1) Напишите в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде возможные уравнения реакций согласно схеме:
а) CaCO3 + HCl → е) AgNO3 + AlCl3 →
б) Ba(NO3)2 + Al2(SO4)2→ ж) SO2 + HCl →
в) KOH + BaCl 2→ з) HNO3 + Cu(OH)2 →
г) Al + H2SO4 → и) N2O5 + KOH →
д) Fe2O3 + NaOH → к) Cu + NaOH →
1) Найти массу соли и объём водорода, образовавшиеся при взаимодействии соляной кислоты с 19,2 г магния.
2) Какое количество вещества водорода выделится в результате реакции замещения между магнием и 50 г 14,75-ного раствора серной кислоты?
гы Окислительно-восстановительные реакции часто довольно громоздки и, тем не менее, их нужно уметь уравнивать. Для этой цели используют предельно простую модель молекулы. Прежде всего вводят понятие о степени окисления атома в молекуле. Начнем с конкретных примеров. Степень окисления атомов в молекулах простых веществ (H2, F2, O2, O3, графит, алмаз, металлы) принимается равной нулю. Атомы щелочных металлов во всех соединениях с неметаллами имеют степень окисления равную +1 (если вспомнить о ионном характере связи в этих молекулах, то это действительно так). Атомы фтора (самого активного из всех неметаллов) во всех соединениях имеют степень окисления равную -1. В соединениях с металлами, где имеется ионный тип связи, это действительно так. Но выше мы уже видели, что в молекуле HF электронная пара, образующая химическую связь, лишь немного смещена к атому фтора и у него (исходя из величины дипольного момента) появляется заряд равной -0.4. При введении понятия "степень окисления" постулируется, что все ковалентные полярные связи становятся ионными. И только после этого нужно вычислиь тот заряд, который был бы у данного атома, а величину этого заряда в целых единицах принимают за степень окисления.
Атомы кислорода во всех соединениях (кроме O2, O3, H2O2 и ее производных, F2O) имеют степень окисления равную -2.
Дальше начинается элементарный подсчет. Любая молекула в целом электронейтральна: сумманое число положительных степеней окисления в молекуле равно суммарному числу отрицательных степеней окисления. Рассмотрим оксиды азота:
Так как степень окисления атомов кислорода равна -2, то степень окисления атомов азота можно легко подсчитать (они приведены под формулами оксидов).
Водород в соединениях с металлами (в молекулах гидридов металлов) имеет степень окисления равную -1. Водород в соединениях с неметаллами (как самый слабый из неметаллов) имеет степень окисления равную +1.
Итак, степень окисления атома в молекуле равна тому заряду, который был бы на данном атоме, если бы все ковалентные полярные связи стали ионными.
В качестве примера уравнивания окислительно- восстановительной реакции рассмотрим реакцию горения угля:
C + O2 = CO2,
Подытожим все сказанное.
Химические реакции, в которых атомы одного или нескольких элементов изменяют свою степень окисления, называются окислительно- восстановительными.
Окислители - это вещества, которые в результате химической реакции присоединяют к себе электроны (в разобранной реакции это и кислород, и молекулы кислорода, и атомы кислорода - можно использовать любое название).
Восстановители - это вещества, которые в результате химической реакции отдают электроны (в разобранной реакции это углерод или атом углерода).
Восстановители в результате окислительно-восстановительной реакции окисляются (у атомов восстановителя отбираются электроны).
Окислители в результате окислительно-восстановительной реакции восстанавливаются (атомы окислителя присоединяют к себе электроны).
В сульфате меди степень окисления атома меди равна +2 (Cu+2), атома кислорода -2 (О-2). При электролитической диссоциации в растворе появляются реальные ионы:
CuSO4 = Cu2+ + SO42-.
Чтобы подчеркнуть, что это реальные ионы, числа пишут перед знаком заряда (а в степенях окисления атомов - наоборот).
Кроме метода электронного баланса при уравнивании окислительно- восстановительных реакций часто используется метод электронно- ионного баланса. Он иногда имеет определенные преимущества.
2 Na + 2 H2O = 2NaOH +H2
m (H2O) = V*R (буква ро--плотность короч)=0,5 * 1= 0,5 грамм
M(H2O) =18 г/моль
n(H2O)= 0.5 / 18= 0.028 моль
составляем пропорцию для нахожждения химического кол-ва Н2
0,028/ 2 = х / 1
n(H2) = 0,014 моль
V = n * Vm
V(H2) = 0,014 * 22.4=0,31 дм кубических
w = m в-ва/ m р-ра * 100%
m р-ра= mв-ва + m растворителя(вода)
m (H2)= 0.014 * 2= 0.028 грамм масса водорода нужна для того что бы правильно расчитать масс ураствора
m растворителя = 0,5 - 0,028= 0,22
m р-ра= 69 +0,22=69,22
w =69/ 69,22 * 100% = 99,68%