還元性があります...酸化還元特性

現代の化学において、個々の原子およびイオンの酸化還元特性は重要な問題である。 この物質は、元素や物質の活性を説明し、異なる原子の化学的性質を詳細に比較するのに役立ちます。

酸化剤とは何ですか？

11年生の統一国家試験と9年生のOGEの試験問題を含め、化学の多くの課題がこの概念に関連しています。 酸化剤は、原子またはイオンであると考えられ、化学的相互作用の過程で、他のイオンまたは原子から電子を取り込む。 原子の酸化特性を分析すると、 周期的な メンデレーフ 系が 必要です。 テーブルの左から右にある期間では、原子の酸化能力が増加する、すなわち非金属性と同様に変化する。 主なサブグループでは、同様のパラメータが上から下に向かって減少します。 酸化力のある最も強力な単純物質の中で、フッ化物がリーダーです。 「電気陰性度」というこのような用語、すなわち、化学的相互作用の場合に電子を受け入れる原子の可能性は、酸化特性と同義であると考えることができる。 2つ以上の化学元素からなる複雑な物質の中でも、過マンガン酸カリウム、塩素酸カリウム、オゾンなどの明るい酸化剤が考えられます。

還元剤とは何ですか？

原子の還元性は、金属性を示す単純な物質の特徴である。 周期律表では、左から右への金属の性質が弱まり、主なサブグループ（垂直方向）では金属の性質が増加する。 外部エネルギーレベルに位置する電子の反跳における回復の本質。 電子殻（レベル）の数が多くなればなるほど、化学的相互作用の間に「余分な」電子を与える方が容易になる。

優れた反応特性は、活性（アルカリ、アルカリ土類）金属を有する。 さらに、同様のパラメータを示す物質は、硫黄酸化物（6）、一酸化炭素を選択します。 最大酸化度を得るために、これらの化合物は還元性を示さなければならない。

酸化プロセス

化学的相互作用の間に原子またはイオンが別の原子（イオン）に電子を与える場合、我々は酸化プロセスについて話している。 還元性と酸化力がどのように変化するかを分析するためには、現代の物理法則の知識だけでなく、メンデレフ（Mendeleev）要素の表が必要になります。

回復プロセス

修復プロセスは、直接的な化学的相互作用の間、他の原子（イオン）からの電子のイオンまたは原子による受容を前提とする。 優れた還元剤は亜硝酸塩、アルカリ金属亜硫酸塩です。 元素系における還元特性は、単純な物質の金属特性と同様に変化する。

OVP解析アルゴリズム

完成した化学反応において、学生が係数を整えることができるように、特別なアルゴリズムを使用する必要があります。 酸化還元特性は、分析、有機、一般化学における様々な計算上の問題を解決するのに役立ちます。 我々は、任意の反応を解析する順序を提案する：

1. 第1に、規則を使用して、各利用可能な元素について酸化の程度を決定することが重要である。
2. さらに、それらの酸化状態が変化した原子またはイオンが決定されると、反応に参加する。
3. 符号「マイナス」および「プラス」は、化学反応中に授受される自由電子の数を示す。
4. また、全電子数の間には最小共通倍数、すなわち受信電子と所与の電子によって剰余無しに分割された整数が決定される。
5. それは化学反応に関与する電子に分かれています。
6. さらに、還元性が有するイオンまたは原子を決定し、また酸化剤を決定する。
7. 最終段階で、係数を方程式に入れます。

電子天秤法を適用して、与えられた反応スキームの係数を並べます：

NaMnO ₄ +硫化水素+硫酸= S + MnSO ₄ + ... + ...

問題を解決するためのアルゴリズム

私たちは、相互作用の後にどの物質を形成しなければならないかを知るでしょう。 反応には既に酸化剤（マンガン）が存在し、還元剤が定義されている（硫黄になる）ので、酸化状態がもはや変化しない物質が形成される。 主な反応は塩と強い酸素含有酸との間であったので、最終物質の1つは水であり、第2のものはナトリウム塩、より正確には硫酸ナトリウムであろう。

ここで、電子の反動と受け入れのための計画を作成しましょう。

- Mn ⁺⁷は5e = Mn ^{+2である。}

スキームの第2部：

- S ^-2は2e = S ⁰を与える

私たちは最初の反応に係数を入れましたが、式の部分のすべての硫黄原子を合計することを忘れることはありません。

2NaMnO ₄ + 5H ₂ S + 3H ₂ SO ₄ = 5S + 2 MnSO ₄ + 8H ₂ O + Na ₂ SO ₄ 。

過酸化水素の関与するOBRの分析

OVP解析アルゴリズムを適用すると、進行する反応の方程式を定式化することができます。

過酸化水素+硫酸+過マンガン酸カリウム= MnSO ₄ +酸素+ ... + ...

酸化の程度は、 過マンガン酸カリウム中の酸素イオン（過酸化水素中）およびマンガンカチオンを変化させた。 すなわち、還元剤および酸化剤が存在する。

私たちは、相互作用の後にどのような物質が依然として得られるかを決定します。 それらのうちの1つは水であり、これは明らかに酸と塩との反応である。 カリウムは新しい物質を形成しなかった。第2の生成物は、硫酸との反応であったため、カリウム塩、すなわち硫酸塩であった。

スキーム：

2O ^- 2個の電子を^与え 、O ₂ ⁰ 5

Mn ⁺⁷は5電子を取り、イオンMn ⁺² 2となる

私たちは係数を入れます。

5H 2 O 2 + 3H 2 SO 4 + 2KMnO 4 = 5O2 + 2MnSO 4 + 8H 2 O + K 2 SO 4

クロム酸カリウムを含むIRS分析の例

電子天秤法を用いて、次の係数を用いて式を構成します。

FeCl ₂ + 塩酸 + クロム 酸 カリウム = FeCl ₃ + CrCl ₃ + ... + ...

酸化の程度によって鉄（塩化第二鉄中）および二クロム酸カリウム中のクロムイオンが変化した。

今度は、他の物質がどのように形成されているかを調べます。 一つは塩にすることができます。 したがって、カリウムはいかなる化合物も形成しないので、第2の生成物はカリウム塩、より正確には塩化物であり、反応は塩酸であるためである。

スキームを作ってみましょう：

Fe ⁺²は、e = Fe ⁺³還元剤、

2Cr ^{+ 6}は6e = 2Cr ^{+ 3}酸化剤を要する。

係数を初期反応に当てはめる：

6K ₂ Cr ₂ O ₇ + FeCl ₂ + 14HCl = 7H ₂ O + 6FeCl ₃ + 2CrCl ₃ + 2KCl

ヨウ化カリウムを含むIRS分析の一例

ルールを武器に、次の方程式を構成します。

過マンガン酸カリウム+硫酸+ヨウ化カリウム...硫酸マンガン+ヨウ素+ ... + ...

酸化の程度によってマンガンおよびヨウ素が変化した。 すなわち、還元剤および酸化剤が存在する。

今私たちは最終的に私たちの中で何が形成されるのかを見つけ出すでしょう。 化合物はカリウムになります。つまり、硫酸カリウムが得られます。

回復プロセスはヨウ素イオンで起こる。

電子移動のスキームを作ろう：

- Mn ⁺⁷は5e = Mn ^+2をとり、2は酸化剤、

- 2I ^-戻ってくる 2 e = I ₂ ⁰ 5は還元剤である。

最初の反応で係数を並べ、この方程式のすべての硫黄原子を集計することを忘れないでください。

210KI + KMnO ₄ + 8H ₂ SO ₄ = 2MnSO ₄ + 5I ₂ + 6K ₂ SO ₄ + 8H ₂ O

亜硫酸ナトリウムを含むIRS分析の例

古典的な方法を使って、回路の方程式を構成しましょう：

- 硫酸+ KMnO ₄ +亜硫酸ナトリウム...硫酸ナトリウム+硫酸マンガン+ ... + ...

相互作用の後、我々はナトリウム塩、水を得る。

スキームを作ってみましょう：

- Mn ^{+ 7}は5e = Mn ⁺ 2 2をとり、

- S ^{+ 4}は2 e = S ^{+ 6} 5を与える。

考慮する反応に係数を置きますが、係数を配置するときに硫黄原子を追加することを忘れないでください。

3H ₂ SO ₄ + 2KMnO ₄ + 5Na ₂ SO ₃ = K ₂ SO ₄ + 2 MnSO ₄ + 5Na ₂ SO ₄ + 3H ₂ O。

窒素を含むOBD分析の例

次のタスクを実行します。 アルゴリズムを使用して、反応の完全な式を構成します。

- 硝酸マンガン+硝酸+ PbO ₂ = HMnO ₄ + Pb（NO ₃ ） ₂ +

どのような物質がまだ形成されているのか分析しましょう。 反応は強い酸化剤と塩との間で起こるため、物質が水であることを意味する。

電子の数の変化を見てみましょう：

- Mn ⁺²は5e = Mn ^{+ 72}を与え、還元剤の特性を示し、

- Pb ⁺⁴は、酸化剤を用いて2e = Pb ^+2.5をとる。

3.初期反応に係数を配置し、元の方程式の左辺に存在するすべての窒素を加える必要があります。

2Mn（NO3） ₂ + 6HNO3 + 5PbO2 = 2HMnO4 + 5Pb（NO3） ₂ + 2H2O。

この反応では、窒素の還元性は現れない。

第2の窒素酸化還元反応のサンプル：

Zn +硫酸+ HNO ₃ = ZnSO ₄ + NO + ...

- Zn ⁰は2e = Zn ⁺² 3を与える。還元剤は、

N ⁺⁵は3e = N ^+2を取る。酸化剤は2である。

与えられた反応に係数を置きます：

3Zn + 3H 2 SO 4 + 2HNO 3 = 3ZnSO 4 + 2NO + 4H 2 O。

酸化還元反応の意義

最も有名な還元反応は植物の特徴である光合成である。 還元性はどのように変化するのですか？ このプロセスは生物圏で行われ、外部源を介してエネルギーが増加します。 人類が必要とするのはこのエネルギーです。 化学元素に関連する酸化および還元反応の例の中でも、 窒素、炭素および酸素化合物の変換が特に重要である。 光合成のおかげで、地球の大気は、生物の発達に必要なような組成をしています。 光合成のおかげで、大気中の二酸化炭素の量は増加せず、地球表面は過熱しません。 この植物は、酸化還元反応によって発達するばかりでなく、人に必要な物質、例えば酸素、グルコースも生成する。 この化学反応がなければ、本質的に物質の完全なサイクルは不可能であり、有機的な生活の存在も不可能です。

OVRの実用化

金属の表面を保存するためには、活性金属が還元性を有することを知る必要があるので、化学的腐食のプロセスを遅くしながら、表面をより活性な元素の層で被覆することが可能である。 酸化還元特性の存在により、飲料水の精製および消毒が行われる。 方程式の係数を正しく設定しなければ問題は解決できません。 間違いを避けるために、すべての酸化還元パラメータの考え方を持つことが重要です。

化学腐食に対する保護

人間の生命および活動のための特定の問題は腐食である。 この化学変換の結果として、金属の破壊は、自動車部品、工作機械の性能特性を失う。 同様の問題を修正するために、トレッド保護が用いられ、ワニスまたは塗料の層を有する金属のコーティング、防食合金の使用が行われる。 例えば、鉄表面は活性金属 - アルミニウムの層で覆われている。

結論

人体にはさまざまな回復反応が起こり、消化器系が正常に機能します。 発酵、腐敗、呼吸などの生命活動のこのような基本的プロセスも、回復特性に関連する。 私たちの惑星上のすべての生存者をそのような機会を持つ。 電子の復帰と受容との反応がなければ、鉱物、アンモニア、アルカリ、酸の工業生産を抽出することは不可能である。 分析化学では、容積分析のすべての方法が酸化還元プロセスに基づいています。 化学腐食のような不快な現象に対する闘いは、これらのプロセスの知識にも基づいています。