Інші завдання дивись тут...

Вправа 175. Які реакції називають окисно-відновними? Реакції, у яких хоча б один хімічний елемент змінює свій ступінь окиснення, називають окисно-відновними.

Наведіть приклади окисно-відновних реакцій у природі й побуті.

Окисно-відновними реакціями у природі є фотосинтез, горіння, гниття, бродіння, корозія. 

Окисно-відновними реакціями у побуті є горіння палива (дров, природного газу), бродіння (при квашені капусти, утворенні кисломолочних продуктів тощо), знезараження приміщень від ртуті.

 

Вправа 176. Дайте визначення поняттям «окисник», «відновник», «окиснення», «відновлення» з позицій електронної теорії ОВР. Окисник — це частинка (молекула, атом або йон), що приєднує електрони. Відновник — це частинка (молекула, атом або йон), що віддає електрони. Відновлення — це процес приєднання електронів атомом (йоном) зі зниженням ступеня окиснення. Окиснення — це процес віддачі електронів атомом (йоном) з підвищенням ступеня окиснення.

 

Вправа 177. Чи можна будь-який процес окиснення схарактеризувати як горіння? Ні, не можна. Горіння відбувається швидко з виділенням значної кількості тепла і появою світла. А окиснення - повільний процес з виділенням незначної кількості тепла і без появи світла.

 А чи можна будь-який процес горіння назвати процесом окиснення? Так, можна. Окиснення - це реакції взаємодії з киснем, тому горіння також є процесом окиснення.

 

Вправа 178. Визначте, які з наведених реакцій є окисно-відновними. Для ОВР позначте стрілкою напрямок переносу електронів та їх число, як на схемі на с. 90.

а) 2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑; Окисно-відновна реакція.

2Na⁰ + 2H₂⁺¹O = 2Na⁺¹OH + H₂⁰↑

Na⁰ - 1е -> Na⁺¹

2H⁺¹ + 2e -> H₂⁰

Кожний атом Гідрогену приєднує по одному електрону від атомів Натрію й відновлюється.

                +2е електрони від Натрію

          ┌─────────────────────┐

              │                                ↓

2Na⁰ + 2H₂^-1O = 2Na⁺¹OH + H₂⁰;

│                    ↑

└──────────────────┘

-2е електрони до Гідрогену

Кожний атом Натрію віддає по одному електрону атомам Гідрогену й окиснюється.

Отже, переносяться 2 електрони з двох атомів Натрію, по одному електрону з кожного атома, на два атоми Гідрогену, по одному електрону на кожен атом.

б) МnO₂ + 4HCl = MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O; Окисно-відновна реакція.

Мn⁺⁴O₂ + 4HCl^-1 = Mn⁺²Cl₂ + Cl₂⁰↑ + 2H₂O;

2Cl^-1 -2e -> Cl₂⁰

Mn⁺⁴ + 2e -> Mn⁺²

Атом Мангану приєднує два електрони по одному від кожного атома Хлору й відновлюється.

+2 електрони від Хлору

  ┌──────────────────┐

   │                           ↓

Мn⁺⁴O₂ + 4HCl^-1 = Mn⁺²Cl₂ + Cl₂⁰↑ + 2H₂O;

              │                    ↑

                    └──────────────────┘

              -2 електрони до Мангану

Кожен атом Хлору віддає по одному електрону атому Мангану й окиснюється.

Отже, переносяться два електрони, по одному електрону з двох атомів Хлору, на атом Мангану.

в) 2Al(OH)₃ + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O;

г) 6NaOH + P₂O₅ = 2Na₃PO₄ + 3H₂O;

д) CuO + 2HCl = CuCl₂ + H₂O;

е) Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑; Окисно-відновна реакція.

Fe⁰ + 2H⁺¹Cl^-1 = Fe⁺²Cl₂^-1 + Н₂⁰↑;

Fe⁰ - 2e -> Fe⁺²

2Н⁺¹ +2e -> Н₂⁰

Кожний атом Гідрогену приєднує по одному електрону від атома Феруму й відновлюється.

                +2 електрони від Феруму

          ┌──────────────────┐

              │                            ↓

Fe⁰ + 2H⁺¹Cl^-1 = Fe⁺²Cl₂^-1 + Н₂⁰↑;

│                  ↑

└─────────────────┘ 

-2 електрони до Гідрогену

Атом Феруму віддає два електрони атомам Гідрогену й окиснюється.

Отже, переносяться два електрони з атома Феруму на два атоми Гідрогену, по одному електрону на кожен атом.

є) 2H₂ + O₂ = 2H₂O; Окисно-відновна реакція.

2H₂⁰ + O₂^-2 = 2H⁺¹O^-2;

H₂⁰ - 2e -> 2Н⁺¹

О₂⁰ +4e -> 2О^-2

Кожний атом Оксигену приєднує по два електрони від чотирьох атомів Гідрогену й відновлюється.

            +4 електрони від Гідрогену

         ┌──────────┐

            │                ↓

2H₂⁰ + O₂^-2 = 2H⁺¹O^-2; 

│               ↑

└──────────────┘

 -4 електрони до Оксигену

Кожний атом Гідрогену віддає по одному електрону двом атомам Оксигену й окиснюється.

Отже, переносяться чотири електрони з атомів Гідрогену, по одному електрону з кожного атома, на два атоми Оксигену, по два електрони на кожен атом.

ж) 2Al + 3S = Al₂S₃. Окисно-відновна реакція.

2Al⁰ + 3S⁰ = Al₂⁺³S₃^-2;

2Al⁰ - 6e -> 2Al⁺³

S⁰ +2e -> S^-2

Кожний атом Сульфуру приєднуює по два електрони від атомів Алюмінію. й відновлюється.

            +6 електронів від Алюмінію

         ┌──────────┐

            │               ↓ 

2Al⁰ + 3S⁰ = Al₂⁺³S₃^-2;

│              ↑

└─────────────┘

-6 електронів до Сульфуру

Кожний атом Алюмінію віддає по три електрони атомам Сульфуру й окиснюється.

Отже, переносяться шість електронів з двох атомів Алюмінію, по три електрони з кожного атома,  на три атоми Сульфуру, по два електрони на кожен атом.

 

Вправа 179. У кожному рівнянні реакції визначте елементи, що є відновниками й окисниками:

а) N₂ + O₂ = 2NO; 

Відновник: Натрій

Окисник: Оксиген.

N₂⁰ + O₂⁰ -> N⁺²O^-2

Відновник Нітроген підвищує свій ступінь окиснення від 0 до +2, а окисник Оксиген знижує свій ступінь окиснення від 0 до -2. 

б) 3Mg + N₂ = Mg₃N₂; 

Відновник: Магній

Окисник: Нітроген.

Mg⁰ + N₂⁰ -> Mg₃⁺²N₂^-3

Відновник Магній підвищує свій ступінь окиснення від 0 до +2, а окисник Нітроген знижує свій ступінь окиснення від 0 до -3. 

в) Cl₂ + 2KBr = 2KCl + Br₂;

Відновник: Бром

Окисник: Хлор.

Cl₂⁰ + K⁺¹Br^-1 -> K⁺¹Cl^-1 + Br₂⁰

Відновник Бром підвищує свій ступінь окиснення від -1 до +1, а окисник Хлор знижує свій ступінь окиснення від 0 до -1. 

г) Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu;

Відновник: Ферум

Окисник: Купрум.

Fe⁰ + Cu⁺²S⁺⁶O₄^-2 -> Fe⁺²S⁺⁶O4⁺² + Cu⁰

Відновник Ферум підвищує свій ступінь окиснення від 0 до +2, а окисник Купрум знижує свій ступінь окиснення від +2 до 0. 

д) 2K + 2H₂O = 2KOH + H₂↑;

Відновник: Калій

Окисник: Гідроген.

K⁰ + H₂⁺¹O^-2 -> 2K⁺¹O^-2H⁺¹ + H₂⁰

Відновник Калій підвищує свій ступінь окиснення від 0 до +1, а окисник Гідроген знижує свій ступінь окиснення від +1 до 0.  

е) 2Pb(NO₃)₂ = 2PbO + 4NO₂↑ + O₂↑;

Відновник: Оксиген

Окисник: Нітроген.

Pb⁺²(N⁺⁵O₃^-2)₂  -> Pb⁺²O^-2 +N⁺¹O₂^-2 + O₂⁰

Відновник Оксиген підвищує свій ступінь окиснення від -2 до 0, а окисник Нітроген знижує свій ступінь окиснення від +5 до +1  

є) Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑;

Відновник: Ферум

Окисник: Гідроген.

Fe⁰+ H₂⁺¹S⁺⁶O₄^-2  -> Fe⁺²S⁺⁶O₄^-2 + H₂⁰

Відновник Ферум підвищує свій ступінь окиснення від 0 до +2, а окисник Гідроген знижує свій ступінь окиснення від +1 до 0  

ж) 5Cl₂ + 2P = 2PCl₅.

Відновник: Фосфор

Окисник: Хлор.

Cl₂⁰+ P⁰ -> P⁺⁵Cl₅^-1

Відновник Фосфор підвищує свій ступінь окиснення від 0 до +5, а окисник Хлор знижує свій ступінь окиснення від 0 до -1

 

Вправа 180. Для кожного процесу позначте число відданих або прийнятих електронів, наприклад:

Cu⁰ - 2e -> Cu⁺² Укажіть, є процес окисненням чи відновленням.

а) Fe⁺² - 1e -> Fe⁺³; Процес окиснення

б) Fe⁺² + 2е -> Fe⁰; Процес відновлення

в) N⁺⁵ + 3е -> N⁺²; Процес відновлення

г) N₂⁰ - 4е -> 2N⁺²; Процес окиснення

д) O₂⁰ +4е -> 2O^-2; Процес відновлення

е) Mn⁺⁷ + 5е -> Mn⁺²; Процес відновлення

є) Mn⁺⁷ + 3е -> Mn⁺⁴; Процес відновлення

ж) 2N^-3 - 6е -> N₂⁰; Процес окиснення

з) N^-3 - 5е -> N⁺²; Процес окиснення

и) H₂⁰ - 2е→ 2H⁺¹; Процес окиснення

і) Ca⁰ - 2е → Ca⁺²; Процес окиснення

к) S⁺⁶ - 8е → S^-2. Процес окиснення

 

Вправа 181. Схарактеризуйте значення ОВР у побуті, техніці, природі.

У побуті: процес бродіння для виготовлення квашених овочів, дріжджового тіста, кисломолочних продуктів, сиру тощо, знезараження приміщення, наприклад, від ртуті.

У техніці: для добування енергії (ОВР відбуваються у двигунах внутрішнього згоряння, у гальванічних елементах (батарейки, акумулятори), при згорянні водню), для гальванопластики (при покритті виробів шаром металів), у металургії (при добуванні металів), для хімічного аналізу речовин (при виявленні тих чи інших йонів), для виробництва добрив і вибухових речовин. 

У природі: процеси обміну речовин і енергії у клітинах, фотосинтез, горіння, гниття, бродіння, корозія. 

 

Вправа 182. Вироби зі срібла у разі зберігання протягом тривалого часу тьмяніють унаслідок утворення на поверхні нерозчинного аргентум (І) сульфіду чорного кольору. Відновити блиск срібла можна кип’ятінням виробу в розчині соди разом з алюмінієвою фольгою. Яка речовина в цьому випадку буде окисником, а яка — відновником? Складіть рівняння цієї реакції.

Рівняння реакції процесу тьмяніння срібла:

4Ag + 2H₂S + O₂ = 2Ag₂S + 2H₂O

Реакція очищення срібла від нальоту чорного кольору аргентум (І) сульфіду:

3Ag₂S + 2Al + 5NaOH + 3H₂O = 6Ag + 2Na[Al(OH)₄] + 3NaHS

Окисник Аргентум, а відновник Алюміній.

Окисник Аргентум знижує свій ступінь окиснення від +1 до 0, в відновник Алюміній підвищує свій ступінь окиснення від 0 до +3.  

 

Вправа 183. Вільні радикали в організмі (частинки з неспареними електронами) сприяють загибелі клітин або їхньому перетворенню на ракові клітини. Нейтралізувати дію вільних радикалів можуть деякі речовини, які називають антиоксидантами, наприклад аскорбінова кислота. Припустіть, які властивості (окисників чи відновників) характерні для вільних радикалів та антиоксидантів. Властивості окисників характерні для вільних радикалів і властивості відновників - для антиоксидантів. 

Інші завдання дивись тут...