Химия даёт множество примеров, иллюстрирующих один из основных философских законов — единства и борьбы противоположностей.
Единую структуру атома отражают его положительное ядро и отрицательно заряженные электроны оболочки. Природа амфотерных соединений заключается в единстве их кислотных и основных свойств. Обратимый гидролиз солей — это результат противоположных процессов: взаимодействия кислот и оснований с образованием соли и воды и разложение продуктов этого взаимодействия водой. Это утверждение справедливо для всех обратимых реакций: единство прямого и обратного химических процессов. Окислительно-восстановительные реакции — ещё один пример действия этого философского закона.
Реакции, протекающие с изменением степеней окисления элементов, образующих реагирующие вещества, называются окислительно-восстановительными.
В пробирку налейте 4—5 мл раствора сульфата меди(II) и опустите в неё стальную канцелярскую скрепку. Оставьте пробирку в штативе на 1—2 мин. При наблюдении легко заметить, что в результате реакции стальная скрепка покрылась красноватым налётом свободной меди:
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Сu
Для того чтобы выполнить задание, сформулированное в условии эксперимента, вам необходимо записать степени окисления элементов, образующих реагенты и продукты данной реакции.
Условный заряд атомов химического элемента в соединении, вычисленный из предположения, что соединение состоит только из простых ионов, называется степенью окисления. Степень окисления атома обозначают знаком заряда и цифрой над символом химического элемента в формуле вещества, например: . Причём, в отличие от заряда иона, у степени окисления сначала пишут знак, а затем — цифру.
Для дальнейшего рассмотрения окислительно-восстановительных реакций необходимо уметь быстро и безошибочно определять степени окисления атомов. Приведём основные правила, которые необходимо знать.
Степень окисления свободных атомов и атомов в простых веществах равна нулю. Например: Сумма степеней окисления всех атомов в молекуле (или формульной единице) вещества равна нулю: Существуют атомы химических элементов, которые в сложных веществах проявляют единственно возможную степень окисления. К ним относятся , многие металлы ( и др.). В большинстве соединений атомы водорода и кислорода проявляют степени окисления соответственно +1 и –2 . Рассмотрим пример расстановки степеней окисления атомов в перманганате калия КМnO4:
а) степень окисления калия в сложных веществах всегда равна +1: б) степень окисления кислорода в солях равна –2: в) сумма степеней окисления атомов калия, марганца и кислорода с учётом их индексов равна нулю. Исходя из этого, вычислим степень окисления атома марганца: (+1) • 1 + (х) • 1 + 4 • (–2) = 0, х = +7. Следовательно,
Вернёмся к выполнению задания, указанного в лабораторном опыте:
Как видите, степени окисления в данной реакции изменили атомы железа и меди. Следовательно, эта реакция является окислительно-восстановительной.
Единую структуру атома отражают его положительное ядро и отрицательно заряженные электроны оболочки. Природа амфотерных соединений заключается в единстве их кислотных и основных свойств. Обратимый гидролиз солей — это результат противоположных процессов: взаимодействия кислот и оснований с образованием соли и воды и разложение продуктов этого взаимодействия водой. Это утверждение справедливо для всех обратимых реакций: единство прямого и обратного химических процессов. Окислительно-восстановительные реакции — ещё один пример действия этого философского закона.
Реакции, протекающие с изменением степеней окисления элементов, образующих реагирующие вещества, называются окислительно-восстановительными.
В пробирку налейте 4—5 мл раствора сульфата меди(II) и опустите в неё стальную канцелярскую скрепку. Оставьте пробирку в штативе на 1—2 мин. При наблюдении легко заметить, что в результате реакции стальная скрепка покрылась красноватым налётом свободной меди:
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Сu
Для того чтобы выполнить задание, сформулированное в условии эксперимента, вам необходимо записать степени окисления элементов, образующих реагенты и продукты данной реакции.
Условный заряд атомов химического элемента в соединении, вычисленный из предположения, что соединение состоит только из простых ионов, называется степенью окисления.
Степень окисления атома обозначают знаком заряда и цифрой над символом химического элемента в формуле вещества, например: . Причём, в отличие от заряда иона, у степени окисления сначала пишут знак, а затем — цифру.
Для дальнейшего рассмотрения окислительно-восстановительных реакций необходимо уметь быстро и безошибочно определять степени окисления атомов. Приведём основные правила, которые необходимо знать.
Степень окисления свободных атомов и атомов в простых веществах равна нулю. Например:
Сумма степеней окисления всех атомов в молекуле (или формульной единице) вещества равна нулю:
Существуют атомы химических элементов, которые в сложных веществах проявляют единственно возможную степень окисления. К ним относятся , многие металлы ( и др.). В большинстве соединений атомы водорода и кислорода проявляют степени окисления соответственно +1 и –2 .
Рассмотрим пример расстановки степеней окисления атомов в перманганате калия КМnO4:
а) степень окисления калия в сложных веществах всегда равна +1:
б) степень окисления кислорода в солях равна –2:
в) сумма степеней окисления атомов калия, марганца и кислорода с учётом их индексов равна нулю. Исходя из этого, вычислим степень окисления атома марганца: (+1) • 1 + (х) • 1 + 4 • (–2) = 0, х = +7.
Следовательно,
Вернёмся к выполнению задания, указанного в лабораторном опыте:
Как видите, степени окисления в данной реакции изменили атомы железа и меди. Следовательно, эта реакция является окислительно-восстановительной.
MgSO4 сульфат магния
CoSO4 сульфат кобальта
CuSO4 сульфат меди (II)
MnSO4 сульфат марганица (II)
NaCl хлорид натрия
MgCl2 хлорид магния
CoCl2 хлорид кобальта
CuCl2 хлорид меди (II)
MnCl2 хлорид марганца (II)
NaNO3 нитрат натрия
Mg(NO3)2 нитрат магния
Co(NO3)2 нитрат кобальта
Cu(NO3)2 нитрат меди (II)
Mn(NO3)2 нитрат марганца (II)
Na2CO3 карбонат натрия
MgCO3 карбонат магния
CoCO3 карбонат кобальта
CuCO3 карбонат меди (II)
MnCO3 карбонат марганца (II)
Na3PO4 ортофосфат натрия
Mg3(PO4)2 ортофосфат магния
Co3(PO4)2 ортофосфат кобальта
Cu3(PO4)2 ортофосфат меди (II)
Mn3(PO4)2 ортофосфат марганца (II)
Na2SiO3 силикат натрия
MgSiO3 силикат магния
CoSiO3 силикат кобальта
CuSiO3 силикат меди (II)
MnSiO3 силикат марганца (II)
2. m(щелочи) = w * m(раствора) = 0,1 * 200 = 20г
m(H2O) = m(раствора) - m(щелочи) = 200 - 20 = 180г
3.
w = m кислоты / m растовра
масса раствора полученного = 240 + 160 = 400г
масса кислоты в полученном растовре = 0,1 * 240 + 0,3 * 160 = 24 +48 = 72г
w(H2SO4) = 72 / 400 = 0.18 или 18%