în ce se transformă aceste substanțe în timpul reacției redox. Evident, fără această înțelegere nu vom putea rezolva corect problema 30. Situația este complicată de faptul că produsele interacțiunii nu pot fi indicate UNIC. Nu are sens să întrebi: „În ce se va transforma permanganatul de potasiu în timpul procesului de reducere?” Totul depinde de multe motive. În cazul KMnO 4, principala este aciditatea (pH) a mediului. În principiu, natura produselor de recuperare poate depinde de:

1. agent reducător utilizat în timpul procesului,
2. aciditatea mediului,
3. concentrațiile participanților la reacție,
4. temperatura procesului.

Nu vom vorbi acum despre influența concentrației și a temperaturii (deși tinerii chimiști curioși își pot aminti că, de exemplu, clorul și bromul interacționează diferit cu o soluție apoasă de alcali la rece și la încălzire). Să ne concentrăm pe pH-ul mediului și puterea agentului reducător.

Informațiile de mai jos sunt pur și simplu ceva de reținut. Nu este nevoie să încerci să analizezi cauzele, doar ȚINE minte produsele de reacție. Vă asigur că acest lucru vă poate fi util la Examenul Unificat de Stat în Chimie.

Produse de reducere a permanganatului de potasiu (KMnO 4) în diverse medii

Exemplul 13. Completați ecuațiile reacțiilor redox:

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 = ...

Soluţie. Ghidați de lista agenților oxidanți și reducători tipici, ajungem la concluzia că agentul de oxidare în toate aceste reacții este permanganatul de potasiu, iar agentul reducător este sulfitul de potasiu.

H2SO4, H2O şi KOH determină natura soluţiei. În primul caz, reacția are loc într-un mediu acid, în al doilea - într-un mediu neutru, în al treilea - într-un mediu alcalin.

Concluzie: în primul caz, permanganatul se va reduce la sare Mn(II), în al doilea - la dioxid de mangan, în al treilea - la manganat de potasiu. Să adăugăm ecuațiile de reacție:

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 + ...

În ce se va transforma sulfitul de potasiu? Ei bine, firesc, în sulfat. Este evident că K din compoziția K 2 SO 3 pur și simplu nu are unde să se oxideze în continuare, oxidarea oxigenului este extrem de puțin probabilă (deși, în principiu, este posibilă), dar S(+4) se transformă ușor în S(+6). ). Produsul de oxidare este K 2 SO 4, puteți adăuga această formulă la ecuații:

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 + ...

Ecuațiile noastre sunt aproape gata. Rămâne doar să adăugați substanțe care nu sunt direct implicate în OVR și să stabiliți coeficienții. Apropo, dacă porniți de la al doilea punct, poate fi și mai ușor. Să construim, de exemplu, o balanță electronică pentru ultima reacție

Punem coeficientul 2 in fata formulelor KMnO 4 si K 2 MnO 4; înainte de formulele de sulfit și sulfat de potasiu ne referim la coeficient. 1:

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

În dreapta vedem 6 atomi de potasiu, în stânga - până acum doar 5. Trebuie să corectăm situația; pune coeficientul 2 în fața formulei KOH:

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

Atingerea finală: în partea stângă vedem atomi de hidrogen, în dreapta nu există niciunul. Evident, trebuie să găsim urgent o substanță care să conțină hidrogen în starea de oxidare +1. Hai să luăm apă!

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

Să verificăm din nou ecuația. Da, totul este grozav!

„Un film interesant!”, va observa tânărul chimist vigilent „De ce ai adăugat apă la ultimul pas, dacă vreau să adaug apă oxigenată sau doar hidrură de potasiu sau H2S? adaugă-l sau pur și simplu ai avut chef?”

Ei bine, hai să ne dăm seama. Ei bine, în primul rând, în mod natural nu avem dreptul de a adăuga substanțe în ecuația reacției după bunul plac. Reacția merge exact așa cum merge; după cum a ordonat natura. Gusturile și antipatiile noastre nu pot influența cursul procesului. Putem încerca să modificăm condițiile de reacție (creșterea temperaturii, adăugarea unui catalizator, modificarea presiunii), dar dacă sunt date condițiile de reacție, rezultatul acesteia nu mai poate depinde de voința noastră. Astfel, formula apei din ecuația ultimei reacții nu este dorința mea, ci un fapt.

În al doilea rând, poți încerca să egalezi reacția în cazurile în care substanțele pe care le-ai enumerat sunt prezente în loc de apă. Vă asigur: în niciun caz nu veți putea face asta.

În al treilea rând, opțiunile cu H 2 O 2, H 2, KH sau H 2 S sunt pur și simplu inacceptabile în acest caz dintr-un motiv sau altul. De exemplu, în primul caz se schimbă starea de oxidare a oxigenului, în al doilea și al treilea - a hidrogenului și am convenit că starea de oxidare se va schimba numai pentru Mn și S. În al patrulea caz, sulful a acționat în general ca un agent oxidant. , și am fost de acord că S - agent reducător. În plus, hidrura de potasiu este puțin probabil să „supraviețuiască” în mediu acvatic(și permiteți-mi să vă reamintesc, reacția are loc într-o soluție apoasă), iar H 2 S (chiar dacă s-a format această substanță) va intra inevitabil într-o soluție cu KOH. După cum puteți vedea, cunoștințele de chimie ne permit să respingem aceste substanțe.

— Dar de ce apă? - întrebi tu.

Da, pentru că, de exemplu, în acest proces (ca și în multe altele) apa acționează ca solvent. Pentru că, de exemplu, dacă analizezi toate reacțiile pe care le-ai scris în 4 ani de studii la chimie, vei descoperi că H 2 O apare în aproape jumătate din ecuații. Apa este, în general, un compus destul de „popular” în chimie.

Vă rugăm să înțelegeți că nu spun că de fiecare dată când în problema 30 trebuie să „trimiteți hidrogen undeva” sau „luați oxigen de undeva”, trebuie să luați apă. Dar aceasta ar fi probabil prima substanță la care să te gândești.

O logică similară este utilizată pentru ecuațiile de reacție în medii acide și neutre. În primul caz, trebuie să adăugați formula de apă în partea dreaptă, în al doilea - hidroxid de potasiu:

KMnO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 3 = MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O,
KMnO4 + H2O + K2SO3 = MnO2 + K2SO4 + KOH.

Dispunerea coeficienților nu ar trebui să provoace nici cea mai mică dificultate pentru tinerii chimiști experimentați. Raspuns final:

2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 + 5K 2 SO 3 = 2MnSO 4 + 6K 2 SO 4 + 3H 2 O,
2KMnO 4 + H 2 O + 3K 2 SO 3 = 2MnO 2 + 3K 2 SO 4 + 2KOH.

În partea următoare vom vorbi despre produșii de reducere ai cromaților și dicromaților, acizilor azotic și sulfuric.

C1-chimie

Chimia moleculelor cu un singur carbon- (C1-chimie) o secțiune de chimie care studiază diferite clase de substanțe ale căror molecule conțin doar un atom de carbon.

Ca ramură separată a cunoașterii, chimia C1 apare odată cu dezvoltarea unor tehnologii promițătoare pentru producerea de materii prime care conțin carbon, care sunt o alternativă la produsele petroliere în anticiparea epuizării rezervelor naturale de petrol.

Principalele probleme abordate în chimia C1 sunt bazele teoretice ale reacțiilor care implică substanțe precum:

Lucrările lui N.D. au jucat un rol major în dezvoltarea chimiei moleculelor cu un singur carbon. Zelinsky, B.A. Kazansky, A.N. Bashkirova, B.N. Dolgova, V.M. Karzhavina, I.B. Rapoport, D.M. Rudkovsky, Ya.T. Eidusa, A.Yu. Aliyev și studenții lor.

Fundația Wikimedia.

2010.

Vedeți ce înseamnă „C1-chimie” în alte dicționare:

Chimia solului este o ramură a științei solului care studiază baza chimică a formării solului și fertilitatea solului. Baza pentru rezolvarea acestor probleme este studiul compoziției, proprietăților solurilor și proceselor care au loc în sol pe ion-molecular și... ... Wikipedia

- (chimie C1) o secțiune de chimie care studiază diferite clase de substanțe ale căror molecule conțin doar un atom de carbon. Ca ramură separată a cunoașterii, chimia C1 apare odată cu dezvoltarea unor tehnologii promițătoare pentru producerea de materii prime care conțin carbon,... ... Wikipedia

- (greacă chymeia, din suc de chymos). O ramură a științelor naturii care studiază natura și proprietățile corpurilor simple, influența parțială a acestor corpuri unul asupra celuilalt și compușii rezultați din această influență. Dicționar de cuvinte străine incluse în rusă... ... Dicționar de cuvinte străine ale limbii ruse

CHIMIE- CHIMIA, știința substanțelor, transformările lor, interacțiunile și fenomenele care au loc în timpul acestui proces. Clarificarea conceptelor de bază cu care operează X, cum ar fi atom, moleculă, element, corp simplu, reacție etc., doctrina moleculară, atomică și... ... Marea Enciclopedie Medicală

- – o secțiune de chimie fizică, care implică studiul fizic și structura chimica, structura, compozitia, fizica si proprietăți chimice substanțe pe bază de siliciu, combinate cu oxigen și alte elemente cu 90%... ... Wikipedia

- „Chimie și viață secolul XXI” Specializarea: populară știință Frecvență: lunară Limba: rusă Editura: editura „Science” (1965-1996) firma „Chimie și viață” (din 1997) ... Wikipedia

- „Chimie și viață în secolul XXI” 200px Specializarea: știință populară Frecvența publicării: lunar Limba: rusă Editura (țara): (... Wikipedia

Chimia în stare solidă este o ramură a chimiei care studiază diverse aspecte ale substanțelor în fază solidă, în special, sinteza, structura, proprietățile, aplicațiile lor etc. Obiectele sale de studiu sunt cristaline și amorfe, anorganice și organice... ... Wikipedia

- (posibil din grecescul Chemia Chemiya, unul dintre nume antice Egipt), o știință care studiază transformările substanțelor însoțite de modificări ale compoziției și (sau) structurii acestora. Procese chimice (obținerea metalelor din minereuri, vopsirea țesăturilor, îmbrăcarea pieilor și... ... Dicţionar enciclopedic mare

CHIMIA, ramură a științei care studiază proprietățile, compoziția și structura substanțelor și interacțiunea lor între ele. În prezent, chimia este un domeniu larg de cunoștințe și este împărțit în primul rând în chimie organică și anorganică.... ... Dicționar enciclopedic științific și tehnic

Cărți

• Chimie. Ghid de ajutor, . Cartea de referință conține cele mai importante informații despre principalele secțiuni ale chimiei. Datorită amenajării cu succes a materialului, acesta conține o cantitate foarte mare de informații - concepte de bază, legi și metode...

Am întocmit o listă de agenți oxidanți și reducători tipici.

În partea a IV-a vom continua să discutăm despre transformările agenților oxidanți tipici în diferite medii. Mai sus am vorbit despre permanganat de potasiu. Urmează cromații și dicromații, acizii sulfuric și azotic.

Al șaselea pas: transformări ale unor agenți oxidanți în diferite medii (continuare)

Să începem cu compușii de crom (+6). Multe dintre ele sunt agenți oxidanți puternici. Exemplele includ substanțe precum CrO3, K2CrO4, K2Cr2O7.

Să notăm unul punct important. Bicromații sunt stabili într-un mediu acid, iar cromații sunt stabili într-un mediu alcalin. Când se adaugă un acid la o soluție de K 2 CrO 4, cromatul de potasiu este transformat în dicromat atunci când soluția de K 2 Cr 2 O 7 este alcalinizată, are loc procesul invers:

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O,

K2Cr2O7 + 2KOH = 2K2CrO4 + H2O.

Aceste reacții nu sunt reacții redox (ai grijă de asta!), dar sunt foarte importante pentru înțelegerea unora dintre caracteristicile chimiei cromului (VI).

Produse de reducere a compușilor Cr(+6) în diverse medii

În unele manuale puteți găsi afirmații conform cărora într-un mediu alcalin, cromul este redus la Cr(OH) 3 sau NaCrO 2. Astfel de opțiuni sunt acceptabile și probabil chiar vor fi evaluate favorabil dacă le prezentați în rezolvarea problemei C-1 la examen. Dar, în opinia mea, este imposibil să le recunosc ca fiind absolut adevărate. Într-adevăr, este bine cunoscut faptul că hidroxidul de crom (III) are proprietăți amfotere. Da, această substanță se poate forma în timpul unei reacții redox, dar dacă interacțiunea are loc într-un mediu alcalin, Cr(OH) 3 va reacționa inevitabil cu alcaliul:

Cr(OH)3 + 3KOH = K3.

În ceea ce privește compușii de tipul KCrO2 sau K3CrO3, aceștia pot fi formați într-adevăr, dar numai dacă reacția este efectuată nu într-o soluție apoasă, ci între reactivi solizi. Într-un mediu apos, KCrO2 se va transforma inevitabil în K3 sau în alte hidroxocomplecși de crom (III).

Exemplul 14. Completați ecuațiile reacțiilor redox:

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 + K 2 SO 3 = ...
K 2 CrO 4 + KOH + K 2 SO 3 = ...

Soluţie. Ecuațiile reacțiilor propuse sunt în multe privințe similare cu ecuațiile pe care le-am considerat în exemplul 13 din partea a 3-a a acestui articol, doar cromatul sau dicromatul fiind folosit ca agent de oxidare.

Este evident că sulfitul de potasiu este un agent reducător și este oxidat la sulfat, iar compușii de crom (VI) sunt agenți de oxidare. Produsele restaurării lor vă sunt deja cunoscute. Să adăugăm ecuațiile:

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 + K 2 SO 3 = Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + ...
K 2 CrO 4 + KOH + K 2 SO 3 = K 3 + K 2 SO 4 + ...

Vă rugăm să rețineți că, în primul caz, sulfatul de potasiu este atât un produs al oxidării sulfitului, cât și un produs în care potasiul este transformat din K 2 Cr 2 O 7 .

Exemplul 13 ne-a oferit deja o oarecare experiență în scrierea ecuațiilor incomplete. Am văzut că uneori este mai convenabil să întocmiți mai întâi o balanță electronică și să începeți aranjarea coeficienților (chiar și într-o ecuație incompletă) și abia apoi adăugați substanțele lipsă în partea dreaptă. Să încercăm aceeași abordare aici. Diagramele de echilibru electronice gata făcute pentru aceste două reacții sunt scrise mai jos:

Vă rugăm să rețineți: în primul caz, am pus inițial un coeficient de 2 în fața lui Cr, deoarece molecula de dicromat de potasiu conține doi atomi de crom. În al doilea caz, acest lucru nu este necesar. Transferăm coeficienții obținuți în ecuațiile de reacție:

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 + 3K 2 SO 3 = Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + ...
2K 2 CrO 4 + KOH + 3K 2 SO 3 = 2K 3 + 3K 2 SO 4 + ...

Gândiți-vă de ce în al doilea caz am pus cu îndrăzneală un coeficient de 3 înaintea formulelor K 2 SO 3 și K 2 SO 4, iar în primul - numai înaintea formulei sulfitului de potasiu.

Egalăm numărul de atomi de potasiu și apoi numărul de atomi de S în prima reacție:

K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3K 2 SO 3 = Cr 2 (SO 4) 3 + 4K 2 SO 4 + ...
2K 2 CrO 4 + 2KOH + 3K 2 SO 3 = 2K 3 + 3K 2 SO 4 + ...

Se pare că există încă probleme cu hidrogenul. În primul caz, este „prea puțin” în partea dreaptă a ecuației, în al doilea, este „prea mult”. Este timpul să ne amintim „salvatorul nostru de viață” universal: adăugați 4 molecule de apă în partea dreaptă a primei ecuații și 5 molecule de apă în partea STANGA a celei de-a doua ecuații.

K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3K 2 SO 3 = Cr 2 (SO 4) 3 + 4K 2 SO 4 + 4H 2 O
2K 2 CrO 4 + 2KOH + 3K 2 SO 3 + 5H 2 O = 2K 3 + 3K 2 SO 4

Vi se poate părea neobișnuit că în al doilea caz am adăugat apă nu în dreapta, ci în stânga. De fapt, aceasta este o situație complet normală. Adevărat, în problema de examen 30, în acest caz, ar trebui să existe o elipsă în partea stângă a ecuației.

În general, există o regulă nerostită la examenul de stat unificat în chimie: „ Numărul de elipse din ecuația incompletă din problema C-1 este egal cu numărul de substanțe lipsă„. Din punct de vedere a acestei reguli, am formulat greșit problema în exemplul 14. Ar fi mai corect sa scrii asa:

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 + K 2 SO 3 = ... + ... + ...
K 2 CrO 4 + KOH + K 2 SO 3 + ... = ... + ...

Într-adevăr, completarea ecuațiilor cu această abordare devine mult mai ușoară. Cu toate acestea, în majoritatea exemplelor de mai jos nu voi respecta această regulă. În primul rând, pentru că nu a fost anunțat „oficial” nicăieri: asta face „de obicei” pentru examenul de stat unificat, dar unde este garanția că vor face același lucru în versiunea de anul acesta?

În al doilea rând, îmi doresc ca sarcinile oferite pe acest site să fie MAI DIFICILE decât sarcinile reale C1. Este greu de învățat, dar este ușor să lupți! Dacă rezolvi cu încredere exemple dificile, există garanția că la examen nu vei pisa în cazuri mai ușoare.

Exemplul 15. Egalizare folosind metoda echilibrului electronic:

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 + HCOH = CO 2 + ...

Soluţie. Se pare că am întâlnit din nou materie organică. E în regulă, am discutat deja despre ceva asemănător în partea a doua a articolului. Bicromatul de potasiu oxidează formaldehida la dioxid de carbon, formaldehida reduce K 2 Cr 2 O 7 la sulfat de crom (III) (deoarece reacția are loc într-un mediu acid):

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 + HCOH = CO 2 + Cr 2 (SO 4) 3 + ...

Evident, potasiul „extra” din partea stângă va face parte din sulfatul de potasiu, iar hidrogenul „extra” va face parte din apă:

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 + HCOH = CO 2 + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + H 2 O.

Starea de oxidare a carbonului variază de la 0 la +4, starea de oxidare a cromului - de la +6 la +3. Sunt sigur că veți putea să vă creați singur o balanță electronică și să aranjați coeficienții în ecuație. Raspuns final:

2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4 + 3HCOH = 3CO 2 + 2Cr 2 (SO 4) 3 + 2K 2 SO 4 + 11H 2 O.

Cu compușii de crom, după părerea mea, totul este clar. Amintiți-vă doar că într-un mediu acid avem de-a face cu dicromați, iar într-un mediu alcalin avem de-a face cu cromați. Va fi foarte neplăcut dacă în soluția dvs. la problema 36, ​​de exemplu, acidul sulfuric și K 2 CrO 4 sunt adiacente. Și cel mai ofensator este că astfel de „gafe” sunt adesea făcute chiar și de către compilatorii versiunilor Examenului de stat unificat.

Este timpul să discutăm despre un alt agent oxidant, care se găsește adesea în sarcina nr. 30 la examenul de stat unificat în chimie. Vorbim despre acid azotic.

Produse de reducere a HNO 3

HNO 3 este un acid foarte particular. Pe de o parte, este un acid puternic standard care interacționează cu alcaline, oxizi bazici și săruri ale acizilor slabi. Pe de altă parte, interacțiunea sa cu metalele nu mai este descrisă de termenul „standard”. HNO 3 concentrat reacționează cu cuprul, de exemplu, dar NU reacționează cu aluminiul.

Să enumerăm proprietățile specifice ale acidului azotic care sunt importante pentru noi:

1. Când HNO 3 interacționează cu metalele, hidrogenul nu este eliberat (ceea ce este tipic pentru alți acizi).
2. În timpul reacției, acidul azotic poate fi redus la NO2, NO, N2O, N2 și NH3.
3. HNO 3 interacționează cu unele metale care se află în seria de tensiuni în dreapta hidrogenului (Cu, Ag, Hg). Vă rugăm să rețineți: aurul, platina, rodiu, iridiu, niobiu, tantal nu pot fi oxidate nici măcar cu acid azotic, ci reacţionează cu un amestec de HNO 3 și HCl.
4. La temperatura camerei, HNO 3 nu reacționează cu Al, Fe și unele aliaje de crom (deși aceste metale sunt în seria de tensiune la stânga lui H). Acid azotic concentrat pasivează aceste metale.
5. Acest acid este capabil să oxideze multe nemetale (carbon, sulf, fosfor, arsenic etc.)

Vă rugăm să rețineți: eliberarea „clasică” de hidrogen în reacția unui metal cu un acid este practic imposibilă în acest caz. Cea mai mare greșeală ar fi să scrii ceva de genul: 2HNO 3 + Mg = Mg(NO 3) 2 + H 2! Astfel de „perle” nu sunt iertate la Examenul Unificat de Stat în Chimie.

Produsul specific de reducere format în reacția unui metal (sau a oricărei alte substanțe) cu HNO3 este determinat în principal de doi factori:

1. activitatea agentului reducător,
2. concentrația acidului azotic.

Evident, cu cât activitatea agentului reducător este mai mare, cu atât procesul de recuperare va merge mai profund. De exemplu, magneziul, situat în seria de tensiuni pe partea stângă, este capabil să reducă acidul la amoniac (starea de oxidare a azotului = -3) și argintul - la un maxim de NO (N(+3)):

10HNO3 + 4Mg = 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O,

4HNO3 + 3Ag = 3AgNO3 + NO + 2H2O.

Hidrura de litiu aluminiu (inclusă în lista noastră cu cele mai puternice substanțe) este capabilă să transforme HNO 3 în nitrat de amoniu, iar agentul reducător mult mai modest S - doar în NO 2.

Efectul concentrației de HNO3 poate fi descris regula simpla: Cu cât concentrația acidului este mai mare, cu atât este mai dificilă restabilirea acestuia. De exemplu, acidul azotic concentrat reacţionează cu cuprul pentru a forma NO 2, iar acidul azotic diluat formează NO:

4HNO 3 + Cu = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O,

8HNO3 + 3Cu = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O.

Rezumând tot ce s-a spus, putem crea următorul tabel:

Să încercăm, pe baza acestor doi factori, să prezicem rezultatele interacțiunii HNO 3 cu metalele.

Exemplul 16. Completați ecuațiile reactii chimice:

HNO 3 (conc.) + Hg = ...

HNO 3 (dil.) + Ca = ...

HNO 3 (dil.) + Sn = ...

Soluţie. Să începem cu prima reacție. În primul rând, rețineți că mercurul este un agent reducător slab (rețineți poziția acestui metal în seria de tensiune). În al doilea rând, este folosit acid concentrat. Ambii factori „lucrează” în aceeași direcție: Hg nu „dorește” cu adevărat să reducă acidul, HNO 3 „nu vrea” să fie redus. Rezultatul este previzibil: gradul de oxidare a azotului se va modifica minim (de la +5 la +4). NO 2 este lansat:

4HNO3 (conc.) + Hg = Hg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O.

Ecuația se notează imediat cu coeficienți; Este evident că în acest caz este inutil să intri în explicații.

În al doilea caz, totul este la fel de simplu. Calciul este un agent reducător excelent (ca toate metalele alcaline și alcalino-pământoase). HNO 3 este luat în concentrație scăzută. Ambii factori favorizează reducerea profundă a acidului azotic. Gradul de oxidare a azotului se modifică de la +5 la -3, se eliberează amoniac. Deoarece NH3 rezultat are proprietăți bazice pronunțate, NH3 reacționează cu HNO3 pentru a forma azotat de amoniu. Rezultatul final:

10HNO3 + 4Ca = 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O.

Trebuie să recunoaștem că în primele două cazuri am fost foarte norocoși: cei doi factori care au determinat gradul de reducere a acidului azotic „au lucrat” în aceeași direcție. În al treilea exemplu, totul nu este atât de evident. Pe de o parte, staniul nu poate fi clasificat drept „agent de mega-reducere” (ceea ce înseamnă că starea de oxidare a azotului nu se va schimba foarte mult). Pe de altă parte, faptul că se folosește HNO 3 diluat ne permite să ne gândim la o reducere destul de profundă.

Nu vă așteptați la răspunsuri definitive la aceste întrebări. Pur și simplu pentru că nu există astfel de răspunsuri în acest caz și nu pot fi. Puteți efectua o serie de experimente, luând acid de diferite concentrații, modificând temperatura și alți parametri; Ca urmare, vom vedea că reacția poate lua mai multe căi și, în majoritatea cazurilor, se va forma un amestec complex de produși de reducere.

„Ce ne-ai ordona să facem în timpul examenului, după ce am întâlnit o ecuație similară în problema C1?”

În primul rând, nu-ți face griji! În primul rând, într-o situație atât de controversată, compilatori competenți Opțiuni pentru examenul de stat unificatÎți vor da ei înșiși un indiciu. Veți vedea ceva de genul acesta:

HNO 3 + Sn = N 2 O + ... + ...

În al doilea rând, chiar dacă acest lucru nu se întâmplă, soluția de referință după care se vor ghida recenzenții va oferi mai multe opțiuni de răspuns. Dacă formatați soluția astfel:

HNO3 + Sn = N2O + Sn(NO3)2 + H2O

HNO3 + Sn = NO + Sn(NO3)2 + H2O,

sau chiar asa:

HNO3 + Sn = N2 + Sn(NO3)2 + H2O,

oricare dintre aceste opțiuni va fi acceptată corecta si apreciat. Compilatorii examenului unificat de stat în chimie vă înțeleg problemele și sunt gata să vă întâlnească la jumătatea drumului. Desigur, până la anumite limite. Daca, de exemplu, sustineti ca produsul de reducere este NO 2, nu va asteptati la simpatie din partea inspectorilor. Formarea NH 4 NO 3 pare la fel de îndoielnică în acest caz.

„Sau poate o vom face mai simplu”, spuneți, „Dați-ne un tabel care va indica produsele de reducere pentru fiecare metal la diferite concentrații de HNO 3. Ei bine, să spunem, acidul azotic concentrat reacționează cu nichel pentru a forma NO. și se diluează - N 2 etc."

O oferta tentanta! Mai mult, veți găsi un tabel similar în multe manuale și ghiduri de chimie pentru pregătirea pentru examenul de stat unificat. Există doar o mică problemă: în fiecare carte nouă pe care o deschideți, veți găsi noua optiune acest tabel. Un autor va susține că produsul reacției metalului X cu acidul azotic diluat este NO, altul va afirma că singurul produs posibil va fi azot, iar al treilea va da preferință oxidului nitric (I). Cine are dreptate?

Toată lumea are dreptate și în același timp nimeni! În primul rând, prin termenul „diluat” HNO3, unul dintre ei înțelege 10% acid, altul crede că 40% este deja diluat, al treilea consideră că 5% HNO3 ar trebui considerat ca un acid de „concentrație medie””. În al doilea rând, autorii nu indică la ce temperatură trebuie efectuată reacția, cât de pure sunt utilizate metalele în experiment etc. Dar, cel mai important, vă pot asigura că în orice experiment de acest tip amestec mai multe produse de recuperare, astfel încât toate încercările de a crea o „masă universală” sunt sortite eșecului.

Astfel, nu ar trebui să vă împovărați creierul încercând să vă amintiți astfel de tipare universale. Este imposibil să oferi rețete gata făcute pentru toate ocaziile.

Motiv! Gândește-te singur! Luați în considerare puterea agentului reducător și concentrația acidului; gândiți-vă dacă acești factori se ajută sau se împiedică reciproc. Nu vă fie teamă să greșiți! Pentru a rezolva cu succes sarcina C1, nu ești deloc obligat să memorezi toate OVR-urile care există în natură.

Produse de reducere a acidului sulfuric

Spre deosebire de HNO 3, care „se comportă prost” la orice concentrație, acidul sulfuric își arată „non-standard” doar în stare concentrată.

H2SO4 diluat este un acid tare standard. Mai mult decât atât, am întâlnit deja această substanță de mai multe ori în secțiunile anterioare ale acestui articol. L-am folosit pentru a acidifica soluțiile de permanganați și dicromați și ne-am asigurat că în timpul ORR, sulful nu și-a schimbat starea de oxidare.

Într-adevăr, pe fondul unor agenți oxidanți „duri” precum KMnO4 și K2Cr2O7, acidul sulfuric, în special diluat, pare destul de modest. Ce se întâmplă dacă creștem concentrația de H 2 SO 4?

Apoi vor apărea câteva lucruri ciudate:

1. Acidul sulfuric concentrat este capabil să oxideze unele metale situate în seria de tensiune din dreapta lui H, în special cuprul și argintul:

   Cu + 2H2SO4 (conc.) = CuS04 + SO2 + 2H2O.

2. În timpul reacțiilor, conc. H 2 SO 4 cu metale eliberează nu hidrogen, ci SO 2, S sau chiar H 2 S. Compoziția specifică a produselor de reducere depinde de puterea agentului reducător și de concentrația acidului (modele care amintesc de comportamentul HNO2). 3). Substanțele mai puternice sunt capabile să reducă starea de oxidare a sulfului de la +6 la 0 sau -2, cele mai slabe - doar la +4:

   3Zn + 4H2SO4 (conc.) = 3ZnSO4 + S + 4H2O,

   2Ag + 2H2SO4 (conc.) = Ag2SO4 + SO2 + 2H2O.

3. Acidul sulfuric concentrat la temperatura camerei NU reacționează cu fierul. Din acest motiv conc. H 2 SO 4 poate fi transportat în siguranță în rezervoare de oțel. Paradoxal, acidul diluat reacționează perfect cu Fe schema standard cu eliberarea de hidrogen. De asemenea, trebuie înțeles că interacțiunea dintre conc. acizi cu fier este încă posibil, dar numai cu temperatură ridicată; H2SO4 este redus la dioxid de sulf, Fe este oxidat la sulfat de fier (III).
4. OVR cu participarea substanțe simple- nemetale:

   C + 2H2SO4 (conc.) = 2SO2 + CO2 + 2H2O,

   S + 2H2S04 (conc.) = 3S02 + 2H20.

Vedem că multe dintre proprietățile acidului sulfuric seamănă cu comportamentul HNO3. Amintiți-vă doar că acidul sulfuric diluat este un acid anorganic „standard”. Să nu credeți că dacă în problema 36 dați peste formula H 2 SO 4, cu siguranță va fi o substanță oxidantă. Este posibil ca acidul sulfuric să fie folosit doar pentru a crea un mediu acid.

În concluzie, vă voi oferi câteva exemple de tip C-1 pentru munca independentă.

Exemplul 18. Completați ecuațiile reacțiilor chimice, aranjați coeficienții folosind metoda balanței electronice:

P + H2SO4 (conc.) =...
Mg + H2SO4 (conc.) =...
Ni + H2SO4 (conc.) = ...
H2S + H2SO4 (conc.) =...

Este timpul să trecem la partea finală a poveștii noastre. Trebuie să punem cap la cap tot ce s-a discutat în secțiunile anterioare și să exersăm rezolvarea sarcini dificile tip C-1.