De mate van oxidatie is welke waarde? Hoe de mate van oxidatie van elementen bepalen?
Een dergelijk onderwerp van het schoolcurriculum als scheikundeveroorzaakt veel moeilijkheden voor de meeste moderne schoolkinderen, weinigen kunnen de mate van oxidatie in verbindingen bepalen. De grootste problemen voor schoolkinderen die anorganische chemie studeren, dat wil zeggen studenten van de hoofdschool (8-9). Misverstanden over het onderwerp leiden tot afkeer van schoolkinderen in dit onderwerp.
Leraren identificeren hiervoor een aantal redenen"Dislike" van middelbare en oudere studenten in de chemie: terughoudendheid om complexe chemische termen te begrijpen, onvermogen om algoritmen te gebruiken om een bepaald proces te overwegen, problemen met wiskundige kennis. Het ministerie van Onderwijs van de Russische Federatie heeft een grote verandering in de inhoud van het onderwerp geïntroduceerd. Bovendien, "knippen" en het aantal uren voor het lesgeven in scheikunde. Dit had een negatieve invloed op de kwaliteit van de kennis over het onderwerp, een afname van de belangstelling voor de studie van discipline.
Welke onderwerpen van de chemiecursus worden het moeilijkst gegeven voor schoolkinderen?
Onder het nieuwe programma in de loop van de academische disciplineDe "chemie" van de hoofdschool omvatte een aantal serieuze onderwerpen: periodiek systeem van de elementen van DI Mendeleyev, klassen van anorganische stoffen, ionenwisseling. Het is het meest moeilijk voor achtste klassers om de oxidatietoestand van oxiden te bepalen.
Regels van het arrangement
Allereerst moeten studenten die oxiden kennenzijn complexe verbindingen met twee elementen, waarin zuurstof is inbegrepen. Een verplichte voorwaarde dat de binaire verbinding tot de klasse van oxiden behoort, is de positie van zuurstof in de tweede verbinding in deze verbinding.
Het berekenen van een dergelijke indicator in formules van deze klasse wordt alleen verkregen als de student een bepaald algoritme heeft.
Algoritme voor zure oxiden
Merk om te beginnen op dat de oxidatiegraad isnumerieke uitdrukkingen voor de valentie van de elementen. Zure oxiden worden gevormd door niet-metalen of metalen met een valentie van vier tot zeven, de tweede in dergelijke oxiden noodzakelijkerwijs zuurstof.
In oxiden is de zuurstofvalentie altijdkomt overeen met twee, het kan worden bepaald uit het periodiek systeem van de elementen van DI Mendeleyev. Zo'n typisch niet-metaal als zuurstof, dat zich in de zesde groep van de hoofdsubgroep van het periodiek systeem bevindt, heeft twee elektronen nodig om het externe energieniveau volledig te voltooien. Niet-metalen in verbindingen met zuurstof vertonen meestal een hogere valentie, wat overeenkomt met het nummer van de groep zelf. Het is belangrijk om eraan te herinneren dat de mate van oxidatie van chemische elementen een indicator is die een positief (negatief) getal aanneemt.
Het niet-metaal aan het begin van de formule heefteen positieve oxidatietoestand. Niet-metaalzuurstof in oxiden is stabiel, de index is -2. Om de betrouwbaarheid van de verdeling van waarden in zure oxiden te verifiëren, moet u alle cijfers vermenigvuldigen die u op de indices van een bepaald element hebt gezet. Berekeningen worden als betrouwbaar beschouwd als de totale som van alle voor- en nadelen van de geleverde graden 0 is.
Compilatie van formules met twee elementen
De mate van oxidatie van de atomen van de elementen geeft een kansmaak en registreer verbindingen van twee elementen. Bij het maken van een formule, om te beginnen, worden beide symbolen naast elkaar voorgeschreven, de zuurstof moet als tweede worden geplaatst. Boven elk van de geregistreerde tekens worden de waarden van de graden van oxidatie voorgeschreven, en tussen de gevonden nummers bevindt zich dan het getal dat in beide cijfers zal worden verdeeld zonder enige restwaarde. Deze indicator moet afzonderlijk worden gedeeld door de numerieke waarde van de oxidatiegraad, waarbij indices worden verkregen voor de eerste en tweede componenten van de stof met twee elementen. De hoogste graad van oxidatie is numeriek gelijk aan de waarde van de hoogste valentie van een typisch niet-metaal, identiek aan het nummer van de groep waarin het niet-metaal in de PS is.
Algoritme voor het instellen van numerieke waarden in basische oxiden
Soortgelijke verbindingen zijn typische oxidenmetalen. Ze hebben in alle verbindingen een oxidatie-index van niet meer dan +1 of +2. Om te begrijpen wat de oxidatiegraad van het metaal zal zijn, kunnen we het periodieke systeem gebruiken. In metalen van de hoofdsubgroepen van de eerste groep is deze parameter altijd constant, vergelijkbaar met het groepsnummer, dat wil zeggen +1.
Metalen ook van de hoofdsubgroep van de tweede groepgekenmerkt door een stabiele graad van oxidatie, in numerieke termen +2. De graden van oxidatie van oxiden in het totaal, rekening houdend met hun indices (aantallen), zouden nul moeten geven, omdat een chemisch molecuul als neutraal, zonder lading, als een deeltje wordt beschouwd.
De rangschikking van graden van oxidatie in zuurstofhoudende zuren
Zuren zijn complexe stoffen,bestaande uit een of meer waterstofatomen, die geassocieerd zijn met een zure rest. Aangezien oxidatietoestanden digitale indicatoren zijn, zijn enkele wiskundige vaardigheden vereist om deze te berekenen. Een dergelijke indicator voor waterstof (proton) in zuren is altijd stabiel, is +1. Dan kunt u de mate van oxidatie voor een negatief zuurstofion aangeven, het is ook stabiel, -2.
Pas na deze acties kunt u berekenende oxidatietoestand van de centrale component van de formule. Laten we als specifiek monster de bepaling van de graad van oxidatie van elementen in zwavelzuur H2SO4 overwegen. Gezien het feit dat in het molecuul van een gegeven complexe stof twee waterstofprotonen, vier zuurstofatomen bevat, verkrijgen we een expressie van dit type + 2 + X-8 = 0. Om ervoor te zorgen dat het totaal nul wordt, heeft zwavel een oxidatietoestand van +6
De rangschikking van graden van oxidatie in zouten
Zouten zijn complexe verbindingen,bestaande uit metaalionen en een of meer zuurresten. De procedure voor het bepalen van de graden van oxidatie in elk van de bestanddelen in een complex zout is hetzelfde als in zuurstofhoudende zuren. Aangezien de mate van oxidatie van elementen een digitale indicator is, is het belangrijk om de mate van oxidatie van het metaal correct te identificeren.
Als het metaal dat het zout vormt zich bevindt in dede belangrijkste subgroep, de mate van oxidatie zal stabiel zijn, komt overeen met het groepsnummer, is een positieve waarde. Als het zout een metaal bevat van een vergelijkbare subgroep van de PS, met verschillende valenties, kan de valentie van het metaal worden bepaald aan de hand van het zuurresidu. Zodra de oxidatietoestand van het metaal is vastgesteld, wordt de oxidatietoestand van zuurstof (-2) ingesteld en vervolgens wordt de mate van oxidatie van het centrale element berekend met behulp van de chemische vergelijking.
Laten we als voorbeeld de definitie beschouwengraden van oxidatie in elementen in natriumnitraat (middenzout). NaNO3. Het zout wordt gevormd door het metaal van de hoofdsubgroep van groep 1, daarom zal de oxidatiegraad van natrium +1 zijn. Zuurstof in nitraten heeft een oxidatiegraad van -2. Om de numerieke waarde van de graad van oxidatie te bepalen, is de vergelijking + 1 + X-6 = 0. Als we deze vergelijking oplossen, zien we dat X +5 moet zijn, dit is de mate van stikstofoxidatie.
Basisbegrippen in OVR
Voor oxidatie, evenals het herstelproces, zijn er speciale voorwaarden die schoolkinderen moeten leren.
De mate van oxidatie van een atoom is het directe vermogen om elektronen te binden (om aan anderen te geven) van sommige ionen of atomen.
Oxidant wordt beschouwd als neutrale atomen of geladen ionen, in de loop van een chemische reactie verbinden ze elektronen aan zichzelf.
De restaurator bestaat uit ongeladen atomen of geladen ionen, die hun eigen elektronen verliezen tijdens het proces van chemische interactie.
Oxidatie wordt voorgesteld als een procedure voor het vrijkomen van elektronen.
Het herstel is geassocieerd met de acceptatie van extra elektronen door een ongeladen atoom of ion.
Oxidatie-reductie procesgekenmerkt door een reactie waarbij de mate van oxidatie van het atoom noodzakelijkerwijs verandert. Met deze definitie kunnen we begrijpen hoe het mogelijk is om te bepalen of de OVR-reactie is.
Regels voor het parseren van IAD
Met behulp van dit algoritme kunt u de coëfficiënten in elke chemische reactie rangschikken.
Eerst moet je in elke chemische stof regelensubstantie van de oxidatietoestand. Merk op dat in een eenvoudige stof de oxidatiegraad nul is, omdat er geen terugslag (hechting) van negatieve deeltjes is. De regels voor het rangschikken van de graden van oxidatie in binaire en drie-elementige stoffen werden hierboven besproken.
Vervolgens is het noodzakelijk om die atomen of ionen te bepalen waarin oxidatietoestanden zijn veranderd in de loop van de transformatie die plaatsvond.
Van de linkerkant van de vergelijking opgeschreven,atomen of geladen ionen die hun oxidatietoestand hebben veranderd. Dit is nodig voor het balanceren. De elementen worden altijd aangegeven door hun waarden.
Verder die atomen of ionen datwerden gevormd tijdens de reactie, aangegeven door het teken + het aantal elektronen dat door het atoom werd ontvangen, - het aantal gegeven negatieve deeltjes. Als oxidatieniveaus na het reactieproces afnemen. Dit betekent dat de elektronen zijn genomen door een atoom (ion). Met een toename in de mate van oxidatie geeft het atoom (ion) tijdens de reactie elektronen af.
Het kleinste totale aantal wordt eerst in de ontvangen coëfficiënten verdeeld, vervolgens in de elektronen die in het proces worden overgedragen. De gevonden aantallen zijn de vereiste stereochemische coëfficiënten.
Bepaal de oxidator, reductiemiddel, de processen die plaatsvinden tijdens de reactie.
De laatste stap is de rangschikking van de stereochemische coëfficiënten in de beschouwde reactie.
Voorbeeld van OBR
Overweeg de praktische toepassing van dit algoritme op een specifieke chemische reactie.
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
We berekenen de parameters voor alle eenvoudige en complexe stoffen.
Aangezien Fe en Cu eenvoudige stoffen zijn, is hun oxidatiegraad 0. In CuSO4, vervolgens Cu + 2, dan voor zuurstof-2 en voor zwavel +6. In FeSO4: Fe + 2, dus voor O-2, volgens berekeningen van S +6.
Nu zijn we op zoek naar elementen die de indicatoren kunnen veranderen, in onze situatie zullen ze Fe en Cu zijn.
Sinds na de reactie de waarde van het ijzeratoomwerd +2, 2 elektronen werden in de reactie gegeven. Koper veranderde zijn prestaties van +2 naar 0, daarom nam koper 2 elektronen in beslag. Nu bepalen we het aantal ontvangen en gegeven elektronen door het ijzeratoom en het kation van bivalent koper. In de loop van de transformatie worden twee elektronen genomen door het kation van bivalent koper, hetzelfde aantal elektronen wordt door het ijzeratoom afgegeven.
In dit proces heeft het geen zin om te bepalenhet minimale gemene veelvoud, omdat een gelijk aantal elektronen wordt geaccepteerd en gegeven tijdens de transformatie. De stereochemische coëfficiënten komen ook overeen met eenheid. In de reactie zullen de eigenschappen van het reductiemiddel ijzer vertonen, terwijl het oxideert. Het kation van tweewaardig koper wordt gereduceerd tot puur koper, in de reactie heeft het de hoogste oxidatiegraad.
Toepassing van processen
De formules voor oxidatiegraad moeten bekend zijnvoor elke schooljongen 8-9 klasse, omdat dit probleem is opgenomen in de OGE-taken. Alle processen die plaatsvinden met oxidatieve, herstellende tekenen spelen een belangrijke rol in ons leven. Zonder hen zijn metabolische processen in het menselijk lichaam onmogelijk.
</ p>