120 likes | 373 Views
ДЕЯКІ АСПЕКТИ НАВЧАЛЬНОЇ ТЕМИ «ОКИСНО-ВІДНОВНІ РЕАКЦІЇ». ПОПЕЛЬ П. П . Київський національний університет ім . Тараса Шевченка ppopel@ukr.net. Зміст теми “Окисно-відновні реакції” в 9 класі середньої школи.
E N D
ДЕЯКІ АСПЕКТИ НАВЧАЛЬНОЇ ТЕМИ «ОКИСНО-ВІДНОВНІ РЕАКЦІЇ» ПОПЕЛЬ П. П. Київський національний університет ім. Тараса Шевченка ppopel@ukr.net
Зміст теми “Окисно-відновніреакції”в 9 класі середньої школи • Класифікація реакцій за ознаками зміни чи збереження ступенів окиснення елементів (реакції другого типу називають по-різному). Процеси окиснення і відновлення, окисники і відновники. • Добір коефіцієнтів у готових схемах окисно-відновних реакцій. Метод електронного балансу. • Прогнозування продуктів реакцій між простими речовинами, металів з водою, кислотами, лугами, солями.
Додаткові вправи для 9 класу У наведених прикладах учні мають змогу обґрунтовано передбачати всі продукти кожної реакції: 1. FeO+ O2 →… 6. Al + NaOH → … 2. FeCl2+ O2 + HCl →… 7. Fe2O3 + CO → … 3. S + H2SO4 (конц.) →… 8. H2S + SO2 → … 4. Cl2+ H2SO3 + H2O →… 9. FeCl3 + KI → … 5. FeSO4+ Cl2 →… 10. FeCl3 + H2S → …
Використання йонно-молекулярних рівнянь Вправа: Na2SO3 + Cl2 + H2O → … За правильні вважаємо два молекулярні рівняння: Na2SO3 + Cl2 + H2O = Na2SO4 + 2HCl; Na2SO3 + Cl2 + H2O = H2SO4 + 2NaCl. Для обох молекулярних рівнянь отримуємо одне й те саме йонно-молекулярне рівняння: SO32- + Cl2 + H2O = SO42- + 2H+ + 2Cl-. Цей запис передає суть хімічної реакції.
Тема “Окисно-відновніреакції” в курсі загальної хімії вищої школи Головна складова теми – хімічний аспект окисно-відновних реакцій, прогнозування їхніх продуктів. Серед типових вправ – складання рівнянь реакцій за участю сполук Мангану. Студенти запам’ятовують залежність цих перетворень від характеру середовища (рН розчину), але, на жаль, не намагаються її пояснити.
Варіант пояснення перетворень сполук Мангану При відновленні чи окисненні Мангану утворюється така форма цього елемента, яка використовує наявне середовище і є стійкою в ньому: • у лужному середовищі — аніони MnO42-, похідні не добутого кислотного оксиду MnO3; • у кислому середовищі — катіони Mn2+, похідні оснóвного оксиду MnO. Якщо середовище нейтральне, слабкокисле чи слабколужне, продукт реакції – сполука Мангану(IV).
Загальна тенденція в хімії металічних елементів Відновленню сполук металічних елементів сприяє кисле середовище, а їх окисненню — лужне. Приклади з хімії Хрому: • хромат-іони CrO42- відновлюються йодид-іонамиІ- лише в кислому середовищі; • катіони Cr3+ окиснюються гідроген пероксидом H2O2 лише в лужному середовищі.
Вправи пошукового характеру (1) ► Чому цинк взаємодіє з нітратною кислотою, а з розчином калій нітрату не реагує, хоча кислота і сіль містять один і той же окисник — Нітроген у ступені окиснення +5? Варіант пояснення. Розчин калій нітрату є нейтральним, а нітратна кислота дисоціює з утворенням катіонів Н+. Цинк відновлює ці йони, а утворюваний атомарний водень — йони NO3- і молекули HNO3.
Вправи пошукового характеру (2) ► Чому цинк не взаємодіє з водним розчином калій нітрату, але відновлює цю сполуку, якщо в розчині наявний луг? Варіант пояснення. Механізм цієї реакції може бути аналогічним попередньому: спочатку атоми металу відновлюють йони ОН-, а утворювані атоми Гідрогену відновлюють нітрат-іони. «Підсумкове» хімічне рівняння: 4Zn + KNO3 + 7KOH + 6H2O = NH3 + 4K2Zn(OH)4.
Вправи пошукового характеру (3) ► Чому цинк не реагує з водним розчином натрій перхлорату, взаємодіє з розбавленою перхлоратною кислотою з виділенням водню, а концентровану кислоту, взяту в надлишку, відновлює до хлору? ► Чому залізо не реагує з водним розчином натрій нітрату, взаємодіє з розбавленою нітратною кислотою з утворенням ферум(ІІ) нітрату, а концентрованою кислотою окиснюється до сполук Феруму(ІІІ)?
Неоголошувані умови проведення окисно-відновних реакцій Якщо роль окисника чи відновника виконує сильна кислота, то вважають, що ця сполука наявна в надлишку і створює кисле середовище. В усіх підручниках і посібниках наведено схеми KMnO4 + HCl → Cl2 + MnCl2 + KCl + H2O, Pb + HNO3 (розб.) → Pb(NO3)2 + NO + H2O, але не KMnO4 + HCl → Cl2 + MnO (або Mn(OH)2) + KOH + H2O, Pb + HNO3 (розб.) → PbO (або Pb(OH)2) + NO + H2O.
Нейтральне середовище: враховуємо співвідношення атомів (йонів) елементів у реагентах ► FeSO4 + O2 + H2O → FeOHSO4 (але не Fe2(SO4)3). ► Fe(OH)2 + Cl2 → FeCl3, Fe(OH)Cl2 чи Fe(OH)2Cl? Зіставляємо кількості електронів, що приймає окисник і віддає відновник, та визначаємо коефіцієнти перед формуламицих речовин: 2Fe(OH)2 + Cl2 → … . Очевидно, що продуктом реакції має бути сіль із співвідношенням Fe3+ : Cl- = 1 : 1, тобто Fe(OH)2Cl: 2Fe(OH)2 + Cl2 = 2Fe(OH)2Cl.