Окислительно восстановительные реакции 2 вариант: Самостоятельная работа «Окислительно-восстановительные реакции» — химия, уроки

Содержание

Самостоятельная работа «Окислительно-восстановительные реакции» — химия, уроки


Вариант 1


Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции, схема которой:


 


 


Определите окислитель и восстановитель.


 


 


Вариант 2


Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


Вариант 3


Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


 


Вариант 4


Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


 


Вариант 5


Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


 


Вариант  6


Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


 


Вариант  7


Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


 


 


 


 


Вариант 8


Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


 


Вариант 9


Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


 


 


Вариант 10


Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те уравнение реакции:


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель.


 


 


 


Вариант 11


Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


 


 


Вариант 12


Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те коэффициенты в урав­не­нии реакции, схема которой


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


 


 


Вариант 13


Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


 


 


 


 


 


 


 


Вариант14


Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


 


Вариант 15


Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


Вариант 16


Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


Вариант17


Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


 


Вариант 18


Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


Вариант19


Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


 


Вариант 20


Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


 


 


Вариант 21


Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


 


Вариант 22


Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


 


Вариант 23


Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


Вариант 24


Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


 


Вариант 25


Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


 


Вариант 26


Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


 


 


 


 


 


Вариант 27


Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель


 


 


 


Вариант 28


Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой


 


 


 


Вариант 29


Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель.


 


 


 


 


Вариант 30


Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:


 


 


Определите окис­ли­тель и восстановитель.


 


 

Самостоятельная работа по химии. 8 класс. Тема: «Окислительно

 

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА ПО ХИМИИ

8 КЛАСС

ТЕМА: «ОКИСЛИТЕЛЬНО — ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ»

ВАРИАНТ 2


  Самостоятельные работы предназначены для текущей проверки знаний учащихся по всем программным темам 8 класса. Самостоятельные работы включают в себя 2 — 4 задания, на выполнение которых отводится от 10 до 20 минут. По усмотрению учителя, задания самостоятельных работ могут быть использованы для индивидуального опроса учащихся или в качестве практических заданий во время зачетов или переводных экзаменов.

 

  1. Из приведенного списка выберите вещества, которые являются за счет фосфора:

  а) только окислителями;

  б) только восстановителями;

  в) обладают двойственностью окислительно-восстановительных свойств.

  Приведите степени окисления всех элементов.

  Вещества: P2O5, K2HPO3, H3P, Mg3P2, Ca3(PO4)2, H4P2O7.
 

 

  2. Закончите уравнения реакций, расставьте коэффициенты с помощью электронного баланса. Укажите в каждом случае окислитель и восстановитель:

  а) CuSO4 + Al —>

  б) Fe2O3 + H2 —>

  в) Ca + N2 —>

  г) Ag + HNO3 —> AgNO3 + NO2 + H2O

  

 

  Химия / 8 класс / Самостоятельные работы /  Окислительно-восстановительные реакции


  Преподавателю: Данная самостоятельная работа по химии проводится с учащимися 8 класса общеобразовательной школы. По структуре и сложности задания самостоятельной работы соответствуют обязательному минимуму содержания по химии в полной средней школе, а также соответствуют тематическому поурочному планированию к учебнику О. С. Габриеляна для 2-х часовой программы. Данная самостоятельная работа может быть использована для контроля знаний учащихся по химии учителями, работающими по любым другим учебникам.

   Целью данной самостоятельной работы является контроль усвоения учащимися темы «Окислительно-восстановительные реакции».


< Предыдущая   Следующая >

Самостоятельная работа «Окислительно-восстановительные реакции» Вариант Подберите коэффициенты в уравнениях реакций методом электронного баланса. Укажите окислительный и восстановительный процессы. Al + Naoh naAlO

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 1.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

Al + NaOH

NaAlO2
+ H2
+ Na2O

Na2SO3
+ H2SO4
+ KMnO4
Na2SO4
+ MnSO4
+ H2O
+ K2SO4

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 2.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

KI + H2O
+ Cl2
KIO3
+ HCl

Na2SO3
+ Fe2(SO4)3
+ H2O

FeSO4
+ H2SO4
+ Na2SO4

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 3.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

Al + HNO3
Al(NO3)
+ N2O
+ H2O

KNO2
+ H2SO4
+ KMnO4
KNO3
+ MnSO4
+ H2O
+ K2SO4

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 4.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

KI + Cu(NO3)2
CuI + I2
+ KNO3

K2Cr2O7
+ H2S
+ H2SO4
Cr2(SO4)3
+ S + K2SO4
+ H2O

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 5.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

HNO3
+ P + H2O

H3PO4
+ NO

K2Cr2O7
+ HClO4
+ HI

Cr(ClO4)3
+ KClO4
+ I2
+ H2O

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 6.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

MnS + HNO3
MnSO4 +
NO2
+ H2O

KMnO4
+ H2C2O4
+ H2SO4
MnSO4
+ K2SO4
+ CO2
+ H2O

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 7.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

KNO3
+ Al

N2
+ KAlO2 +
Al2O3

PbO2
+ MnSO4
+ HNO3
PbSO4
+ HMnO4
+ Pb(NO3)2
+ H2O

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 8.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

Ca(ClO)2
+ HCl

Cl2
+ H2O
+ CaCl2

KMnO4
+ Na2SO3
+ H2O

MnO2
+ Na2SO4
+ KOH

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 9.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

Ca
+ HNO3
Ca(NO3)2
+ N2O
+ H2O

H3PO3
+ KMnO4
+ H2SO4
H3PO4
+ MnSO4
+ K2SO4
+ H2O

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 10.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

K2Cr2O7
+ Al

Cr + KAlO2
+ Al2O3

KNO3
+ KOH + Fe

KNO2
+ K2FeO4
+ H2O

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 11.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

Zn + NaOH + H2O

Na2[Zn(OH)4]
+ H2

Na2SO3
+ KIO3
+ H2SO4
Na2SO4
+ I2
+ K2SO4
+ H2O

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 12.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

K2SO3
+ HNO3
K2SO4
+ NO2
+ H2O

Na2S2O3
+ H2SO4
Na2SO4
+ SO2
+ S + H2O

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 13.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

Na2S
+ H2SO4
S + SO2
+ H2O
+ NaHSO4

K2MnO4
+ H2O

KMnO4
+ MnO2
+ KOH

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 14.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

Na2S
+ HNO3
S + NO2
+ H2O
+ NaNO3

Cr2(SO4)3
+ NaOH + H2O2
Na2CrO4
+ H2O
+ Na2SO4

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 15.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

KMnO4
+ HCl

MnCl2
+ Cl2
+ H2O
+ KCl

NaCl + H2SO4
+ MnO2
Cl2
+ MnSO4
+ H2O
+ Na2SO4

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 16.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

K2CrO4
+ HCl

CrCl3 +
Cl2
+ H2O
+ KCl

Na2SO3
+ H2SO4
+ K2Cr2O7
Na2SO4
+ Cr2(SO4)3
+ K2SO4
+ H2O

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 17.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

KNO2
+ H2SO4
+ KI

NO + I2
+ H2O
+ K2SO4

HNO3
+ Al

Al(NO3)3
+ NH4NO3
+ H2O

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 18.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

KBr + H2SO4
Br2
+ SO2
+ H2O
+ KHSO4

Na2O2
+ HCl

NaCl + O2
+ H2O

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 19.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

K2Cr2O7
+ HCl

CrCl3 +
Cl2
+ H2O
+ KCl

KMnO4
+ H2O
+ MnSO4
MnO2
+ H2SO4
+ K2SO4

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 20.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

K2Cr2O7
+ C

Cr2O3
+ K2CO3
+ CO

Cr2O3
+ KNO3
+ KOH

K2CrO4
+ KNO2
+ H2O

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 21.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

KOH + Br2
KBr + KBrO3
+ H2O

KNO3
+ KOH + MnO2
KNO2
+ K2MnO4
+ H2O

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 22.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

Al + NaOH + H2O

H2 +
Na[Al(OH)4]

Cr2O3
+ NaNO3
+ KOH

K2CrO4
+ NaNO2
+ H2O

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 23.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

H2SO4
+ KI

H2S
+ I2+ K2SO4
+ H2O

KBr + H2SO4
+ KBrO3
Br2
+ H2O
+ K2SO4

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 24.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

FeCl2+ H2O
+ Cl2
FeO(OH) + HCl

KNO3
+ KOH + Cr2O3
KNO2
+ K2CrO4
+ H2O

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 25.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

Ca3(PO4)2
+ SiO2
+ C

P + CO + CaSiO3

K2SO3
+ KOH + Cl2
K2SO4
+ KCl + H2O

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 26.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

CrCl3
+ H2O2
+ NaOH

Na2CrO4
+ NaCl + H2O

K2Cr2O7
+ H2SO4
+ SO2
Cr2(SO4)3
+ K2SO4
+ H2O

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 27.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

Ca(ClO)2
+ Na2S
+ H2O

CaCl2
+ S + NaOH

KI + H2SO4
+ KIO3
I2 +
H2O
+ K2SO4

Самостоятельная работа

«Окислительно-восстановительные
реакции»

Вариант 28.

Подберите коэффициенты в
уравнениях реакций методом электронного
баланса. Укажите окислительный и
восстановительный процессы.

KMnO4
+ NH3
KNO3
+ MnO2
+ KOH + H2O

KI + H2SO4
+ H2O2
I2
+ H2O
+ K2SO4

Самостоятельная работа по теме» Окислительно-восстановительные реакции» 10 вар.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ  РАБОТА  

по теме «Окислительно-восстановительные реакции»

ВАРИАНТ  1.

Расставьте степени окисления всех элементов в формулах веществ, участвующих в следующих химических реакциях. Укажите тип реакции. Подберите коэффициенты методом электронного баланса в уравнениях реакций, укажите окислитель и восстановитель. 

а) Hg + S = HgS  

б) NaNO3 = NaNO2 + O2     

в) CuSO4 + NaOH = Na2SO4 + Cu(OH)2.

г) K2MnO4 + H2O = KMnO4 +MnO2 +KOH 

д) CaH2+ H2O = Ca(OH)2 + H2 

е) As + Cl2 + H2O = H3AsO4 + HCl 

ж) FeCl2 + KClO3 + HCl = FeCl3 + KCl + H2

з) NO2 + H2O = HNO3 + NO

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ  РАБОТА  

по теме «Окислительно-восстановительные реакции»

ВАРИАНТ  2.

Расставьте степени окисления всех элементов в формулах веществ, участвующих в следующих химических реакциях. Укажите тип реакции. Подберите коэффициенты методом электронного баланса в уравнениях реакций, укажите окислитель и восстановитель. 

а) Al(OH)3 = AL2O3 + H2O  

б) H2O + P2O5 = H3PO4 

в) Fe + HCL = FeCL2 + H2.

г) Cr(NO3)3 = Cr2O3 + NO2 + O2 

д) KMnO4 + NaNO2 + H2O = MnO2 + NaNO3 + KOH 

е) K2Cr2O7 + HBr = Br2 + CrBr3 + KBr + H2

ж) Mg + HNO3 = Mg(NO3)2 + N2 + H2
з) CuO + NH3 = Cu + N2 + H2O

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ  РАБОТА  

по теме «Окислительно-восстановительные реакции»

ВАРИАНТ  3.

Расставьте степени окисления всех элементов в формулах веществ, участвующих в следующих химических реакциях. Укажите тип реакции. Подберите коэффициенты методом электронного баланса в уравнениях реакций, укажите окислитель и восстановитель. 

а) CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu,

б) CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2,

в) SO3 + H2O = H2SO4,

г) K2Cr2O7 +H2S + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + S + K2SO4 + H2O

д) Br2 + SO2 + H2O = HBr + H2SO4 

е) K2S + KMnO4 + H2O  MnO2 + S + KOH

ж) KMnO4 + H2S + H2SO4 = MnSO4 + S + K2SO4 + H2

з) CH4 + Cl2 = CCl4 + HCl

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ  РАБОТА  

по теме «Окислительно-восстановительные реакции»

ВАРИАНТ  4.

Расставьте степени окисления всех элементов в формулах веществ, участвующих в следующих химических реакциях. Укажите тип реакции. Подберите коэффициенты методом электронного баланса в уравнениях реакций, укажите окислитель и восстановитель. 

а) FeCl3 + NaOH = Fe(OH)3 + NaCl,

б) NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O.

в) MgCO3 + HCl  MgCl2 + CO2 + H2O,

г) NaBrO3 +NaBr + H2SO4 = Br2 + Na2SO4 + H2

д) Na2SO3 = Na2S + Na2SO4 

е) Cr2O3 + Na2CO3 + O2 = Na2CrO4 + CO2 

ж) CuI +H2SO4 +KMnO4 = CuSO4 + I2 +MnSO4 +K2SO4 +H2

з) P + N2O = N2 + P2O5

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ  РАБОТА  

по теме «Окислительно-восстановительные реакции»

ВАРИАНТ  5.

Расставьте степени окисления всех элементов в формулах веществ, участвующих в следующих химических реакциях. Укажите тип реакции. Подберите коэффициенты методом электронного баланса в уравнениях реакций, укажите окислитель и восстановитель. 

а) H2 + S = H2S  

б) HNO3 + Zn= Zn (NO3)2 + H2 

в) FeSO3 + HCl =FeCl2 + H2O + SO2

г) As + Cl2 + H2O = H3AsO4 + HCl 

д) NaBr + NaBrO3 + H2SO4 = Na2SO4 + Br2 + H2

е) PH3 + Cl2 = PCl3 + HCl

ж) KMnO4 + H3PO3 + H2SO4 = MnSO4 + H3PO4 + K2SO4 + H2

з) HClO + H2O2 = HCl + O2 + H2O

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ  РАБОТА  

по теме «Окислительно-восстановительные реакции»

ВАРИАНТ  6.

Расставьте степени окисления всех элементов в формулах веществ, участвующих в следующих химических реакциях. Укажите тип реакции. Подберите коэффициенты методом электронного баланса в уравнениях реакций, укажите окислитель и восстановитель. 

а) CO2 + Na2O = Na2CO3,

б) CuOHCl + HCl = CuCl2 + H2O,

в) Pb(NO3)2 + Na2SO4 = PbSO4 + 2NaNO3.

г) KClO3  KClO4 + KCl,

д) KMnO4 + SO2  MnSO4 + K2SO4 + SO3.

е)  PbS + H2O2 = PbSO4 + H2

ж) KMnO4 + FeSO4 + H2SO4  MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO+ H2O.

з) KCrO2 + Br2 + KOH  K2CrO4 + KBr + H2O.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ  РАБОТА  

по теме «Окислительно-восстановительные реакции»

ВАРИАНТ  7.

Расставьте степени окисления всех элементов в формулах веществ, участвующих в следующих химических реакциях. Укажите тип реакции. Подберите коэффициенты методом электронного баланса в уравнениях реакций, укажите окислитель и восстановитель. 

а) NH3 + O2 = NO + H2O

б) NH4NO3 = N2O + H2O

в) CuSO4 + NaOH →Cu(OH)2 + Na2SO4,

г) SO3 + K2O → K2SO4,

д) KMnO4 + H2S + H2SO4 = MnSO4 + K2SO4 + S + H2O

е) K2Cr2O7 + SO2 + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

ж) HI + H2SO4 → I2 + H2S + H2O,

з) MnO2 + PbO2 + HNO3  HMnO4 + Pb(NO3)2 + H2O.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ  РАБОТА  

по теме «Окислительно-восстановительные реакции»

ВАРИАНТ  8.

Расставьте степени окисления всех элементов в формулах веществ, участвующих в следующих химических реакциях. Укажите тип реакции. Подберите коэффициенты методом электронного баланса в уравнениях реакций, укажите окислитель и восстановитель. 

а) FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 3NaCl,

б) H2S + H2SO3 = S + 3H2O,

в) KClO3 = KCl + KClO4,

г) I2 + H2O2 = HIO3 + H2O

д) K2MnO4 + H2O = MnO2 + KMnO4 + KOH

е) NaBr + H2SO4 + NaBrO3 = Br2 + Na2SO4 + H2O

ж) (NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 + N2↑ + H2O

з) KI + H2O2 = I2 + KOH

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ  РАБОТА  

по теме «Окислительно-восстановительные реакции»

ВАРИАНТ  9.

Расставьте степени окисления всех элементов в формулах веществ, участвующих в следующих химических реакциях. Укажите тип реакции. Подберите коэффициенты методом электронного баланса в уравнениях реакций, укажите окислитель и восстановитель. 

а) Fe2O3 + KNO3 + KOH = K2FeO4 + KNO2 +H2
б) Cr2O3 + NaNO3 + NaOH = Na2CrO4 + NaNO2 + H2
в )H2S + H2SO3 = S + H2
г) CuOHCl + HCl = CuCl2 + H2O,

д) Pb(NO3)2 + Na2SO4 = PbSO4 + 2NaNO3.

е) Al + H2O = Al(OH)3 + H2

ж) F2 + H2O = HF + O2.

з) KMnO4 + HCl = Cl2↑ + MnCl2 + KCl + H2O

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ  РАБОТА  

по теме «Окислительно-восстановительные реакции»

ВАРИАНТ  10.

Расставьте степени окисления всех элементов в формулах веществ, участвующих в следующих химических реакциях. Укажите тип реакции. Подберите коэффициенты методом электронного баланса в уравнениях реакций, укажите окислитель и восстановитель. 

а) KMnO4 + SO2  MnSO4 + K2SO4 + SO3.

б) K2S + KMnO4 + H2O  MnO2 + S + KOH.

в) KMnO4 + NaI + H2SO4  I2 + K2SO4 + MnSO4 + Na2SO4 + H2O.

г) MnO2 + HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2О,

д) Al 2O3 + HNO3 = Al (NO3)3 + H2O,

е) Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2,

ж) AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3.

з) Cr2O3 + NaNO3 + NaOH = Na2CrO4 + NaNO2 + H2

Самостоятельная работа по теме «Окислительно-восстановительные реакции»

Самостоятельная работа по теме: «Окислительно-восстановительные реакции»

1 вариант

  1. (1 балл) Допишите определение:

А) Окислитель – это …

Б) Процесс восстановления – это…

2. (1 балл) Найдите окислительно-восстановительную реакцию. Докажите, что данная реакция является окислительно-восстановительной:

А) Mg + S = MgS

Б) CuSO4 + NaOH = Na2SO4 + Cu(OH)2

3. (1 балл) Установите соответствие:

А) S04ē = S+4 1) Процесс восстановления

Б) 2O-2 4 ē = O20 2) Процесс окисления

В)Na+1-1 ē = Na0

4. (2 балла)Расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель: КNO3 = КNO2 + O2  

Самостоятельная работа по теме: «Окислительно-восстановительные реакции»

2 вариант

  1. (1 балл) Допишите определение:

А) Процесс восстановления – это …

Б) Окислитель – это…

2. (1 балл) Найдите окислительно-восстановительную реакцию. Докажите, что данная реакция является окислительно-восстановительной:

А) HCl+KOH= KCl+H2O

Б) 4P+5O2 = 2P2O5

3. (1 балл) Установите соответствие:

А) P -5ē = S+5 1) Процесс окисления

Б) Ca+2-2ē =Ca0 2) Процесс восстановления

В)S+4-2 ē = S+6

4. (2 балла)Расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель: K2SO3 = K2S + K2SO4 

Проверочная работа по химии 8 класс» Окислительно-восстановительные реакции» | Методическая разработка по химии (8 класс) на тему:

Окислительно-восстановительные реакции      Вариант 1

Закончите уравнения реакций и  определите, какая будет ОВР, а какая нет. Для ОВР укажите окислитель и восстановитель, составьте электронные уравнения. Расставьте степени окисления у всех элементов  в уравнениях реакции

А)  Na2SO4 + BaCI2 =

Б)  Zn + HCl =

В) Ag + HNO3 = AgNO3 + NO2 + h3O

Г) KOH + h4PO4 =

Окислительно-восстановительные реакции      Вариант 2

Закончите уравнения реакций и  определите, какая будет ОВР, а какая нет. Для ОВР укажите окислитель и восстановитель, составьте электронные уравнения. Расставьте степени окисления у всех элементов  в уравнениях реакции

А)  Ag2SO4 + NaCI =

Б)  Сu + Н2SO 4=

В)  Zn + HNO3 = Zn(NO3)2 + NO + h3O

Г)  KOH + h3SO3 =

Окислительно-восстановительные реакции      Вариант 3

Закончите уравнения реакций и  определите, какая будет ОВР, а какая нет. Для ОВР укажите окислитель и восстановитель, составьте электронные уравнения. Расставьте степени окисления у всех элементов  в уравнениях реакции

А)  FeCl3 + Ba(OH)2 =

Б)  СuO + Al =

В)  H 2S+ O2 = SO2 + h3O

Г)  NaOH + HCl =

Окислительно-восстановительные реакции      Вариант 1

Закончите уравнения реакций и  определите, какая будет ОВР, а какая нет. Для ОВР укажите окислитель и восстановитель, составьте электронные уравнения. Расставьте степени окисления у всех элементов  в уравнениях реакции

А)  Na2SO4 + BaCI2 =

Б)  Zn + HCl =

В) Ag + HNO3 = AgNO3 + NO2 + h3O

Г) KOH + h4PO4 =

Окислительно-восстановительные реакции      Вариант 2

Закончите уравнения реакций и  определите, какая будет ОВР, а какая нет. Для ОВР укажите окислитель и восстановитель, составьте электронные уравнения. Расставьте степени окисления у всех элементов  в уравнениях реакции

А)  Ag2SO4 + NaCI =

Б)  Сu + Н2SO 4=

В)  Zn + HNO3 = Zn(NO3)2 + NO + h3O

Г)  KOH + h3SO3 =

Окислительно-восстановительные реакции      Вариант 3

Закончите уравнения реакций и  определите, какая будет ОВР, а какая нет. Для ОВР укажите окислитель и восстановитель, составьте электронные уравнения. Расставьте степени окисления у всех элементов  в уравнениях реакции

А)  FeCl3 + Ba(OH)2 =

Б)  СuO + Al =

В)  H 2S+ O2 = SO2 + h3O

Г)  NaOH + HCl =

как сдать часть 2 ЕГЭ по химии — Учёба.

ру

Чем раньше начнешь готовиться к ЕГЭ,

тем выше будет балл Поможем подготовиться, чтобы сдать экзамены на максимум и поступить в топовые вузы на бюджет. Первый урок бесплатно

Александр Есманский,

преподаватель Олимпиадных школ МФТИ по химии, репетитор ЕГЭ и ОГЭ,

автор и составитель методических разработок

Задание № 30

Что требуется

Из предложенного перечня веществ необходимо выбрать те, между которыми возможно протекание окислительно-восстановительной реакции (ОВР), записать уравнение этой реакции и подобрать в ней коэффициенты методом электронного баланса, а также указать окислитель и восстановитель.

Особенности

Это одно из самых сложных заданий ЕГЭ по предмету, поскольку оно проверяет знание всей химии элементов, а также умение определять степени окисления элементов. По этим данным нужно определить вещества, которые могут быть только окислителями (элементы в составе этих веществ могут только понижать степень окисления), только восстановителями (элементы в составе этих веществ могут только повышать степень окисления) или же проявлять окислительно-восстановительную двойственность (элементы в составе этих веществ могут и понижать, и повышать степень окисления).

Также в задании необходимо уметь самостоятельно (без каких-либо указаний или подсказок) записывать продукты широкого круга окислительно-восстановительных реакций. Кроме того, нужно уметь грамотно оформить электронный баланс, после чего перенести полученные в балансе коэффициенты в уравнение реакции и дополнить его коэффициентами перед веществами, в которых элементы не изменяли степеней окисления.

Советы

Окислительно-восстановительные реакции основаны на принципе взаимодействия веществ противоположной окислительно-восстановительной природы. Согласно этому принципу любой восстановитель может взаимодействовать практически с любым окислителем. В задаче № 30 окислители и восстановители часто подобраны таким образом, что между ними точно будет протекать реакция.

Для нахождения пары окислитель/восстановитель нужно, прежде всего, обращать внимание на вещества, содержащие элементы в минимальной и максимальной степени окисления. Тогда вещество с минимальной степенью окисления будет являться типичным восстановителем, а вещество с максимальной степенью окисления с большой долей вероятности окажется сильным окислителем.

Если в списке только одно вещество (вещество 1) содержит элемент в максимальной или минимальной степени окисления, нужно найти ему в пару вещество, в котором элемент находится в промежуточной степени окисления и может проявлять свойства и окислителя, и восстановителя (вещество 2). Тогда вещество 1 определит окислительно-восстановительную активность вещества 2.

Когда пара окислитель/восстановитель определена, нужно обязательно проверить, в какой среде (кислой, нейтральной или щелочной) может протекать эта реакция. Если нет особенных правил, связанных со средой протекания выбранной реакции, то в качестве среды следует выбрать водный раствор того вещества (кислоты или щелочи), которое есть в предложенном списке реагентов.

Чтобы верно записать продукты окислительно-восстановительной реакции, нужно знать теоретические сведения о химии того или иного вещества и специфику его свойств. Однако запоминать все реакции наизусть — дело утомительное, да и не очень полезное. Для того чтобы упростить задачу, можно выявить некоторые общие закономерности в протекании ОВР и научиться предсказывать продукты реакций. Для этого нужно следовать трем простым правилам:

  1. Процессы окисления и восстановления — это две стороны единого процесса: процесса передачи электрона. Если какой-либо элемент (восстановитель) отдает электроны, то в этой же реакции обязательно должен быть какой-то элемент (окислитель), который принимает эти электроны.
  2. Если в реакции участвует простое вещество, эта реакция — всегда окислительно-восстановительная.
  3. При взаимодействии сильных окислителей с различными восстановителями обычно образуется один и тот же основной продукт окисления. Многие окислители при взаимодействии с различными восстановителями также часто восстанавливаются до какого-то одного продукта, соответствующего их наиболее устойчивой степени окисления.

Задание № 31

Что требуется

Из предложенного перечня веществ (того же, что и в задании № 30) необходимо выбрать такие вещества, между которыми возможна реакция ионного обмена. Необходимо записать уравнение реакции в молекулярной форме и привести сокращенную ионную форму.

Особенности

Это задание значительно легче предыдущего, поскольку круг возможных реакций ограничен и определен условиями протекания реакций ионного обмена, которые школьники изучают еще в 8-9 классах.

Советы

Нужно помнить, что любая реакция ионного обмена — это обязательно реакция, протекающая в растворе. Все реакции ионного обмена являются неокислительно-восстановительными!

В реакциях ионного обмена могут участвовать:

  • солеобразующие оксиды;
  • основания и амфотерные гидроксиды;
  • кислоты;
  • соли (средние, кислые, основные). Теоретически можно составить реакцию ионного обмена с участием смешанных, двойных или комплексных солей, но это для задания № 31 — экзотика.

Чаще всего в этой задаче встречаются реакции ионного обмена с участием оснований, амфотерных гидроксидов, кислот и средних солей. Однако обмен ионами может осуществляться далеко не с любыми парами веществ. Для того чтобы протекала реакция ионного обмена, необходимо выполнение некоторых ограничительных условий, которые связаны с реагентами и продуктами реакции.

Для написания ионных форм уравнений нужно следовать правилам, согласно которым одни вещества представляются в диссоциированной форме (в виде ионов), а другие — в недиссоциированной (в виде молекул).

Расписываем на ионы в реакциях ионного обмена:

  • растворимые сильные электролиты;
  • малорастворимые сильные электролиты, если они являются реагентами.

Не расписываем на ионы в реакциях ионного обмена:

  • неэлектролиты;
  • нерастворимые в воде вещества;
  • слабые электролиты;
  • малорастворимые сильные электролиты, если они являются продуктами реакции.

Когда уже сокращенная форма реакции ионного обмена записана, будет нелишним проверить для нее выполнение материального и электрического баланса. Другими словами, верно ли расставлены в сокращенной форме коэффициенты и сохраняется ли общий электрический заряд в левой и правой частях уравнения. Это позволит избежать потерянных коэффициентов или зарядов ионов на пути от молекулярной формы через полную ионную — к сокращенной.

Задание № 32

Что требуется

По приведенному текстовому описанию необходимо записать уравнения четырех реакций.

Особенности

Это задание так же, как и задание № 30, проверяет знание всей химии элементов, которая содержится в спецификации ЕГЭ. Однако часто составление четырех уравнений, описанных в задании № 32, является более простой задачей, чем составление одного уравнения в вопросе № 30. Во-первых, здесь не нужно самостоятельно выбирать реагенты, поскольку они уже даны в условии, а продукты часто можно угадать, используя данные условия, которые, по сути, являются подсказками. Во-вторых, из четырех описанных в задании уравнений, как правило, два можно записать, используя знания 8-9 классов. Например, это могут быть реакции ионного обмена. Два других уравнения — посложнее, подобные тем, которые предлагаются в задании № 30.

Советы

Конечно, можно просто выучить всю химию элементов наизусть и с ходу записать все уравнения. Это самый верный способ. Если же возникают трудности с определением продуктов, то нужно по максимуму использовать подсказки, приведенные в условии. Чаще всего в задании указываются наблюдаемые химические явления: выпадение или растворение осадков, выделение газов, изменение цвета твердых веществ или растворов. А если еще и указан конкретный цвет осадка, газа или раствора, можно с высокой точностью определить, о каком веществе идет речь. Для этого необходимо всего лишь знать цвета наиболее часто использующихся в задачах школьной программы осадков и газов, а также цвета растворов солей. Это сильно облегчит написание проблемного уравнения реакции, и задание № 32 покажется очень даже простым.

Задание № 33

Что требуется

Необходимо записать уравнение пяти реакций с участием органических веществ по приведенной схеме (цепочке превращений).

Особенности

В этом задании предлагается классическая цепочка превращений, какие школьники учатся решать с первого года изучения химии, только здесь в каждом уравнении участвует хотя бы одно органическое вещество. Задача на каждой стадии цепочки может быть сформулирована в двух вариантах. В первом варианте даются один из реагентов и продукт реакции. В этом случае необходимо подобрать второй реагент, а также указать все условия осуществления реакций (наличие катализаторов, нагревание, соотношение реагентов). Во втором варианте известны все реагенты, а часто и условия реакции. Необходимо только записать продукты.

Советы

Лучший способ успешно выполнить цепочку по органике — это знать наизусть все типы реакций каждого класса соединений и специфические свойства органических веществ, содержащиеся в школьном курсе органической химии.

Главное правило задания № 33 — использование графических (структурных) формул органических веществ в уравнениях реакций. Это указание обязательно прописано в каждом варианте тренировочных работ и пробных вариантов ЕГЭ по химии, поэтому известно всем выпускникам. Однако некоторые школьники все равно иногда пренебрегают этим правилом и часть органических веществ записывают в молекулярном виде. Будьте внимательны! Уравнения реакций с молекулярными формулами органических веществ в этом задании не засчитываются.

В задачах № 32 и № 33 уравнение считается написанным верно, если в нем расставлены все коэффициенты и при необходимости указаны условия протекания реакции. Уравнения реакций, в которых хотя бы один коэффициент неверен или не указаны важные условия, не засчитываются.

Задание № 34

Что требуется

Решить расчетную задачу, тематика которой меняется от года к году и от варианта к варианту.

Особенности

В спецификации ЕГЭ под номером 34 заявлены задачи с использованием понятия доли (массовой, объемной, мольной) вещества в смеси. Частным случаем таких задач являются задачи «на массовую долю вещества в растворе», задачи «на примеси», то есть с использованием понятия доли чистого вещества в составе технического. Сюда же относятся расчеты массовой или объемной доли выхода продукта реакции от теоретически возможного, а также расчеты по уравнению реакции, если один из реагентов дан в избытке.

Предсказать, какие задачи будут отобраны для ЕГЭ именно в этом году, практически невозможно. Единственное, что можно ожидать по опыту прошлых лет, — это то, что задача не окажется сложной и будет полностью соответствовать профильной школьной программе (не олимпиадной). Это значит, что такая задача по зубам любому школьнику, освоившему курс химии на профильном школьном уровне и обладающему обыкновенной математической и химической логикой.

Советы

Для того чтобы решить эту задачу, прежде всего, нужно знать базовые формулы и определения основных физических величин. Необходимо осознать понятие «математической доли» как отношения части к целому. И тогда все типы долей в химии принимают одинаковый внешний вид.








Массовая доля вещества в смеси \({\omega_{1}} = {{m_{в-ва}} \over m_{смеси}}\)
Массовая доля вещества растворе \({\omega_{1}} = {{m_{в-ва}} \over m_{р-ра}}\)
Мольная доля вещества в смеси (растворе) \({\chi} = {{\nu_{в-ва}} \over \nu_{смеси}}\)
Объемная доля вещества в смеси (растворе) \({\varphi} = {{V_{в-ва}} \over V_{смеси}}\)
Доля чистого вещества в составе технического (степень чистоты) \({\omega_{чист}} = {{m_{чист}} \over m_{техн}}\)
Доля выхода продукта от теоретически возможного (выход продукта) \({\eta} = {{\upsilon_{практ}} \over \upsilon_{теор}} = {{m_{практ}} \over m_{теор}} \)

\(m_{практ}\) — масса продукта, которая получилась в результате химической реакции

\(m_{теор}\) — масса продукта, которая могла образоваться в соответствии с теоретическим расчетом по уравнению реакции

Количество вещества \({v} = {m \over M} \)

\([{v}] = моль \)

\({\nu} = {{V} \over V_{m}}\)

Молярный объем, т. 3} \)

Задание № 35

Что требуется

Решить расчетную задачу на установление молекулярной и структурной формулы вещества, записать предложенное уравнение реакции с данным веществом.

Особенности

Идеологическая часть задач на вывод формулы изучается школьниками еще в 8-9 классах, поэтому это наиболее простая задача части 2 ЕГЭ. Хотя в спецификации не указано, формулу какого вещества необходимо установить. Опыт показывает, что из года в год здесь традиционно участвуют органические вещества.

Советы

Все задачи на вывод формулы, встречающиеся в ЕГЭ, можно условно разделить на три типа. Первый тип — это установление формулы по массовым долям элементов в веществе. Здесь работает формула для массовой доли элемента в сложном веществе:

\({\omega} = {n \times {A_{r}(элемента)} \over {M_{r}(вещества)}} \times 100 \%\)

где n — число атомов элемента в молекуле, то есть индекс элемента.

Иногда в этом типе задач нужно знать еще и общую формулу класса, к которому относится неизвестное органическое вещество. Затем следует выразить относительную молекулярную массу вещества через n и подставить в уравнение для массовой доли. Решением уравнения будет искомое значение n, а следовательно, и молекулярная формула вещества. Дополнительные сведений о веществе, указанные в условии задачи, позволяют установить структурную формулу вещества, с которой далее требуется записать уравнение реакции.

Второй тип задач — это установление формулы через расчеты по уравнению химической реакции. Здесь нужно обязательно знать еще общую формулу класса, к которому относится неизвестное органическое вещество, и записать с ним уравнение реакции. Иногда приходится расставлять коэффициенты в общем виде через n. Тем не менее это наиболее понятный тип задач на вывод формулы, поскольку он чаще всего сводится к одному уравнению с одним неизвестным n, решение которого дает нам искомую молекулярную формулу. Дополнительные сведения о веществе, указанные в условии задачи, позволяют установить структурную формулу вещества, с которой далее требуется записать уравнение реакции.

И, наконец, третий тип задач — это установление формулы по продуктам сгорания вещества. Этот вариант наиболее часто встречается на ЕГЭ в этом задании. Выглядит он чуть более громоздко, чем два предыдущих, однако решается также очень просто. План решения заключается в нахождении простейшей формулы вещества и переходе к истинной (то есть молекулярной) формуле через известную молярную массу вещества. Простейшая формула находится из закона, согласно которому индексы элементов относятся так же, как их количества вещества в молях. Если молярная масса вещества не дана в условии, то можно попробовать доказать единственность решения через соответствие формулы правилам валентности. Но такой подход часто бывает трудоемок, и его можно легко обойти, если использовать дополнительные сведения об искомом веществе, указанные в условии задачи. Это может быть класс соединения, наличие или отсутствие каких-либо типов изомерии и, наконец, химическая реакция, в которую это вещество способно вступать или с помощью которой оно может быть получено. Помимо молекулярной формулы, эти же дополнительные сведения позволяют однозначно определить и структурную формулу вещества, с которой далее требуется записать уравнение реакции.

Балансировка окислительно-восстановительных реакций — Вводная химия — 1-е канадское издание

Цели обучения

  1. Научитесь сбалансировать простые окислительно-восстановительные реакции путем осмотра.
  2. Научитесь балансировать сложные окислительно-восстановительные реакции методом половинной реакции.
  3. Используйте растворитель или его части в качестве реагента или продукта для уравновешивания окислительно-восстановительной реакции.

Уравновешивание простых окислительно-восстановительных реакций может заключаться в прямом переходе между продуктами и реагентами. Например, в окислительно-восстановительной реакции Na и Cl 2 :

Na + Cl 2 → NaCl

сразу должно быть ясно, что атомы Cl не сбалансированы. Мы можем исправить это, поставив коэффициент 2 перед произведением:

Na + Cl 2 → 2 NaCl

Однако сейчас натрий несбалансирован. Это можно исправить, включив коэффициент 2 перед реагентом Na:

2 Na + Cl 2 → 2 NaCl

Теперь эта реакция уравновешена.Это было довольно просто; мы говорим, что можем уравновесить реакцию с помощью проверки . Многие простые окислительно-восстановительные реакции можно сбалансировать путем осмотра.

Пример 3

Уравновесить эту окислительно-восстановительную реакцию осмотром.

СО 2 + О 2 → СО 3

Решение

В обеих частях уравнения есть один атом S, поэтому сера уравновешена. Однако на стороне реагента четыре атома О, а на стороне продукта — три. Очевидно, что нам нужно больше атомов O на стороне продукта, поэтому давайте начнем с включения коэффициента 2 на SO 3 :

СО 2 + О 2 → 2 СО 3

Это дает нам шесть атомов O на стороне продукта, а также приводит к дисбалансу атомов S. Мы можем сбалансировать оба элемента, добавив коэффициент 2 на SO 2 на стороне реагента:

2 СО 2 + О 2 → 2 СО 3

Это дает нам два атома S с обеих сторон и всего шесть атомов O по обе стороны химического уравнения.Эта окислительно-восстановительная реакция теперь сбалансирована.

Проверьте себя

Уравновесить эту окислительно-восстановительную реакцию осмотром.

Al + O 2 → Al 2 O 3

Ответ

4 Al + 3 O 2 → 2 Al 2 O 3

Первое, что вы должны сделать, столкнувшись с несбалансированной окислительно-восстановительной реакцией, — это попытаться сбалансировать ее путем осмотра.

Некоторые окислительно-восстановительные реакции нелегко сбалансировать при осмотре.Рассмотрим эту окислительно-восстановительную реакцию:

Al + Ag + → Al 3+ + Ag

На первый взгляд это уравнение кажется сбалансированным: с обеих сторон по одному атому Ag, а с обеих сторон по одному атому Al. Однако, если вы посмотрите на общий заряд с каждой стороны, вы увидите дисбаланс заряда: на стороне реагента общий заряд 1+, а на стороне продукта общий заряд 3+. Что-то не так с этим химическим уравнением; несмотря на равное количество атомов с каждой стороны, он не сбалансирован.

Фундаментальный момент в отношении окислительно-восстановительных реакций, который ранее не возникал, заключается в том, что общее количество потерянных электронов должно равняться общему количеству приобретенных электронов , чтобы окислительно-восстановительная реакция была сбалансирована. Это не относится к реакции алюминия и серебра: атом Al теряет три электрона, чтобы стать ионом Al 3+ , в то время как ион Ag + получает только один электрон, чтобы стать элементарным серебром.

Чтобы уравновесить это, мы будем писать каждую реакцию окисления и восстановления отдельно, явно перечисляя количество электронов в каждой.По отдельности реакции окисления и восстановления называются половинными реакциями. Затем мы возьмем несколько каждой реакции до тех пор, пока количество электронов на каждой стороне не прекратится полностью, и объединим половину реакции в общую реакцию, которую затем следует сбалансировать. Этот метод уравновешивания окислительно-восстановительных реакций называется методом половинной реакции. (Существуют и другие способы уравновешивания окислительно-восстановительных реакций, но это единственный способ, который будет использоваться в этом тексте. Причина этого будет рассмотрена в главе 14 «Окисление и восстановление», раздел 14.3 «Применение окислительно-восстановительных реакций: гальванические элементы».)

В полуреакции окисления участвует алюминий, который окисляется:

Al → Al 3+

Эта половина реакции не сбалансирована полностью, поскольку общие заряды на каждой стороне не равны. Когда атом Al окисляется до Al 3+ , он теряет три электрона. Мы можем явно записать эти электроны в виде произведений:

Al → Al 3+ + 3e

Теперь эта половина реакции уравновешена — как по атомам, так и по зарядам.

В полуреакции восстановления участвует серебро:

Ag + → Ag

Общий заряд не сбалансирован с обеих сторон. Но мы можем исправить это, добавив один электрон на сторону реагента, потому что ион Ag + должен принять один электрон, чтобы стать нейтральным атомом Ag:

Ag + + e → Ag

Эта половина реакции теперь также уравновешена.

При объединении двух половинных реакций в сбалансированное химическое уравнение ключевым моментом является то, что общее количество электронов должно компенсировать , так что количество электронов, потерянных атомами, равно количеству электронов, полученных другими атомами.Для этого может потребоваться умножить одну или обе половинные реакции на целое число, чтобы количество электронов на каждой стороне стало равным. Для трех электронов в качестве продуктов и одного в качестве реагента наименьшее общее кратное этих двух чисел равно трем: мы можем использовать единственную реакцию алюминия, но мы должны взять трехкратную реакцию серебра:

Al → Al 3+ + 3e
3 × [Ag + + e → Ag]

Число 3 во второй реакции распространяется на все частицы в реакции:

Al → Al 3+ + 3e
3Ag + + 3e → 3Ag

Теперь две половинные реакции можно объединить, как два алгебраических уравнения, со стрелкой, служащей знаком равенства.Один и тот же вид по разные стороны стрелки может быть отменен:

Al + 3Ag + + 3e- → Al 3+ + 3Ag + 3e-

Чистая сбалансированная окислительно-восстановительная реакция выглядит следующим образом:

Al + 3Ag + → Al 3+ + 3Ag

По-прежнему есть только один атом Al на каждой стороне химического уравнения, но теперь есть три атома Ag, и общий заряд на каждой стороне уравнения одинаков (3+ для обеих сторон). Эта окислительно-восстановительная реакция сбалансирована. Использование метода полуреакции потребовало больше усилий, чем проверка, но была получена правильная сбалансированная окислительно-восстановительная реакция.

Пример 4

Уравновесить эту окислительно-восстановительную реакцию, используя метод полуреакции.

Fe 2+ + Cr → Fe + Cr 3+

Решение

Начнем с написания двух полуреакций. Хром окисляется, а железо восстанавливается:

Cr → Cr 3+ окисление
Fe 2+ → восстановление Fe

Затем мы включаем соответствующее количество электронов с правильной стороны, чтобы сбалансировать заряды для каждой реакции:

Cr → Cr 3+ + 3e
Fe 2+ + 2e → Fe

В первой реакции участвуют три электрона, а во второй — два электрона.Наименьшее общее кратное этих двух чисел равно шести, поэтому, чтобы получить шесть электронов в каждой реакции, нам нужно удвоить первую реакцию и утроить вторую:

2 × [Cr → Cr 3+ + 3e ] = 2 Cr → 2 Cr 3+ + 6e
3 × [Fe 2+ + 2e → Fe] = 3 Fe 2+ + 6e → 3 Fe

Мы можем объединить две заключительные реакции, отметив, что электроны нейтрализуют:

2 Cr + 3 Fe 2+ + 6e− → 2 Cr 3+ + 3 Fe + 6e−

Общая сбалансированная окислительно-восстановительная реакция составляет

2 Cr + 3 Fe 2+ → 2 Cr 3+ + 3 Fe

Проверьте себя

Уравновесить эту окислительно-восстановительную реакцию, используя метод полуреакции.

O 2- + F 2 → O 2 + F

Ответ

2 O 2- + 2 F 2 → O 2 + 4 F

Многие окислительно-восстановительные реакции происходят в водном растворе — в воде. Вследствие этого во многих случаях в окислительно-восстановительной реакции может участвовать H 2 O или фрагмент молекулы H 2 O (в частности, H + или OH ). Таким образом, нам нужно научиться включать растворитель в сбалансированное окислительно-восстановительное уравнение.

Рассмотрим следующую половину реакции окисления в водном растворе, имеющем по одному атому Cr на каждой стороне:

Cr 3+ → CrO 4

Здесь атом Cr переходит из степени окисления +3 в +7. Для этого атом Cr должен потерять четыре электрона. Давайте начнем с перечисления четырех электронов как продуктов:

Cr 3+ → CrO 4 + 4e

Но откуда берутся атомы O? Они происходят из молекул воды или обычного фрагмента молекулы воды, содержащего атом О: иона ОН . Когда мы уравновешиваем эту половину реакции, мы можем свободно включать любой из этих видов в реакцию, чтобы уравновесить элементы. Используем H 2 O, чтобы уравновесить атомы O; нам нужно включить четыре молекулы воды, чтобы сбалансировать четыре атома O в продуктах:

4 H 2 O + Cr 3+ → CrO 4 + 4e

Это уравновешивает атомы O, но теперь в реакцию вводится водород. Мы можем уравновесить атомы H, добавив ион H + , который является еще одним фрагментом молекулы воды.Нам нужно добавить восемь ионов H + к стороне продукта:

4 H 2 O + Cr 3+ → CrO 4 + 4e + 8 H +

Атомы Cr уравновешены, атомы O уравновешены, а атомы H уравновешены; Если мы проверим общий заряд с обеих сторон химического уравнения, они будут одинаковыми (в данном случае 3+). Эта половина реакции теперь уравновешена с использованием молекул воды и частей молекул воды в качестве реагентов и продуктов.

Реакции восстановления можно уравновесить аналогичным образом. Когда полуреакции окисления и восстановления сбалансированы по отдельности, их можно комбинировать таким же образом, как и раньше: взяв несколько раз на каждую половину реакции по мере необходимости, чтобы погасить все электроны. Другие частицы, такие как H + , OH и H 2 O, также, возможно, придется отменить в окончательной сбалансированной реакции.

Если не указано иное, не имеет значения, добавляете ли вы H 2 O или OH в качестве источника атомов O, хотя реакция может указывать кислотный раствор или основной раствор в качестве подсказки о том, какие соединения использовать. использовать или каких видов избегать.Ионы OH не очень распространены в кислых растворах, поэтому их следует избегать в таких обстоятельствах.

Пример 5

Сбалансируйте эту окислительно-восстановительную реакцию. Предположим базовое решение.

MnO 2 + CrO 3 → Mn + CrO 4

Решение

Мы начинаем с разделения процессов окисления и восстановления, чтобы можно было сбалансировать каждую половину реакции отдельно. Реакция окисления следующая:

CrO 3 → CrO 4

Атом Cr переходит из степени окисления +5 в состояние +7 и при этом теряет два электрона.Мы добавляем эти два электрона к стороне продукта:

CrO 3 → CrO 4 + 2e

Теперь мы должны уравновесить атомы O. Поскольку решение является основным, мы должны использовать OH , а не H 2 O:

OH + CrO 3 → CrO 4 + 2e

Мы ввели атомы H как часть реагентов; мы можем сбалансировать их, добавив H + как продукты:

OH + CrO 3 → CrO 4 + 2e + H +

Если мы проверим атомы и общий заряд с обеих сторон, мы увидим, что эта реакция уравновешена. Однако, если реакция происходит в основном растворе, маловероятно, что ионы H + будут присутствовать в определенном количестве. Чтобы решить эту проблему, добавьте дополнительный ион OH к каждой стороне уравнения:

OH + CrO 3 + OH → CrO 4 + 2e + H + + OH

Два иона OH на левой стороне могут быть сгруппированы вместе как 2OH .Справа ионы H + и OH могут быть сгруппированы в молекулу H 2 O:

2 OH + CrO 3 → CrO 4 + 2e + H 2 O

Это более подходящая форма для базового решения.

Теперь уравновешиваем реакцию восстановления:

MnO 2 → Mn

У атома Mn степень окисления меняется от +4 до 0, что требует увеличения в четыре электрона:

4e + MnO 2 → Mn

Затем мы уравновешиваем атомы O, а затем атомы H:

4e + MnO 2 → Mn + 2 OH
2 H + + 4e + MnO 2 → Mn + 2 OH

Добавляем по два иона OH с каждой стороны, чтобы удалить ион H + из реагентов; реагенты объединяются, образуя две молекулы воды, и количество ионов OH в продукте увеличивается до четырех:

2 H 2 O + 4e + MnO 2 → Mn + 4 OH

Реакция сбалансирована для основного раствора.

Теперь объединим две сбалансированные полуреакции. В реакции окисления имеется два электрона, а в реакции восстановления — четыре. Наименьшее общее кратное этих двух чисел равно четырем, поэтому мы умножаем реакцию окисления на 2, чтобы электроны уравновешивались:

2 × [2 OH + CrO 3 → CrO 4 + 2e + H 2 O]
2 H 2 O + 4e + MnO 2 → Mn + 4 OH

Объединение этих двух уравнений приводит к следующему уравнению:

4 OH + 2 CrO 3 + 2 H 2 O + 4e + MnO 2 → 2 CrO 4 + 4e + 2 H 2 O + Mn + 4 OH

Четыре электрона отменяются.То же самое с двумя молекулами H 2 O и четырьмя ионами OH . Остается

2 CrO 3 + MnO 2 → 2 CrO 4 + Mn

, которая является нашей окончательной сбалансированной окислительно-восстановительной реакцией.

Проверьте себя

Сбалансируйте эту окислительно-восстановительную реакцию. Предположим базовое решение.

Cl + MnO 4 → MnO 2 + ClO 3

Ответ

H 2 O + Cl + 2 MnO 4 → 2 MnO 2 + ClO 3 + 2 OH

Ключевые выводы

  • Окислительно-восстановительные реакции можно уравновесить осмотром или методом полуреакции.
  • Растворитель может участвовать в окислительно-восстановительных реакциях; в водных растворах реагентами или продуктами могут быть H 2 O, H + и OH .

Упражнения

  1. Уравновесить эти окислительно-восстановительные реакции осмотром.

а) Na + F 2 → NaF

б) Al 2 O 3 + H 2 → Al + H 2 O

2. Уравновесите эти окислительно-восстановительные реакции осмотром.

а) Fe 2 S 3 + O 2 → Fe 2 O 3 + S

б) Cu 2 O + H 2 → Cu + H 2 O

3. Уравновесите эти окислительно-восстановительные реакции осмотром.

a) CH 4 + O 2 → CO 2 + H 2 O

б) P 2 O 5 + Cl 2 → PCl 3 + O 2

4.Уравновесите эти окислительно-восстановительные реакции осмотром.

а) PbCl 2 + FeCl 3 → PbCl 4 + FeCl 2

б) SO 2 + F 2 → SF 4 + OF 2

5. Уравновесить эти окислительно-восстановительные реакции методом половинной реакции.

а) Ca + H + → Ca 2+ + H 2

b) Sn 2+ → Sn + Sn 4+ (Подсказка: обе половины реакции начнутся с одним и тем же реагентом. )

6. Уравновесить эти окислительно-восстановительные реакции методом половинной реакции.

a) Fe 3+ + Sn 2+ → Fe + Sn 4+

b) Pb 2+ → Pb + Pb 4+ (Подсказка: обе половинные реакции начнутся с одним и тем же реагентом.)

7. Уравновесить эти окислительно-восстановительные реакции методом половинной реакции.

а) Na + Hg 2 Cl 2 → NaCl + Hg

б) Al 2 O 3 + C → Al + CO 2

8.Уравновешивайте эти окислительно-восстановительные реакции методом полуреакции.

а) Br + I 2 → I + Br 2

б) CrCl 3 + F 2 → CrF 3 + Cl 2

9. Сбалансируйте окислительно-восстановительные реакции, протекающие в водном растворе. Используйте любые виды, полученные из воды; может быть более одного правильного сбалансированного уравнения.

a) Cu + NO 3 → Cu 2+ + NO 2

б) Fe + MnO 4 → Fe 3+ + Mn

10.Сбалансируйте эти окислительно-восстановительные реакции, происходящие в водном растворе. Используйте любые виды, полученные из воды; может быть более одного правильного сбалансированного уравнения.

a) CrO 3 + Ni 2+ → Cr 3+ + Ni 3+

б) OsO 4 + C 2 H 4 → Os + CO 2

11. Сбалансируйте окислительно-восстановительные реакции, протекающие в водном растворе. Используйте любые виды, полученные из воды; может быть более одного правильного сбалансированного уравнения.

a) ClO + Ti 2+ → Ti 4+ + Cl

б) BrO 3 + Ag → Ag + + BrO 2

12. Сбалансируйте окислительно-восстановительные реакции, протекающие в водном растворе. Используйте любые виды, полученные из воды; может быть более одного правильного сбалансированного уравнения.

a) H 2 O 2 + NO → N 2 O 3 + H 2 O

б) VO 2 + + NO → V 3+ + NO 2

13.Объясните, почему это химическое уравнение не сбалансировано, и уравновесите его, если его можно сбалансировать.

Cr 2+ + Cl 2 → Cr 3+ + 2Cl

14. Объясните, почему это уравнение не сбалансировано, и уравновесите его, если его можно уравновесить.

O 2 + 2 H 2 O + Br 2 → 4 OH + 2Br

Ответы

1.

а) 2 Na + F 2 → 2 NaF

б) Al 2 O 3 + 3 H 2 → 2 Al + 3 H 2 O

3.

a) CH 4 + 2 O 2 → CO 2 + 2 H 2 O

b) 2 пол. 2 O 5 + 6 Cl 2 → 4 пол. 3 + 5 O 2 5.

а) Ca + 2 H + → Ca 2+ + H 2

б) 2 Sn 2+ → Sn + Sn 4+ 7.

а) 2 Na + Hg 2 Cl 2 → 2 NaCl + 2 Hg

б) 2 Al 2 O 3 + 3 C → 4 Al + 3 CO 2 9.

a) 4 H + + Cu + 2 NO 3 → Cu 2+ + 2 NO 2 + 2 H 2 O в кислом растворе; 2 H 2 O + Cu + 2 NO 3 → Cu 2+ + 2 NO 2 + 4 OH в основном растворе

б) 24 H + + 3 MnO 4 + 7 Fe → 7 Fe 3+ + 3 Mn + 12 H 2 O в кислом растворе; 12 H 2 O + 3 MnO 4 + 7 Fe → 7 Fe 3+ + 3 Mn + 24 OH в основном растворе

11.

a) 2 H + + ClO + Ti 2+ → Cl + H 2 O + Ti 4+ в кислом растворе; H 2 O + ClO + Ti 2+ → Cl + Ti 4+ + 2 OH в основном растворе

б) 2 H + + BrO 3 + Ag → BrO 2 + H 2 O + Ag + в кислом растворе; H 2 O + BrO 3 + Ag → BrO 2 + Ag + + 2 OH в основном растворе

13.

Заряды неправильно сбалансированы. Правильное сбалансированное уравнение: 2 Cr 2+ + Cl 2 → 2 Cr 3+ + 2 Cl .

типов окислительно-восстановительных реакций | Введение в химию

Цель обучения
  • Объясните процессы, участвующие в окислительно-восстановительной реакции, и опишите, что происходит с их различными компонентами.

Ключевые точки
    • В комбинированных реакциях объединяются два элемента.[латекс] A + B \ rightarrow AB [/ латекс].
    • В реакциях разложения соединение распадается на составные части. [латекс] AB \ rightarrow A + B [/ латекс].
    • В реакциях замещения один или несколько атомов заменяются другим. [латекс] AB + C \ rightarrow A + CB [/ латекс].
    • В реакциях горения соединение реагирует с кислородом с образованием диоксида углерода, воды и тепла.
    • В реакциях диспропорционирования молекула восстанавливается и окисляется; эти типы реакций редки.

Условия
  • сгорание: процесс, в котором топливо соединяется с кислородом, обычно при высокой температуре, выделяя CO 2 , H 2 O и тепло
  • .

  • сокращенный термин редокса, обозначающий «восстановление-окисление», два метода переноса электрона, которые всегда происходят вместе

Окислительно-восстановительные реакции происходят повсюду. Фактически, большая часть наших технологий, от огня до аккумуляторов ноутбуков, в значительной степени основана на окислительно-восстановительных реакциях. Окислительно-восстановительные реакции (окислительно-восстановительные) — это реакции, при которых изменяется степень окисления реагентов.Это происходит потому, что в таких реакциях электроны всегда передаются между частицами. Окислительно-восстановительные реакции протекают либо посредством простого процесса, такого как сжигание углерода в кислороде с образованием диоксида углерода (CO 2 ), либо посредством более сложного процесса, такого как окисление глюкозы (C 6 H 12 O 6 ) в человеческом теле через ряд процессов переноса электронов.

Термин «окислительно-восстановительный потенциал» происходит от двух концепций, связанных с переносом электронов: восстановления и окисления.Эти процессы определены следующим образом:

  • Окисление — это потеря электронов или увеличение степени окисления молекулой, атомом или ионом.
  • Восстановление — это увеличение количества электронов или уменьшение степени окисления молекулой, атомом или ионом.

Простая мнемоника для запоминания этих процессов — «НЕФТЯНАЯ ШКАФА» — окисление теряется (электроны), восстановление увеличивается (электроны).

Окислительно-восстановительные реакции — это согласованные наборы: если один вид окисляется в реакции, другой должен быть восстановлен.Помните об этом, когда мы рассмотрим пять основных типов окислительно-восстановительных реакций: комбинация, разложение, смещение, горение и диспропорция.

Комбинация

Комбинированные реакции «объединяют» элементы в химическое соединение. Обычно окисление и восстановление происходят вместе.

Общее уравнение: [латекс] A + B \ rightarrow AB [/ латекс]

Образец 1. Уравнение: 2 H 2 + O 2 → 2 H 2 O

Сумма степеней окисления реагентов равна сумме степеней окисления продуктов: 0 + 0 → (2) (+ 1) + (-2)

В этом уравнении как H 2 , так и O 2 являются молекулярными формами своих соответствующих элементов, и поэтому их степени окисления равны 0. Продукт представляет собой H 2 O: степень окисления -2 для кислорода и +1 для водорода.

Разложение

Реакции разложения являются обратными реакциям комбинации, то есть они представляют собой разложение химического соединения на составляющие его элементы.

Общее уравнение: AB → A + B

Образец 2. Уравнение: 2 H 2 O → 2 H 2 + O 2

Расчет: (2) (+ 1) + (-2) = 0 → 0 + 0

В этом уравнении вода «разлагается» на водород и кислород, оба из которых нейтральны.Подобно предыдущему примеру, H 2 O имеет общую степень окисления 0, причем каждый H принимает состояние +1, а O a -2; таким образом, разложение окисляет кислород от -2 до 0 и восстанавливает водород от +1 до 0.

Рабочий объем

Реакции замещения, также известные как реакции замещения, включают соединения и «замену» элементов. Они протекают как реакции одинарного и двойного замещения.

Общее уравнение (одинарное перемещение): A + BC → AB + CA

Однократная реакция замещения «заменяет» элемент в реагентах на другой элемент в продуктах.

Образец 3. Уравнение: Cl 2 + 2 NaBr → 2 NaCl + Br 2

Расчет: 0 + [(+1) + (-1) = 0] [латекс] \ rightarrow [/ latex] [(+1) + (-1) = 0] + 0

В этом уравнении Cl восстанавливается и замещает Br, в то время как Br окисляется.

Общее уравнение (двойное перемещение): AB + CD → AD + CB

Реакция двойного замещения аналогична реакции одиночного замещения, но включает «замену» двух элементов в реагентах двумя элементами в продуктах.

Образец 4. Уравнение: Fe 2 O 3 + 6 HCl → 2 FeCl 3 + 3 H 2 O

В этом уравнении местами заменяются Fe и H, а также O и Cl.

Сгорание

В реакциях горения всегда участвует кислород и органическое топливо. На следующем изображении мы видим, как метан сгорает с выделением энергии.

Реакция горения метана Это пример реакции горения, окислительно-восстановительного процесса. Метан ([латекс] \ text {CH} _4 [/ latex]) реагирует с кислородом ([латекс] \ text {O} _2 [/ latex]) с образованием диоксида углерода ([латекс] \ text {CO} _2 [ / latex]) и две молекулы воды ([латекс] 2 \ text {H} _2 \ text {O} [/ latex]).

Общее уравнение реакции горения:

[латекс] \ text {C} _x \ text {H} _y + \ left (x + \ dfrac {y} {4} \ right) \ text {O} _2 \ rightarrow x \ text {CO} _2 + \ dfrac {y} {2} \ text {H} _2 \ text {O} [/ latex]

Диспропорционирование

В некоторых окислительно-восстановительных реакциях вещества могут окисляться и восстанавливаться. Они известны как реакции диспропорционирования. Одним из реальных примеров такого процесса является реакция перекиси водорода H 2 O 2 , когда она заливается на рану.Сначала это может показаться простой реакцией разложения, потому что перекись водорода распадается с образованием кислорода и воды:

2 H 2 O 2 (водн.) → 2 H 2 O (л) + O 2 (г)

Однако ключ к этой реакции лежит в степени окисления кислорода. Обратите внимание, что кислород присутствует в реагенте и обоих продуктах . В H 2 O 2 кислород имеет степень окисления -1. В H 2 O его степень окисления -2, и он был восстановлен.Однако в O 2 его степень окисления равна 0, и он был окислен. Кислород в реакции окисляется и восстанавливается, что делает ее реакцией диспропорционирования. Общая форма этой реакции следующая:

2A → A ’+ A”

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Лаборатория 11 — окислительно-восстановительные реакции

Назначение

Для определения относительной окислительной и восстановительной силы ряда металлов и ионов.

Голы

  • 1

    Изучить относительную окислительную и восстанавливающую силы различных металлов.

  • 2

    Приобрести практику работы с электрохимическими ячейками.

  • 3

    Использовать экспериментально определенные клеточные потенциалы для ранжирования полуреакций восстановления.

Введение

Движение или перенос электронов занимает центральное место в нашем понимании химических реакций.Изучение переноса электронов от одного реагента к другому — это изучение электрохимии . Электроны могут спонтанно перемещаться с более высоких энергетических уровней на более низкие энергетические уровни в атоме. Подобное движение может происходить между двумя разными химическими реагентами. Если в одном реагенте есть электроны с более высокой энергией, чем незаполненные орбитали другого реагента, электроны с высокой энергией могут переходить на незаполненные орбитали с более низкой энергией. Этот перенос электронов от одного химического вещества к другому известен как окислительно-восстановительная (окислительно-восстановительная) реакция переноса электрона или .

Рассмотрим окислительно-восстановительную реакцию (1) и рисунок 1 ниже:

(1)

Zn (тв.) + Cu 2+ (водн.) → Zn 2+ (водн.) + Cu (т.)

Рис. 1 : Энергетическая диаграмма реакции между металлическим цинком и ионом меди (II).

Один реагент, металлический цинк, имеет пару электронов на гораздо более высоком уровне энергии, чем незаполненная орбиталь в другом реагенте, ионе меди (II).Электроны на более высокой энергетической орбитали в цинке могут самопроизвольно перемещаться на более низкую энергетическую орбиталь в меди (II). Этот перенос электрона представляет собой окислительно-восстановительную реакцию.

Поскольку реагент с электронами высокой энергии «теряет» свои электроны, его степень окисления увеличивается. В этом примере элементарный цинк имеет степень окисления 0; потеря двух электронов повышает степень окисления до +2. Потеря электронов — это реакция окисления . И наоборот, когда реагент с низкоэнергетической орбиталью «набирает» электроны, его степень окисления снижается.Медь (II) имеет степень окисления +2; элементарный металл имеет степень окисления 0. Прирост электронов представляет собой реакцию восстановления .

В окислительно-восстановительной реакции реагент, который теряет электроны (окисляется), вызывает восстановление и называется восстановителем . В приведенном выше примере восстановителем является металлический цинк; он теряет два электрона (окисляется) и становится ионом Zn 2+ . Реагент, который приобретает электроны (восстанавливается), вызывает окисление и называется окислителем . Ион Cu 2+ получает два электрона (восстанавливается) с образованием металлической меди.

Чтобы иметь полную сбалансированную окислительно-восстановительную систему, должно быть по крайней мере одно восстановление и одно окисление; одно не может происходить без другого, и они будут происходить одновременно. Для сбалансированной системы количество электронов, потерянных в реакции окисления, должно быть равно количеству электронов, полученных на стадии восстановления. Это ключ к уравновешиванию уравнений окислительно-восстановительных реакций. Чтобы отслеживать электроны, удобно записать реакции окисления и восстановления в виде полуреакций. Половинки реакции для уравнения 1 показаны ниже. В этом примере цинк теряет два электрона, а медь (II) принимает оба.

(2)

Zn → Zn 2+ + 2 e (полуреакция окисления, восстановитель)

(3)

Cu 2+ + 2 e → Cu (полуреакция восстановления, окислитель)

В (немного) более сложном примере металлическая медь переносит электроны на ионы серебра, которые имеют степень окисления +1.Половинки реакций и сбалансированное чистое уравнение показаны ниже. Поскольку количество потерянных электронов должно равняться количеству полученных электронов, каждый из двух ионов серебра принимает по одному электрону от одного атома меди, который теряет два электрона.

(4)

Cu → Cu 2+ + 2 e (полуреакция окисления)

(5)

Ag + + 1 e → Ag (полуреакция восстановления)

(6)

2 Ag + + Cu → 2 Ag + Cu 2+ (чистая реакция)

В этом примере медь отдает электроны (окисляется).Это указывает на то, что ион серебра имеет свободную орбиталь с меньшей энергией, чем та, на которой находятся два электрона меди.

В окислительно-восстановительных реакциях окисленная и восстановленная формы каждого реагента называются окислительно-восстановительной парой . Редокс-пары обозначаются как «вол / красный». Окисленная форма пары показана слева, восстановленная форма справа с косой чертой между ними. Например, Cu 2+ / Cu и Zn 2+ / Zn.

Часть A: Относительная реактивность

В Части A этого эксперимента вы оцените относительную силу окислителей и восстановителей, наблюдая за тем, происходят реакции или нет.Каждую реакцию будет сопровождать видимое изменение. Образуется твердое вещество или газ, или произойдет изменение цвета. Это указывает на то, что незаполненные орбитали в окислителе имеют более низкую энергию, чем заполненные орбитали восстановителя. Реакция — результат переноса электрона. Если такого изменения не наблюдается, значит никакой реакции не произошло.

Вы протестируете три окислителя: Cu 2+ , Mg 2+ и MnO 4 , чтобы определить их относительную реакционную способность.Растворы, которые будут поставлять эти ионы, — это Cu (NO 3 ) 2 , Mg (NO 3 ) 2 и KMnO 4 соответственно. Половина реакции восстановления для каждого окислителя показана ниже в алфавитном порядке.

(7)

Cu 2+ (водн.) + 2 e Cu (тв.)

(8)

Mg 2+ (водн.) + 2 e Mg (s)

(9)

MnO 4 (водн.) + 8 H + (водн.) + 5 e Mn 2+ (водн.) + 4 H 2 O (л)

Вы будете реагировать с каждым из них с двумя соединениями, которые могут действовать как восстановители, перекисью водорода (H 2 O 2 ) и йодидом калия (KI).Затем вы протестируете три восстановителя: Cu (s), Mg (s) и Zn (s), чтобы определить их относительную реакционную способность. Половина реакции окисления для каждого восстановителя указана ниже в алфавитном порядке.

(10)

Cu (s) Cu 2+ (водн.) + 2 e

(11)

Mg (ов) Mg 2+ (водн.) + 2 e

(12)

Zn (ов) Zn 2+ (водн.) + 2 e

Вы будете реагировать с каждым из них с двумя видами, которые могут действовать как окислители, водой (H 2 O) и ионом гидроксония (H 3 O + ), поставляемыми соляной кислотой.Обратите внимание, что пара Cu 2+ / Cu и пара Zn 2+ / Zn также исследуются в Части B этого эксперимента. Будьте готовы сравнить относительную реактивность из Части A с вашими наблюдениями при измерении потенциалов клеток в Части B.

Часть B: Потенциалы полуэлементов

Когда электроны передаются спонтанно (с понижением свободной энергии), они могут работать во внешней цепи, если полуреакции разделены на разные части. Так работают батарейки.Такие устройства называются гальваническими ячейками . Также возможно установить электролитическую ячейку , , в которой внешнее напряжение (источник энергии) используется для запуска окислительно-восстановительной реакции в неспонтанном направлении. Многие промышленные процессы включают электролиз. Важным примером является производство металлического алюминия из руды (Al 2 O 3 ).

Разделение полуреакций также позволяет измерить разность энергий между электронами на донорных орбиталях восстановителя и акцепторных орбиталях окислителя.Вы объедините серию пар окислительно-восстановительных сил и измерите разницу в энергии между ними. Обычно это выполняется в электрохимической ячейке. Один показан на рисунке 2 ниже.

Рис. 2 : Электрохимическая ячейка для реакции между металлической медью и ионом цинка.

В гальваническом элементе полуэлементы представляют собой сосуды, содержащие полоску металла в растворе соответствующего иона металла. Металлические полоски называются электродами . Электрод, на котором происходит восстановление, называется катодом , , а электрод, на котором происходит окисление, называется анодом .

Подключение электродов через нагрузку образует внешнюю цепь. Как на иллюстрации, нагрузкой будет вольтметр. Электроны будут перемещаться от высокоэнергетических орбиталей восстановителя на аноде через внешнюю цепь к более низким энергетическим орбиталям окислителя на катоде. Для завершения схемы используется солевой мост , , который позволяет ионам перемещаться от одной полуячейки к другой, для соединения двух полуэлементов.Когда вольтметр используется в качестве нагрузки, можно измерить разность потенциалов между окислителем и восстановителем. Первая разность потенциалов, которую вы будете измерять, будет между парой Cu 2+ / Cu и парой Ag + / Ag. Вы будете использовать это, чтобы настроить свой вольтметр так, чтобы получать положительные показания. Напомним из уравнений 4-6, что металлическая медь отдает электроны ионам серебра. В этой реакции окисляется металлическая медь, поэтому пара Cu 2+ / Cu является анодом.Ионы серебра восстанавливаются, поэтому пара Ag + / Ag является катодом. Электроны движутся к катоду, более электрически положительному электроду, в спонтанной реакции. Разность потенциалов, E , ячейка , определяется как

(13)

E ячейка = E катод — E анод

В гальваническом элементе потенциал элемента должен быть положительным, если катод и анод правильно идентифицированы.

Затем вы измерите разность потенциалов между парой Cu 2+ / Cu и несколькими другими окислительно-восстановительными парами, состоящими из металлов и их ионов.Одна из пар будет Zn 2+ / Zn. Из уравнений 1 — 3 мы знаем, что медь (II) восстанавливается в этой реакции, поэтому пара Cu 2+ / Cu является катодом. Однако, когда пара Cu 2+ / Cu подключена к паре Ag 1+ / Ag, пара Cu 2+ / Cu является анодом. Как это повлияет на измерения? Если пара Cu 2+ / Cu поддерживается на одном и том же выводе вольтметра для всех измерений, те, в которых она является катодом, будут показывать отрицательные потенциалы.Это просто указывает на то, что электроны проходят через вольтметр в направлении, противоположном тому, что было измерено в ячейке с парой Ag + / Ag. Вольтметры чувствительны к направлению потока электронов (электрического тока) и указывают направление с помощью знака разности потенциалов.

Следовательно, в этой экспериментальной установке положительное напряжение означает, что пара Cu 2+ / Cu является анодом, а отрицательное напряжение означает, что пара Cu 2+ / Cu является катодом.Таким образом, вы должны получить серию разностей потенциалов, которые можно расположить от наиболее отрицательных до наиболее положительных. Этот порядок расскажет вам об энергетических отношениях между заполненными орбиталями в металлах и вакантными орбиталями в ионах. Пара, которая создает наиболее отрицательную разность потенциалов с медью, будет иметь металл с наибольшей энергией электронов. Это будет сильнейший восстановитель. Пара, которая создает наиболее положительную разность потенциалов с медью, будет иметь незаполненные орбитали с наименьшей энергией.Это будет сильнейший окислитель.

Для Части B вы будете использовать простую версию электрохимической ячейки. Он будет состоять из круглого пластикового основания с одним центральным углублением, выстланным пористой фриттой, содержащей раствор солевого мостика, и углублениями по окружности для различных растворов полуэлементов. Металлические электроды — это провода, которые будут помещены в растворы, содержащие ионы металлов. Когда выводы вольтметра подключены к двум металлическим электродам, разность потенциалов между двумя ячейками будет измеряться так же, как на Рисунке 2 выше.

Оборудование

Часть A: Относительная реактивность

  • 1

    керамическая пластина

  • 3

    Мензурки 30 мл

  • 1

    бутылка для шприца с деионизированной водой

Часть B: Потенциалы полуэлементов

  • 1

    Модуль MicroLab Multi-EChem Half Cell

  • 1

    Интерфейс MicroLab

  • 1

    вольтметр с зажимом крокодила

Реагенты

Часть A: Относительная реактивность

  • ~ 6 капель 0.1 M Cu (NO 3 ) 2

  • ~ 6 капель 0,1 M Mg (NO 3 ) 2

  • ~ 6 капель 0,1 M KMnO 4 (кислая)

  • ~ 9 капель 3% раствора H 2 O 2

  • ~ 9 капель 0,1 М КИ

  • ~ 9 капель раствора фенолфталеина

  • ~ 2 штуки Cu из металла

  • ~ 2 шт. Металлический цинк

  • ~ 2 шт Mg металл

  • ~ 20 мл 3 M HCl

  • ~ 30 мл водопроводной воды

Часть B: Потенциалы полуэлементов

  • 0.1 M Cu (NO 3 ) 2

  • 0,1 М AgNO 3

  • 0,1 M Pb (NO 3 ) 2

  • 0,1 M Zn (NO 3 ) 2

  • 0,1 млн KNO 3

  • 2 × ~ 1,5 дюйма медный провод

  • ~ 1,5 «серебряная проволока

  • Подводящий провод ~ 1,5 дюйма

  • ~ 1.5-дюймовая цинковая проволока

Безопасность

Раствор перманганата калия (KMnO 4 ) — сильный окислитель; он также кислотный и коррозионный. Раствор 3M HCl кислый и едкий. Оба раствора могут атаковать кожу и вызвать необратимое повреждение глаз. Если какой-либо из этих растворов попал вам в глаза, немедленно промойте глаза. Держите глаза открытыми и промойте водой. При попадании на кожу или одежду промойте пораженный участок водой.Попросите вашего партнера по лаборатории известить вашего инструктора о разливе.

3M HCl выделяет кислые и раздражающие пары. Осторожно добавьте его в мензурки в вытяжном шкафу на боковой полке. Избегайте вдыхания паров.

Восстановители производят газообразный водород при воздействии воды и / или кислоты. Держите реакции вдали от источников возгорания и смойте кислоту с металла перед тем, как выбросить его. Не закрывайте контейнер для отходов плотно.

Как и во всех других лабораториях, обязательно тщательно мойте руки после работы с химическими веществами и не прикасайтесь к глазам и рту во время лаборатории.

Вывоз мусора

Растворы из части A1 эксперимента следует смыть в контейнер для отходов окислителей. В емкости будет воронка. Вылейте содержимое лунок в воронку, а затем промойте планшет водой из отжимной бутылки.

Металлы из Части A2 эксперимента следует удалить из реакций с помощью щипцов, промыть водой, если они подверглись воздействию кислоты, промокнуть для удаления избытка воды, а затем выбросить в контейнер для использованных металлов.Не закрывайте плотно этот контейнер; водородный газ может создать в нем давление. Жидкости из этого эксперимента можно смывать в раковину.

Растворы из части B эксперимента следует смыть в контейнер для отходов окислительно-восстановительных растворов. В емкости будет воронка. Вылейте содержимое лунок в воронку, а затем промойте пластиковую основу водой из отжимной бутылки. Металлические провода следует вернуть на установочный лист для использования в следующем лабораторном разделе.

До класса

Выполните предварительное задание WebAssign.Проверьте свою учетную запись WebAssign на предмет сроков выполнения. Студенты, не заполнившие предварительную лабораторную работу WebAssign, должны принести и сдать предварительную рабочую таблицу.

Лабораторная процедура

Распечатайте лист для этой лабораторной работы. Этот лист понадобится вам для записи ваших данных.

Для этой лаборатории Часть A будет установлена ​​на вашей лабораторной станции. Во время лабораторного периода каждая пара должна по очереди подходить к боковой полке для записи измерений для Части B.

Часть A1: Рейтинг окислителей

  • 1

    Получите керамический планшет с лунками.

  • 2

    Добавьте 3 капли раствора Cu (NO 3 ) 2 в первую лунку, 3 капли раствора Mg (NO 3 ) 2 во вторую лунку и 3 капли раствора KMnO 4 в лунку. третий колодец.

  • 3

    Добавьте по 2 капли раствора H 2 O 2 в каждую лунку. Если что-то произошло, напишите «R» (реакция) в таблице данных A1 и кратко запишите, что произошло в поле под ней.Если ничего не произошло, напишите «NR» (нет реакции) в поле. Любой окислитель, который вступил в реакцию с H 2 O 2 , является более сильным окислителем, чем любой, который не реагировал.

  • 4

    Если реакции не наблюдалось, капните три капли окислителя в другую лунку.

  • 5

    Добавьте по три капли раствора KI в каждую лунку. Если что-то произошло, напишите «R» (реакция) в таблице данных A1 и кратко запишите, что произошло в поле под ней.Если ничего не произошло, напишите «NR» (нет реакции) в поле. Любой окислитель, который прореагировал с KI, является более сильным окислителем, чем любой, который не реагировал.

  • 6

    Вылейте содержимое лунок в емкость для отходов окислителей и промойте ее шприцем. Ополаскиватели также должны попасть в емкость для отходов.
    Вылейте содержимое лунок в емкость для отходов окислителей и промойте ее из шприца.Ополаскиватели также должны попасть в емкость для отходов.

Таблица данных A: Реакции окисляющих агентов

Вопрос 1: Перечислите окислители в порядке от самого слабого до самого сильного.

Вопрос 2: Запишите полуреакции окислителей в порядке от самого слабого к самому сильному. (Подсказка: помните, что окислители восстанавливаются.)

Часть A2: Ранжирование понижающих агентов

  • 1

    Возьмите три стакана на 30 мл и пометьте их Cu, Mg и Zn.

  • 2

    Добавьте по 10-15 мл водопроводной воды в каждую, затем поместите небольшой кусочек металлической меди в ячейку с надписью «Cu», металлический магний в ячейку с меткой «Mg» и металлический цинк в ячейку с меткой «Zn».

  • 3

    В каждый стакан добавьте по 3 капли фенолфталеинового индикатора. Если что-то произошло, напишите «R» (реакция) в таблице данных A2 и кратко запишите, что произошло в поле под ней. Если ничего не произошло, напишите «NR» (нет реакции) в поле.Любой восстановитель, вступивший в реакцию с водой, является более сильным восстановителем, чем любой, который не реагировал.

  • 4

    Пинцетом, предусмотренным в емкости для отходов, удалите металл из каждого из трех стаканов. Если реакции не произошло, промойте металл деионизированной водой и поместите его на бумажное полотенце, чтобы он высох. Этот металл можно использовать на этапе 5. Если реакция все же произошла, поместите металл в емкость для использованного металла . Жидкости можно смывать водой в раковину.

  • 5

    Промойте и высушите химические стаканы, затем поместите новый образец металлов, которые не вступили в реакцию с водой, в надлежащим образом маркированные стаканы.

  • 6

    Добавьте в каждый стакан около 10 мл водопроводной воды.

  • 7

    Подойдите к вытяжному шкафу с боковой полкой и добавьте 10 мл 3 M раствора HCl в каждый стакан. Если что-то произошло, напишите «R» (реакция) в таблице данных A2 и кратко запишите, что произошло в поле под ней.Если ничего не произошло, напишите «NR» (нет реакции) в поле. Любой восстановитель, который прореагировал с кислотой, является более сильным восстановителем, чем любой, который не реагировал.

  • 8

    С помощью пинцета, предоставленного рядом с емкостью для отходов, удалите металлы из каждого стакана, промойте их деионизированной водой из бутылки для отжима и промокните насухо. Поместите их в использованную металлическую банку . Жидкости можно смывать водой в раковину.

  • 9

    Вымойте и высушите все свое оборудование и верните его в место установки, где вы его нашли.

Таблица данных A2: Реакции восстанавливающих агентов

Вопрос 3: Перечислите восстановители в порядке от самого сильного до самого слабого.

Вопрос 4: Запишите полуреакции восстановителей в порядке от самого слабого к самому сильному. (Подсказка: помните, что восстановители окисляются.)

Вопрос 5: Считается, что сильнейший окислитель имеет самый положительный потенциал, а самый сильный восстановитель имеет самый отрицательный потенциал.Основываясь на ваших наблюдениях, составьте список всех полуреакций (как уменьшение) в порядке от наиболее отрицательного к наиболее положительному.

Вопрос 6: Рассмотрим реакцию с участием металлического магния.

  • a

    С каким соединением, элементом или ионом реагировал магний?

  • б

    Напишите полуреакцию того, что случилось с этим химическим веществом. Вы можете использовать Таблицу стандартных возможностей снижения для помощи.

  • c

    Напишите сбалансированное уравнение реакции, которая произошла между металлическим магнием и этим химическим веществом.

Вопрос 7: Вы также наблюдали реакцию с металлическим цинком.

  • a

    С каким соединением, элементом или ионом прореагировал цинк?

  • б

    Напишите полуреакцию того, что случилось с этим химическим веществом. Вы можете использовать Таблицу стандартных возможностей снижения для помощи.

  • c

    Напишите сбалансированное уравнение реакции, которая произошла между металлическим цинком и этим химическим веществом.

Вопрос 8: Основываясь на ваших ответах на вопрос 5, вызовет ли какая-либо из этих комбинаций реакцию?

Часть B: Потенциалы полуэлементов

  • 1

    Чтобы активировать вольтметр MicroLab, сначала убедитесь, что интерфейс MicroLab включен, на что указывает зеленый свет в «o» логотипа MicroLab.На рабочем столе компьютера дважды щелкните значок MicroLab, чтобы открыть программное обеспечение. Появится поле для выбора эксперимента. Выделите «Half-Cell Meter» и нажмите «OK». Убедитесь, что выбран вход напряжения, и нажмите «ОК». Это вызовет дисплей измерителя измеренного напряжения.

  • 2

    Заполните центр ячейки, показанной на рисунке 3, свежим раствором KNO 3 .

  • 3

    Заполните лунки растворами ионов металлов и поместите в раствор соответствующую металлическую проволоку:

    • скв.1 и 2: Cu (NO 3 ) 2 / Cu.Медная проволока будет иметь характерный медный цвет.

    • скв.3: Zn (NO 3 ) 2 / Zn. Цинковая проволока будет серой, и ее будет трудно согнуть.

    • скв.5: Pb (NO 3 ) 2 / Pb. Pb-провод будет тускло-серым и очень гибким.

    • скв.7: AgNO 3 / Ag. Проволока Ag будет блестящей и похожей на серебро.

Рисунок 3 : Модуль полуэлементов MicroLab Multi-EChem

  • 4

    Для медно-медной ячейки прикрепите черный провод зажима типа «крокодил» к медному проводу в лунке 1.

  • 5

    Затем присоедините красный провод зажима типа «крокодил» к другому медному проводу в лунке 2.

  • 6

    Измерьте потенциал в вольтах и ​​запишите его в Таблицу данных B1. Это значение должно быть очень близко к 0,0 В, поскольку нет разницы потенциалов между медью и самой собой. Если вы не обнаружите такого результата, проконсультируйтесь со своим инструктором.

  • 7

    Когда вы закончите измерение, снимите красный провод с медного провода и прикрепите его к серебряному проводу.Измерьте потенциал в вольтах и ​​запишите его в Таблицу данных B1. Ячейка Silver-Copper должна иметь положительный потенциал ячейки. Если это не так, проконсультируйтесь со своим инструктором.

  • 8

    Повторите шаг 7 для пар цинк-медь и свинец-медь.

  • 9

    Когда закончите, утилизируйте все отходы в соответствующий контейнер в вытяжном шкафу, промойте ячейку и снова наполните центральную ячейку раствором KNO 3 .

  • 10

    Введите четыре пары в таблицу данных B2, расположив их в порядке от наиболее отрицательного потенциала к наиболее положительному.

  • 11

    Мы рассматривали пару Cu 2+ / Cu как точку отсчета для наших измерений. Тем не менее, стандартный водородный электрод (SHE) определяется международной конвенцией как эталон нулевого напряжения. Восстановительный потенциал Cu 2+ / Cu равен +0.34 В относительно этого стандарта. Следовательно, добавляя +0,34 В к каждому из измеренных потенциалов относительно Cu , 2+ / Cu преобразует их в потенциалы относительно SHE. Введите эти значения в столбец 3 таблицы данных B2.

  • 12

    Обратитесь к таблице стандартных восстановительных потенциалов, приведенной на внутренней стороне передней обложки этого лабораторного руководства, чтобы найти фактические стандартные восстановительные потенциалы этих четырех пар. Введите эти значения в столбец 4 таблицы данных B2.

Таблица данных B1: потенциалов ячеек в сравнении с парой Cu 2+ / Cu

Таблица данных B2: потенциалов ячеек в порядке, с полуреакциями

Вопрос 9: На основании порядка, полученного экспериментально,

  • a

    У какого вида орбитали заполнены или частично заполнены наибольшей энергией?

  • б

    Какой вид имеет незаполненные или частично заполненные орбитали с наименьшей энергией?

  • c

    Какой вид является самым сильным восстановителем?

  • г

    Какой вид является самым сильным окислителем?

Вопрос 10: Используя порядок, который вы нашли в таблице данных B2 для потенциалов ячеек, запишите полуреакцию для каждой полуячейки.Запишите реакции в виде сокращений.

Вопрос 11: Пара Mg 2+ / Mg не тестировалась при измерении потенциалов полуэлементов. Основываясь на его поведении в Части A, где бы вы поместили его в Таблицу данных B2? (Если вы сначала выполняете часть B, вернитесь к этому вопросу после выполнения обеих частей лабораторной работы.

  • 13

    Перед тем как уйти, подойдите к компьютеру в лаборатории и введите свои результаты в лабораторное задание. Если все результаты считаются правильными, выйдите из системы.Если не все результаты верны, попробуйте найти ошибку или проконсультируйтесь с инструктором лаборатории. Когда все результаты верны, запишите их и выйдите из WebAssign. Лабораторное задание должно быть выполнено к концу лабораторного периода. Если требуется дополнительное время, проконсультируйтесь с инструктором вашей лаборатории.

Copyright © 2010-2013 Advanced Instructional Systems, Inc. и Государственный университет Северной Каролины | Кредиты

Реакция восстановления окисления — обзор

3.1 Зеленый флуоресцентный белок, чувствительный к восстановлению и окислению

Зеленый флуоресцентный белок, чувствительный к восстановлению и окислению (roGFP), выявляет окислительные изменения в клетке (Cannon & Remington, 2006; Hanson et al., 2004; Lohman & Remington, 2008). Флуоресцентные свойства roGFP в ответ на состояния окисления (восстановленный дитиол или окисленный дисульфид) обусловлены добавлением двух цистеинов в бета-цилиндрическую структуру GFP. roGFP широко использовался в различных исследованиях in vitro, и in vivo, (Berkelhamer et al., 2013; Селотто, Лю, Вандемарк и Палладино, 2012 г .; Дюпрез, Рома, Клоуз и Джонас, 2012 г .; Farrow et al., 2012; Гиббс-Флурной, Симмонс, Бромберг, Дик и Самет, 2013; Гузман и др., 2010; Хеллер, Мейер и Тудзински, 2012; Лю, Селотто, Ромеро, Випф и Палладино, 2012 г .; Loor et al., 2010; Мейер и др., 2007; Mungai et al., 2011; ван Лит, Тивари, Педиани, Миллиган и Буллейд, 2011 г .; Wedgwood et al., 2011; Ю. и др., 2009). roGFP позволяют в реальном времени контролировать окислительно-восстановительный статус в клетке, но некоторые из них имеют медленное время реакции на окислительно-восстановительные изменения (Cannon & Remington, 2006; Hanson et al., 2004). Были разработаны новые версии roGFP1 с основными остатками, расположенными рядом с ключевыми цистеинами, что привело к увеличению времени отклика (Cannon & Remington, 2006). Вариант roGFP2 имеет pH-зависимую флуоресцентную эмиссию и имеет гораздо более широкий динамический диапазон (Meyer et al., 2007; Schwarzlander et al., 2008).

Слитый белок Grx1 – roGFP2 отличается от своих предшественников (Gutscher et al., 2008). Он имеет «встроенный глутаредоксин» путем слияния глутаредоксина (Grx1) и roGFP2. Поскольку тиол-дисульфидный обмен между ними катализируется глутаредоксином, соединение Grx1 с roGFP2 устраняет фактор, ограничивающий скорость (Лукьянов и Белоусов, 2014).Уже было показано, что он превосходит roGFP2 по скорости реакции и чувствительности: Grx1 – RoGFP2 может реагировать на восстановленный глутатион (GSH) или окисленный глутатион (GSSG) за считанные минуты, в то время как roGFP2 не реагирует в аналогичных условиях. Он также чувствителен к определению следовых количеств GSSG, что делает его лучшим выбором, доступным в настоящее время для измерения соотношения GSH / GSSG в сильно восстановленных средах (Gutscher et al., 2008). Та же группа слила дрожжевую пероксидазу (Orp1) с roGFP2, чтобы получить Orp1-roGFP2 (Gutscher et al., 2009). Как и HyPer (раздел 3.3), Orp1-roGFP2 реагирует с перекисью водорода. Однако HyPer реагирует с перекисью водорода напрямую, тогда как реакция между Orp1-roGFP2 и перекисью водорода опосредуется пероксидазой, что объясняет более высокую скорость окисления с помощью HyPer (Gutscher et al., 2009). Варианты roGFP

были успешно нацелены на митохондрии in vitro (Berkelhamer et al., 2013; Duprez et al., 2012; Farrow et al., 2012; Gibbs-Flournoy et al., 2013; Loor et al. , 2010; Mungai et al., 2011) и in vivo (Celotto et al., 2012; Guzman et al., 2010; Heller et al., 2012; Hrizo et al., 2013; Liu, Celotto, et al., 2012, Liu, Liu , Wang, Yang, & Wang, 2012; Meyer et al., 2007). Хотя на сегодняшний день митохондрия является наиболее целевой органеллой, варианты roGFP также были нацелены на эндоплазматический ретикулум (Birk et al., 2013; van Lith et al., 2011) и потенциально могут быть нацелены на другие клеточные компартменты. Другой редокс-чувствительный флуоресцентный белок (rxYFP) (Ostergaard, Henriksen, Hansen, & Winther, 2001), первый сконструированный, генетически закодированный сенсорный белок окислительно-восстановительного потенциала (Лукьянов и Белоусов, 2014), был использован для определения специфического для глутатиона окислительно-восстановительного состояния. в клеточных компартментах (Banach-Latapy et al., 2013; Колосов и др., 2012).

Окислительно-восстановительные реакции | Протокол

2.17: окислительно-восстановительные реакции

Окислительно-восстановительные реакции или окислительно-восстановительные реакции изменяют степень окисления атомов за счет переноса электронов от одного атома, восстанавливающего агента, к другому атому, который принимает электрон, окислитель. Здесь атом, который отдает электроны, окисляется — он теряет электроны — а атом, который принимает электроны, восстанавливается — он имеет менее положительный заряд, потому что он приобретает электроны.Движение энергии в окислительно-восстановительных реакциях зависит от способности атомов притягивать связывающие электроны — их электроотрицательности. Если окислитель более электроотрицателен, чем восстановитель, то выделяется энергия. Однако, если окислитель менее электроотрицателен, чем восстановитель, требуется подвод энергии.

Восстановители окисляются

Окисление — это потеря или получение электронов? Терминология может сбивать с толку. Акроним OIL RIG обычно используется для запоминания.Это означает окисление — потеря; уменьшение есть прибыль. Итак, если атом окисляется, он теряет электроны. В качестве восстановителя окисленный атом передает электроны другому атому, вызывая его восстановление. Имея в виду OIL RIG, можно ответить на большинство вопросов об участниках окислительно-восстановительной реакции.

Электроотрицательность и энергия

Окислительно-восстановительные реакции либо производят, либо требуют энергии. Если атом теряет электрон в пользу более электроотрицательного атома, то это энергетически выгодная реакция, и энергия выделяется.На самом деле это очень логично — подобно тому, как сильный человек выигрывает перетягивание каната с более слабым — потому что более электроотрицательный атом имеет большую способность притягивать электроны к себе. Биологический пример этого типа реакции — клеточное дыхание, при котором энергия высвобождается и используется для создания АТФ, формы энергии, которую клетки могут легко использовать.

Другие окислительно-восстановительные реакции требуют энергии, а не высвобождения. Если электрон перемещается от более электроотрицательного атома к менее электроотрицательному атому, необходимо использовать энергию.Это похоже на то, как более слабый человек выигрывает перетягивание каната с более сильным — для этого требуется энергия из внешнего источника. Биологический пример — фотосинтез, при котором электроны передаются от воды к углекислому газу с помощью энергии в виде света.

Неполный перенос электронов

Окислительно-восстановительная реакция может происходить не только при переносе электрона, но также при изменении распределения электрона в ковалентной связи! Например, при взаимодействии метана и кислорода они дают углекислый газ и воду.В этом случае углерод в метане окисляется. Это связано с тем, что электроны в метане поровну распределяются между углеродом и водородом, тогда как углерод в диоксиде углерода частично положителен, поскольку кислород притягивает электроны больше, чем углерод.

Реакция одинарного вытеснения: Ион цинка и меди (II) REDOX

Это отличная демонстрация, которую можно представить в начале раздела по электрохимии, потому что позже за ней можно будет следить за демонстрацией ячейки цинк / медь.Эту демонстрацию также можно использовать при обсуждении реакций одиночного замещения, окислительно-восстановительных реакций или электроотрицательности.

Активное обучение

Пожалуйста, не читайте лекции своим ученикам. Используйте серию хорошо составленных вопросов, визуализаций и учебник в стиле POGIL, чтобы помочь вашим ученикам понять, при каких условиях будут происходить реакции однократного смещения.

Эффективность демонстрации повышается, когда 1) учащиеся проходят через последовательность инструкций по запросу, 2) учащиеся просматривают компьютерную анимацию, изображающую то, что происходит на атомном уровне: окисление цинка и восстановление Cu 2 Ионы + , и 3) студенты работают с рабочим листом, который сопровождает демонстрацию и компьютерное моделирование.Набор слайдов Power Point, пытающихся привнести некоторое активное обучение в презентацию этой демонстрации, размещен в меню справа.

Activity Series of Metals Компьютерное моделирование

Выберите различные металлы для испытаний в водных растворах M 2 + . Составьте серию приемов пищи, основываясь на наблюдениях за тем, реагирует ли металл с водным раствором M 2 + . Возможность просмотра компьютерной анимации на уровне частиц взаимодействия иона M 2 + с металлическим электродом.На основании наблюдений запишите полуреакции окисления-восстановления.

http://pages.uoregon.edu/tgreenbo/redox2.html

http://intro.chem.okstate.edu/1515F01/Laboratory/ActivityofMetals/home.html

© 2010 Greenbowe Chemistry Education Учебные ресурсы.

Это компьютерное моделирование на основе OLD FLASH, разработанное Томом Гринбоу и его исследовательской группой по химическому образованию. Планируется разработать новое компьютерное моделирование этой деятельности на основе HTML5.

На веб-сайте демонстрации химии Университета Пердью есть отличный «фильм» об этой демонстрации лекции

http://chemed.chem.purdue.edu/demos/main_pages/9.11.html

Цели обучения

После просмотра Для демонстрации и компьютерной анимации на уровне частиц (молекулярные сцены) студенты должны уметь

1. написать полуреакцию окисления и полуреакцию восстановления

2. определить, что окисляется, а что восстанавливается

3.объясните, почему цинк является более активным металлом по сравнению с медью.

4. Объясните, почему водный раствор сульфата меди (II) становится синим и почему синий цвет исчезает по мере протекания реакции

Общие принципы окисления-восстановления — MCAT Физический

Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает одно
или другие ваши авторские права, сообщите нам, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее
то
информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту.Если репетиторы университета предпримут действия в ответ на
ан
Уведомление о нарушении, он предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент
средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении прав может быть отправлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как
в виде
ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатов), если вы существенно
искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права.Таким образом, если вы не уверены, что контент находится
на Веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.

Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись правообладателя или лица, уполномоченного действовать от их имени;
Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены;
Описание характера и точного местонахождения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \
достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам университетских школ найти и точно идентифицировать этот контент; например, мы требуем
а
ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание
к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба;
Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; а также
Ваше заявление: (а) вы добросовестно считаете, что использование контента, который, по вашему мнению, нарушает
ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все
информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство, что вы
либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:

Чарльз Кон
Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105

Или заполните форму ниже:

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.