Главная Производство Окислительно-восстановительные реакции. Окислительно- восстановительные реакции в природе

Окислительно-восстановительные реакции. Окислительно- восстановительные реакции в природе

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Восстановительные реакции. Классификация ОВР. Цели урока: 1. обучающие - систематизировать знания учащихся о классификации химических реакций в свете электронной теории; - научить объяснять основные понятия ОВР; - дать классификацию ОВР 2. развивающие - развивать умение наблюдать, делать выводы; - продолжить развитие логического мышления, умений анализировать и сравнивать; 3. воспитательные - формировать научное мировоззрение учащихся, совершенствовать трудовые навыки; -воспитать умение слушать друг друга, анализировать ситуацию, совершенствовать культуру межличностного общения

Основные понятия: окислительно-восстановительные реакции окислитель восстановитель, процессы окисления восстановления реакции межмолекулярные внутримолекулярные диспропорционирования Оборудование: ПСХЭ Д. И. Менделеева

При образовании определенных видов химической связи происходит процесс присоединения электронов атомом или их отдача, поэтому возможно образование общих электронных пар или заряженных частиц- катионов и анионов Процесс восстановления- процесс принятия электронов атомом (частицей) +n В результате наблюдается понижение степени окисления Т.о. при восстановлении- с.о. понижается Например +2 Задание. Напишите процесс восстановления меди () Процесс окисления - п роцесс отдачи электронов атомом (частицей) n В результате наблюдается повышение степени окисления Т.о. при окислении - с.о. повышается Например Задание. Напишите процесс окисления алюминия ()

Окислитель и восстановитель. Умение определять функции вещества/частицы (окислительные или восстановительные) по с.о. элемента Восстановитель - частица, атом, молекула, отдающие электроны (донор электронов). Восстановитель всегда повышает с.о. Окислитель - частица, атом, молекула, принимающие электроны (получатель электронов). Окислитель всегда понижает с.о. 1. Так если в соединении элемент находится в минимальной с.о., как сера в (-2 это минимальная с.о. серы / №группы -8 /), то соединение высупает в роли восстановителя Например: … 2. Если в соединении элемент находится в максимальной с. о., как сера в – соединение выступает в роли окислителя Например: H …

Важнейшие Окислители и Восстановители Окислители: K H А так же некоторые простые вещества Восстановители H H А так же некоторые простые вещества Металлы, CO, C Задание: Найдите среди предложенных соединений окислители и восстановители HN S CuO

Все химические реакции, которые протекают с изменением с.о. элементов называются окислительно -восстановительными.

Межмолекулярные ОВР- обмен электронами происходит между различными атомами (молекулами, ионами)- окислитель и восстановитель находятся в разных молекулах: + = Реакции внутримолекулярного окисления и восстановления – окислитель и восстановитель находятся в одном и том же веществе (молекуле, частице) = + 2 Реакции диспропорционирования (дисмутации) – реакции в которых один и тот же элемент выступает и в качестве окислителя и в качестве восстановителя, причем в результате реакции образуются соединения, которые содержат один и тот же химический элемент в разных с.о. K _________________________________________________________________ Задание К какому типу ОВР относится реакция: N + + HN

ЗАКРЕПЛЕНИЕ 2 𝑆+𝑆 = 3S + 2 O Является ли реакция ОВР? Определить степень окисления элементов Найти окислитель, восстановитель Определить тип ОВР ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ 1. п.11, учить 2. из текста выписать ОВР всех типов (по два примера)

1 слайд

2 слайд

Понятие окислительно-восстановительных реакций Химические реакции, протекающие с изменением степени окисления элементов, входящих в состав реагирующих веществ, называются окислительно-восстановительными

3 слайд

Окисление - процесс отдачи электронов атомом, молекулой или ионом. Атом превращается в положительно заряженный ион: Zn0 – 2e → Zn2+ отрицательно заряженный ион становится нейтральным атомом: 2Cl- -2e →Cl20 S2- -2e →S0 Величина положительно заряженного иона (атома) увеличивается соответственно числу отданных электронов: Fe2+ -1e →Fe3+ Mn+2 -2e →Mn+4

4 слайд

Восстановление - процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом. Атом превращается в отрицательно заряженный ион S0 + 2e → S2− Br0 + e → Br − Величина положительно заряженного иона (атома) уменьшается соответственно числу присоединенных электронов: Mn+7 + 5e → Mn+2 S+6 + 2e → S+4 − или он может перейти в нейтральный атом: Н+ + е → Н0 Cu2+ + 2e → Cu0

5 слайд

Восстановители - атомы, молекулы или ионы, отдающие электроны. Они в процессе ОВР окисляются Типичные восстановители: ● атомы металлов с большими атомными радиусами (I-А, II-А группы), а так же Fe, Al, Zn ● простые вещества-неметаллы: водород, углерод, бор; ● отрицательно заряженные ионы: Cl−, Br−, I−, S2−, N−3. Не являются восстановителем фторид- ионы F−. ● ионы металлов в низшей с.о.: Fe2+,Cu+,Mn2+,Cr3+; ● сложные ионы и молекулы, содержащие атомы с промежуточной с.о.: SO32−, NO2−; СО, MnO2 и др.

6 слайд

Окислители - атомы, молекулы или ионы, присоединяющие электроны. Они в процессе ОВР восстанавливаются Типичные окислители: ● атомы неметаллов VII-А, VI-А, V-A группы в составе простых веществ ● ионы металлов в высшей с.о.: Cu2+, Fe3+,Ag+ … ● сложные ионы и молекулы, содержащие атомы с высшей и высокой с.о.: SO42−, NO3−, MnO4−, СlО3−, Cr2O72-, SO3, MnO2 и др.

7 слайд

На проявление окислительно-восстановительных свойств влияет такой фактор, как устойчивость молекулы или иона. Чем прочнее частица, тем в меньшей степени она проявляет окислительно-восстановительные свойства

8 слайд

Например, азот имеет высокую электроотрицательность и мог бы быть сильным окислителем в виде простого вещества, но в его молекуле тройная связь, молекула очень устойчивая, азот химически пассивен.

9 слайд

Или НСLO более сильный окислитель в растворе, чем НСLO4, так как НСLO – менее устойчивая кислота.

10 слайд

Если химический элемент находится в промежуточной степени окисления, то он проявляет свойства и окислителя, и восстановителя.

11 слайд

Степени окисления серы: -2,0,+4,+6 Н2S-2 - восстановитель 2Н2S+3O2=2H2O+2SO2 S0,S+4O2 – окислитель и восстановитель S+O2=SO2 2SO2+O2=2SO3 (восстановитель) S+2Na=Na2S SO2+2H2S=3S+2H2O (окислитель) Н2S+6O4 - окислитель Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2+2H2O

12 слайд

Определение степеней окисления атомов химических элементов С.о. атомов х/э в составе простого вущества = 0 Алгебраическая сумма с.о. всех элементов в составе иона равна заряду иона Алгебраическая сумма с.о. всех элементов в составе сложного вещества равна 0. K+1 Mn+7 O4-2 1+х+4(-2)=0

13 слайд

Классификация окислительно-восстановительных реакций Реакции межмолекулярного окисления 2Al0 + 3Cl20 → 2Al+3 Cl3-1 Реакции внутримолекулярного окисления 2KCl+5O3-2 →2KCl-1 + 3O20 Реакции диспропорционирования, дисмутации (самоокисления-самовосстановления): 3Cl20 + 6KOH (гор.) →KCl+5O3 +5KCl-1+3H2O 2N+4O2+ H2O →HN+3O2 + HN+5O3

14 слайд

Это полезно знать Степени окисления элементов в составе аниона соли такие же, как и в кислоте, например: (NH4)2Cr2+6O7 и H2Cr2+6O7 Степень окисления кислорода в пероксидах равна -1 Степень окисления серы в некоторых сульфидах равна -1, например: FeS2 Фтор- единственный неметалл, не имеющий в соединениях положительной степени окисления В соединениях NH3, CH4 и др. знак электроположительного элемента водорода на втором месте

15 слайд

Окислительные свойства концентрированной серной кислоты Продукты восстановления серы: H2SO4 + оч.акт. металл (Mg, Li, Na…) → H2S H2SO4 + акт. металл (Mn, Fe, Zn…) → S H2SO4 + неакт. металл (Cu, Ag, Sb…) → SO2 H2SO4 + HBr → SO2 H2SO4 + неметаллы (C, P, S…) → SO2 Примечание: часто возможно образование смеси этих продуктов в различных пропорциях

Окислительно- восстановительные реакции самые распространенные и играют большую роль в природе. Они являются основой жизни на Земле, так как с ними связаны дыхание и обмен веществ в живых организмах, гниение и брожение, фотосинтез в зеленых частях растений и нервная деятельность человека и животных.

Дыхание В процессе дыхания углевод, жиры и белки в реакциях биологического окисления и постепенной перестройки органического скелета отдают спои атомы водорода с образованием восстановленных форм. Последние при окислении в дыхательной цепи освобождают энергию, которая аккумулируется в активной форме в сопряженных реакциях синтеза АТФ.

Химическая коррозия металлов После разрушения металлической связи, атомы металла и атомы, входящие в состав окислителей, образуют химическую связь. Такой тип коррозии присущ средам, которые не способны проводить электрический ток – это газы, жидкие неэлектролиты.

Окисление - процесс отдачи электронов атомом, молекулой или ионом. Атом превращается в положительно заряженный ион: Zn 0 – 2e Zn 2+ отрицательно заряженный ион становится нейтральным атомом: 2Cl - -2e Cl 2 0 S 2- -2e S 0 Величина положительно заряженного иона (атома) увеличивается соответственно числу отданных электронов: Fe 2+ -1e Fe 3+ Mn +2 -2e Mn +4

Восстановление - процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом. Атом превращается в отрицательно заряженный ион S 0 + 2e S 2 Br 0 + e Br Величина положительно заряженного иона (атома) уменьшается соответственно числу присоединенных электронов: Mn e Mn +2 S e S +4 или он может перейти в нейтральный атом: Н + + е Н 0 Cu e Cu 0

Восстановители - атомы, молекулы или ионы, отдающие электроны. Они в процессе ОВР окисляются Типичные восстановители: атомы металлов с большими атомными радиусами (I-А, II-А группы), а так же Fe, Al, Zn простые вещества-неметаллы: водород, углерод, бор; отрицательно заряженные ионы: Cl, Br, I, S 2, N 3. Не являются восстановителем фторид- ионы F. ионы металлов в низшей с.о.: Fe 2+,Cu +,Mn 2+,Cr 3+ ; сложные ионы и молекулы, содержащие атомы с промежуточной с.о.: SO 3 2, NO 2 ; СО, MnO 2 и др.

Окислители - атомы, молекулы или ионы, присоединяющие электроны. Они в процессе ОВР восстанавливаются Типичные окислители: атомы неметаллов VII-А, VI-А, V-A группы в составе простых веществ ионы металлов в высшей с.о.: Cu 2+, Fe 3+,Ag + … сложные ионы и молекулы, содержащие атомы с высшей и высокой с.о.: SO 4 2, NO 3, MnO 4, СlО 3, Cr 2 O 7 2-, SO 3, MnO 2 и др.

Степени окисления серы: -2,0,+4,+6 Н 2 S -2 - восстановитель 2Н 2 S+3O 2 =2H 2 O+2SO 2 S 0,S +4 O 2 – окислитель и восстановитель S+O 2 =SO 2 2SO 2 +O 2 =2SO 3 (восстановитель) S+2Na=Na 2 S SO 2 +2H 2 S=3S+2H 2 O (окислитель) Н 2 S +6 O 4 - окислитель Cu+2H 2 SO 4 =CuSO 4 +SO 2 +2H 2 O

Классификация окислительно- восстановительных реакций Реакции межмолекулярного окисления 2Al 0 + 3Cl 2 0 2Al +3 Cl 3 -1 Реакции внутримолекулярного окисления 2KCl +5 O KCl O 2 0 Реакции диспропорционирования, дисмутации (самоокисления-самовосстановления): 3Cl KOH (гор.) KCl +5 O 3 +5KCl -1 +3H 2 O 2N +4 O 2 + H 2 O HN +3 O 2 + HN +5 O 3

Это полезно знать Степени окисления элементов в составе аниона соли такие же, как и в кислоте, например: (NH 4) 2 Cr 2 +6 O 7 и H 2 Cr 2 +6 O 7 Степень окисления кислорода в пероксидах равна -1 Степень окисления серы в некоторых сульфидах равна -1, например: FeS 2 Фтор- единственный неметалл, не имеющий в соединениях положительной степени окисления В соединениях NH 3, CH 4 и др. знак электроположительного элемента водорода на втором месте

Окислительные свойства концентрированной серной кислоты Продукты восстановления серы: H 2 SO 4 + оч.акт. металл (Mg, Li, Na…) H 2 S H 2 SO 4 + акт. металл (Mn, Fe, Zn…) S H 2 SO 4 + неакт. металл (Cu, Ag, Sb…) SO 2 H 2 SO 4 + HBr SO 2 H 2 SO 4 + неметаллы (C, P, S…) SO 2 Примечание: часто возможно образование смеси этих продуктов в различных пропорциях

Пероксид водорода в окислительно- восстановительных реакциях Среда раствора Окисление (Н 2 О 2 -восстановитель) Восстановление (Н 2 О 2 -окислитель) кислая Н 2 О 2 -2еО 2 + 2Н + (О – 2еО 2 0) Н 2 О 2 +2Н + +2е2Н 2 О (О е2О - 2) щелочная Н 2 О 2 +2ОН -О 2 +2Н 2 О (О – 2еО 2 0) Н 2 О 2 +2е2ОН - (О е2О - 2) нейтральная Н 2 О 2 - 2еО 2 + 2Н + (О – 2еО 2 0) Н 2 О 2 +2е2ОН - (О е2О - 2)

Азотная кислота в окислительно- восстановительных реакциях Продукты восстановления азота: Концентрированная HNO 3: N +5 +1e N +4 (NO 2) (Ni, Cu, Ag, Hg; C, S, P, As, Se); пассивирует Fe, Al, Cr Разбавленная HNO 3: N +5 +3e N +2 (NO) (Металлы в ЭХРНМ Al …Cu; неметаллы S, P, As, Se) Разбавленная HNO 3: N +5 +4e N +1 (N 2 O) Ca, Mg, Zn Разбавленная HNO 3: N +5 +5e N 0 (N 2) Очень разбавленная: N e N -3 (NH 4 NO 3) (активные металлы в ЭХРНМ до Al)

Значение ОВР ОВР чрезвычайно распространены. С ними связаны процессы обмена веществ в живых организмах, дыхание, гниение, брожение, фотосинтез. ОВР обеспечивают круговорот веществ в природе. Их можно наблюдать при сгорании топлива, коррозии и выплавке металлов. С их помощью получают щелочи, кислоты и другие ценные химические вещества. ОВР лежат в основе преобразования энергии взаимодействующих химических веществ в эклектическую энергию в аккумуляторах гальванических элементах.

Тема проекта "Окислительно-восстановительные реакции".

Творческое название проекта "Кто-то теряет, а кто-то находит..." .

Координатор проекта Дробот Светлана Сергеевна , учитель химии, [email protected]

Учебный предмет - химия .

Участниками проекта стали одиннадцатиклассники.

Проект проводился с октябрь по декабрь (3 месяца) в 11 М классе.

Тема "Окислительно-восстановительные реакции" проходит красной нитью через весь курс химии в школе (8, 9 и 11кл) и является очень сложной для понимания процессов происходящих в результате этих реакций.

Основополагающий вопрос: Возможен ли конец света?

По этой теме были сформулированы следующие проблемные вопросы:

1.Где в окружающем нас мире мы встречаемся с ОВР?
2.В чем отличие обменных реакций от окислительно-восстановительных?
3.Чем отличается степень окисления от валентности?
4.Какие особенности протекания ОВР в органической химии?

Проблемные вопросы были составлены таким образом, чтобы как можно подробнее показать все явления, связанные с окислительно-восстановительными процессами, происходящими в окружающем нас мире и вызвать интерес у ребят к изучению этих сложных химических процессов.

Учащимися были проведены исследовательские работы по поставленным перед ними проблемным вопросам. Они работали по двум направлениям. Одни проводили исследования, рассматривая ОВР как химический процесс:

1. Валентность и степень окисления.
4. ОВР в органической химии.
3. Что такое ОВР и что такое РИО.
4. Анод + катод = электролиз
5. Окислительно-восстановительные реакции

А другие с точки зрения практической значимости данных процессов:
1. В царстве рыжего дьявола.
2. Вы еще не в белом? Тогда мы идем к вам!
3. Семь чудес в живой и неживой природе.
4. Этот День Победы...

Презентацию "В царстве рыжего дьявола" можно использовать не только как исследовательскую работу, но и на уроках химии при объяснении данной темы потому, что здесь объясняется понятие коррозии, сущность этого процесса, классификация - химическая, электрохимическая, механохимическая; способы защиты от коррозии. А материал: виды коррозии, Знаете, ли Вы что.. выходит за рамки учебной программы.

В презентации "Вы еще не в белом?…" идет речь о применении окислительно-восстановительных реакций в быту. Стирка по-научному - выведение пятен иода, пятен различного вида; рекомендации обращения с изделиями из натуральной шерсти; о составе порошков и о роли того или иного компонента при стирке.

"Семь чудес живой и неживой природы". В этой презентации рассказывается о семи чудесах живой и неживой природы - горение, коррозия металлов, взрыве, электролизу, гниении, брожении, фотосинтезе. В результате был сделан вывод: эти семь чудес живой и неживой природы относятся к окислительно-восстановительным реакциям, окружающим нас и играющим огромную роль в нашей жизни.

"Этот день Победы". Применение окислительно-восстановительных реакций на войне.

Творческим итогом исследовательских работ учащихся становится образовательный сайт . Сайт объединяет в себе весь материал по теме. В нем же находится проверочный тест, который позволяет проверить знания и получить оценку. Преимущество данного сайта в том, что он доступен любому учащемуся по сети Интернет.

Подводя итоги своих исследовательских работ, учащиеся пришли к выводу, что весь окружающий нас мир можно рассматривать как гигантскую химическую лабораторию, в которой ежесекундно протекают химические реакции в основном окислительно-восстановительные и пока в природе существуют окислительно-восстановительные процессы, конец света невозможен.

В ходе работы над проектом был разработан дидактический материал (тесты, методы определения валентности, степени окисления; составление ОВР методом электронного баланса, составление ОВР методом полуреакций, правило составления реакций ионного обмена).

Работая над проектом, было использовано большое количество научной, методической, научно-популярной литературы.

Так же были использованы ресурсы Интернет.

Наш проект поможет учащимся самостоятельно разобраться в трудных вопросах данной темы, а так же подготовиться к сдаче ЕГЭ по химии.

Весь окружающий нас мир можно рассматривать как гигантскую химическую лабораторию, в которой ежесекундно протекают химические реакции в основном окислительно-восстановительные.