OKSIDACIJOS-REDUKCIJOS REAKCIJOS. Oksidacijos-redukcijos reakcijų lyginimas

Trumpiausią vasaros naktį degantys Joninių laužai – tik vienas iš oksidacijos-redukcijos reakcijos pavyzdžių. Deginama medžiaga reaguoja su deguonimi. Iš šio elemento lotyniškojo pavadinimo – oxygenium – atsirado terminas „oksidacija“. Pažodžiui tai reiškia jungimąsi su deguonimi. Išsiaiškinus, kad degant medienai, rūdijant geležiai, kvėpuojant deguonies atomai įgyja papildomų elektronų, oksidacija pradėta vadinti visus cheminius procesus, susijusius su elektronų perėjimu iš vienos dalelės į kitą. Elektronų netenkančios dalelės imtos vadinti reduktoriais, o juos prisijungiančios – oksidatoriais. Oksidacija ir redukcija visada vyksta kartu.

Išnagrinėję šį skyrių, gebėsite:

nustatyti, kas yra oksidatorius, o kas reduktorius;
išlyginti sudėtingas oksidacijos-redukcijos reakcijų lygtis;
nustatyti, kurie metalai reaguoja su vandeniu, rūgštimis ar druskomis;
apibūdinti elektrolizės procesus, nurodyti elektrolizės produktus;
paaiškinti, kas yra metalų korozija, ir pasiūlyti apsaugos nuo korozijos būdus.

Daugiau

Oksidacijos-redukcijos reakcijų lyginimas

Oksidãcijos láipsnio apskaičiãvimo taisỹklės, oksidãtorius, redùktorius, dalinė lygtis.

Daugiau

Oksidacijos-redukcijos reakcijų lyginimas

Vykstant mainų reakcijoms, elementų elektroninė sandara ir oksidacijos laipsnis nekinta. Oksidacijos-redukcijos reakcijos susijusios su elektronų perėjimu iš dalelės į dalelę ir elementų oksidacijos laipsnių pokyčiu.

7.1.1. pav. Trumpinys OPERA padės prisiminti, kas yra oksidãtorius, o kas redùktorius.

1 pavyzdys

Stiprūs oksidatoriai (pavyzdžiui, kalio permanganatas KMnO₄) rūgščioje terpėje chlorido jonus paverčia chloro molekulėmis. Išlyginkite reakcijos lygtį:

Sprendimas

Lygtyje jau nurodyti oksidacijos laipsniai. Jei reikia, pasikartokite oksidacijos laipsnio apskaičiavimo taisykles (žr. 4.2 temą). Matome, kad kinta mangano ir chloro oksidacijos laipsniai. Kitimus užrašysime dalinėmis lygtimis.

${Mn}^{+ 7} + 5 e^{-} \to {Mn}^{+ 2} \times 1$

(Mn⁺⁷ yra oksidatorius, tai – redukcijos dalinė lygtis);

${Cl}^{-} - {le}^{-} \to {Cl}^{0} \times 5$

(Cl^– yra reduktorius, tai – oksidacijos dalinė lygtis);

${Mn}^{+ 7} + 5 e^{-} + 5 {Cl}^{-} - 5 e^{-}$ $\to {Mn}^{+ 2} + 5 {Cl}^{0}$

(dalinių lygčių suma).

Mangano Mn⁺⁷ prisijungtų ir chlorido Cl^– netektų elektronų skaičius turi sutapti, todėl antroji dalinė lygtis padauginta iš 5. Iš suminės lygties matome, kad Mn⁺⁷ ir Cl^– koeficientų santykis turi būti 1 : 5. Tam, kad išvengtume trupmeninio koeficiento prie Cl₂ formulės, verta suminę lygtį padvigubinti.

$2 {Mn}^{+ 7} + 10 {Cl}^{-} \to 2 {Mn}^{+ 2} + 10 {Cl}^{0} .$

Ši suminė lygtis yra užduotyje nurodytos lygties „griaučiai“ – rodo tik oksidatoriaus ir reduktoriaus koeficientų santykį. Ja remdamiesi galime išlyginti užduotyje pateiktą lygtį.

Kalio permanganatas sudarytas iš kalio jonų K⁺ ir permanganato jonų ${MnO}_{4}^{-} .$ Tad iš tikrųjų reakcijoje dalyvauja ${MnO}_{4}^{-}$ jonas, o ne hipotetinis Mn^+7. Kaip ir mainų reakcijų atveju, sutrumpintoji joninė reakcijos lygtis rodo, kokios dalelės iš tikrųjų pakinta vykstant reakcijai. 1 pavyzdyje išlygintą lygtį perrašome jonine lygtimi:

$2 K^{+} + 2 {MnO}_{4}^{-} + 10 K^{+}$ $+ 10 {Cl}^{-} + 16 H^{+} + 8 {SO}_{4}^{2 -}$ $\to 2 {Mn}^{2 +} + 2 {SO}_{4}^{2 -} + 12 K^{+}$ $+ 6 {SO}_{4}^{2 -} + 5 {Cl}_{2} + 8 H_{2} O .$

Suprastinę nepakitusius, nereaguojančius jonus, gauname sutrumpintąją joninę lygtį:

$2 {MnO}_{4}^{-} + 10 {Cl}^{-} + 16 H^{+}$ $\to 2 {Mn}^{2 +} + 5 {Cl}_{2} + 8 H_{2} O .$

Daugiau

Oksidatorius redukuojasi, reduktorius oksiduojasi

Šios sąvokos gali būti painiojamos, jei nesusiejame jų prasmės. Lotyniškas žodis reductio¹ reiškia mažinimą. Tad reduktorius – tai mažintojas. Atiduodamas elektronus (žr. 1 pavyzdį), Cl^– jonas mažina mangano oksidacijos laipsnį, jis yra mažintojas (reduktorius). Mangano oksidacijos laipsnio kitimas nuo +7 iki +2 yra mažėjimas (redukcija). (7.1.2 pav.)

¹ Iš šio žodžio kilęs anglų kalbos veiksmažodis to reduce – mažinti.

7.1.2 pav. Oksidacija – tai oksidacijos laipsnio didėjimas, o redukcija – mažėjimas.

2 pavyzdys

Išlyginkite oksidacijos-redukcijos lygtį. Nurodykite oksidatorių ir reduktorių bei kuris procesas yra redukcija, o kuris – oksidacija.

K₂Cr₂O₇+ HI → I₂+ KI + CrI₃ + H₂O.

Sprendimas

Apskaičiavę visų elementų oksidacijos laipsnius, pastebėsime, kad keičiasi chromo ir jodo oksidacijos laipsnis. Sudarome dalines lygtis, parenkame daugiklius ir sudedame jas.

${Cr}^{+ 6} + 3 e^{-} \to {Cr}^{+ 3} \times 1$

(Cr⁺⁶ yra oksidatorius, vyksta redukcijos procesas);

$I^{-} - 1 e^{-} \to I^{0} \times 3$

(I^– yra reduktorius, vyksta oksidacijos procesas);

${Cr}^{+ 6} + 3 e^{-} + 3 I^{-} - 3 e^{-}$ $\to {Cr}^{+ 3} + 3 I^{0} .$

Siekdami išvengti trupmeninių koeficientų, suminę lygtį padauginkime iš dviejų:

2Cr⁺⁶ + 6I^– → 2Cr⁺³ + 6I⁰.

Išlyginta lygtis:

K₂Cr₂O₇ + 14HI → 3I₂ + 2KI + 2CrI₃ + 7H₂O.

Atkreipkite dėmesį, kad priešais HI yra koeficientas 14, o ne 6. Taip nutiko todėl, kad dalis jodido jonų nekeičia oksidacijos laipsnio. Dešinėje lygties pusėje kalio jodide ir chromo(III) jodide lieka 8 nepakitusio oksidacijos laipsnio jodido jonai. Vadinasi, 6 jodido jonai keičiasi, o 8 nesikeičia. Todėl priešais HI yra suminis koeficientas 6 + 8 = 14.

2 pavyzdyje išnagrinėtą lygtį perrašę sutrumpintąja jonine lygtimi, gauname:

${Cr}_{2} O_{7}^{2 -} + 6 I^{-}$ $\to 3 I_{2} + 2 {Cr}^{3 +} + 7 H_{2} O .$

Tad realus oksidatoriaus savybėmis pasižymintis jonas yra dichromato jonas ${Cr}_{2} O_{7}^{2 -}$ . Suprastinus nereaguojančius jonus, prie jodido jono liko koeficientas 6, toks, kokį gavome sudėję dalines lygtis.

Daugiau

Populiariausi oksidatoriai ir reduktoriai

7.1 lentelėje rasite dažniausių oksidatorių ir reduktorių pavyzdžių. Vieningų oksidacines-redukcines savybes nusakančių taisyklių nėra. Galime pastebėti tik pačius bendriausius dėsningumus. Mažiausio oksidacijos laipsnio elementai gali tik netekti elektronų, t. y. gali būti tik reduktoriais, pavyzdžiui, Cl^–1. Didžiausio oksidacijos laipsnio elementai gali tik prisijungti elektronų, t. y. būti tik oksidatoriais, pavyzdžiui, Mn⁺⁷.

7.1 lentelė. Dažniausiai pasitaikantys reduktoriai ir oksidatoriai

؜	Reduktoriai	Oksidatoriai
Vieninės medžiagos	Periodų pradžios elementai: aktyvieji metalai (šarminiai ir šarminių žemių metalai: Na, Ca ir kt). Divandenilis H₂.	Periodų pabaigos elementai – nemetalai: halogenai (F₂, Cl₂, Br₂, I₂), dideguonis O₂ ir trideguonis O₃.
Reduktorius yra žemiausio, o oksidatorius – didžiausio oksidacijos laipsnio elementas	H^–1: aktyviųjų metalų hidridai (pvz., NaH, CaH₂, kuriuose vandenilis yra žemiausio oksidacijos laipsnio, t. y. –1). I^–: kalio jodidas KI.	N⁺⁵: azoto rūgštis HNO₃ ir nitratai (pvz., KNO₃). Cl⁺⁷: perchlorato rūgštis HClO₄ ir perchloratai (pvz., KClO₄). Mn⁺⁷: permanganatai (pvz., KMnO₄). Cr⁺⁶: dichromatai (pvz., K₂Cr₂O₇), chromatai (pvz., K₂CrO₄).
Kitų junginių pavyzdžiai	Natrio tiosulfatas Na₂S₂O₃, etanalis CH₃CHO, C, CO.	Peroksidai: vandenilio H₂O₂, natrio Na₂O₂.

Daugiau

Pereinamųjų elementų panašumas į pagrindinių grupių elementus

Išnagrinėtuose 1 ir 2 pavyzdžiuose oksidatoriai buvo pereinamieji elementai manganas ir chromas. Nors pereinamųjų grupių elementai yra metalai, jie gali sudaryti nemetalams būdingus junginius. 6-osios grupės elemento chromo ir 16 grupės sieros didžiausias oksidacijos laipsnis yra +6. Jie sudaro rūgštinius oksidus CrO₃ ir SO₃, rūgštis H₂CrO₄ (chromato rūgštis) ir H₂SO₄ (sulfato rūgštis) bei druskas, pavyzdžiui, K₂CrO₄ (kalio chromatas) ir K₂SO₄ (kalio sulfatas). Chromui dar būdinga sudaryti dimerizuotas druskas, pvz., kalio dichromatą K₂Cr₂O₇.

7-osios ir 17-osios grupių grupės elementų didžiausias oksidacijos laipsnis yra +7. Būdami šio oksidacijos laipsnio, jie sudaro panašius junginius, pavyzdžiui, Cl₂O₇ ir Mn₂O₇ yra rūgštiniai oksidai, iš kurių susidaro perchlorato HClO₄ ir permanganato HMnO₄ rūgštys bei druskos KClO₄ (kalio perchloratas) ir KMnO₄ (kalio permanganatas).

Klausimai ir užduotys

Pagrindinė gamtinių dujų sudedamoji dalis – metanas – dega:
CH₄₍d) + 2O₂(d) → CO₂(d) + 2H₂O(s);
∆H° = –890 kJ.
1. Pagal oksidacijos laipsnio kitimus, tai – oksidacijos-redukcijos reakcija. Kaip ji vadinama pagal šiluminį efektą?
2. Sudarykite dalines lygtis ir nurodykite, kuris elementas yra oksidatorius, o kuris reduktorius; kuris procesas yra oksidacija, o kuris – redukcija.
3. Kiek molių elektronų dalyvauja reakcijoje, jeigu sudega 1,0 mol metano?
4. Kiek gramų metano sudeginus išsiskiria 5,0 MJ šilumos?
Žemiau parašytos kelios cheminių reakcijų lygtys. Kuri šių reakcijų nėra oksidacijos-redukcijos? Kitos dvi reakcijos yra oksidacijos-redukcijos. Parašykite jų dalines lygtis, nurodykite oksidatorių ir reduktorių.
1. 2Na + Br₂ → 2NaBr;
2. Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O;
3. NaH + H₂O → NaOH + H₂.
Išlyginkite reakcijų lygtis. Nurodykite oksidatorių ir reduktorių bei kuris procesas yra oksidacija, o kuris – redukcija.
1. C + CO₂ → CO;
2. Cu + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + NO₂ + H₂O.
Išlyginkite lygtį. Išlygintąją lygtį perrašykite sutrumpintąja jonine lygtimi. Nurodykite, kuris elementas yra reduktorius, o kuris – oksidatorius, kuris jonas ar molekulė yra reduktorius, o kuris – oksidatorius.
NH₃ + KMnO₄ + KOH → KNO₃ + K₂MnO₄ + H₂O.
Vanadis yra 5-osios, o azotas 15-osios grupės elementai. Kokio didžiausio oksidacijos laipsnio gali būti šie elementai? Parašykite natrio nitrato ir natrio vanadato chemines formules.

Daugiau

Paslaugą teikia UAB "Biznio mašinų kompanija" ir "Star Cloud OÜ"

Prisijungti prie „Opiq“

„Opiq“ rezultatas

	Užduotys
	Tema mokomasi

OKSIDACIJOS-REDUKCIJOS REAKCIJOS. Oksidacijos-redukcijos reakcijų lyginimas

Išnagrinėję šį skyrių, gebėsite:

Daugiau

Oksidacijos-redukcijos reakcijų lyginimas

Daugiau

Oksidacijos-redukcijos reakcijų lyginimas

1 pavyzdys

Daugiau

Oksidatorius redukuojasi, reduktorius oksiduojasi

1 Iš šio žodžio kilęs anglų kalbos veiksmažodis to reduce – mažinti.

2 pavyzdys

Daugiau

Populiariausi oksidatoriai ir reduktoriai

7.1 lentelė. Dažniausiai pasitaikantys reduktoriai ir oksidatoriai

Daugiau

Pereinamųjų elementų panašumas į pagrindinių grupių elementus

Klausimai ir užduotys

Daugiau

Pridėti turinį

Failai, kuriuos reikia pridėti

Pranešti apie klaidą

Praneškite tik apie klaidas, susijusias su Opiq funkcionalumu ar turiniu. Prašome kuo tiksliau apibūdinti klaidą.

Jei sutinkate pasidalinti papildoma informacija, pridėkite savo kontaktinius duomenis (el. paštas, telefonas).

Patikrinkite, kad padėtumėte kovoti su šlamštu

„Opiq“ naudoja slapukus

¹ Iš šio žodžio kilęs anglų kalbos veiksmažodis to reduce – mažinti.