Какие свойства у магния овр
Обнаружение анионов. Содовая вытяжка. Иногда обнаружение анионов требует специальной подготовки сухого вещества беспрепятственное обнаружение возможно лишь в присутствии катионов калия, натрия и аммония. Что же касается катионов 2—5-й групп вместе с магнием (П), то они мешают обнаружению анионов (дают осадки, проявляют окислительно-восстановительные свойства и т.п.). Чтобы удалить катионы «тяжелых металлов» и перевести все соли в натриевые, анализируемое вещество кипятят с карбонатом натрия (содой). [c.155]
Восстановительные свойства магния [c.249]
Опыт 8. Восстановительные свойства магния и кальция. В две пробирки налить по 2—3 мл дистиллированной воды и 2—3 капли раствора фенолфталеина. В одну пробирку поместить немного металлического магния, в другую —кальция. Наблюдать отношение этих металлов к воде на холоду и при нагревании. Отметить интенсивность окраски полученных растворов. Пояснить различную активность металлов, исходя из значений энергии их ионизации. Составить уравнения реакций Са и Mg с НгО. [c.68]
В соответствии с занимаемым местом в периодической системе элементов атомы большинства металлов содержат на внешнем энергетическом уровне 1—2 электрона. В химических реакциях они будут отдавать валентные электроны, т. е. окисляться. Элементарные вещества — металлы обладают только восстановительными свойствами. В качестве восстановителей широко применяют алюминий, магний, натрий, калий, цинк и др. [c.89]
Положение бериллия, магния и щелочно-земельных металлов в периодической системе Д. И. Менделеева и строение их атомов. Важнейшие их природные соединения. Сравнение восстановительных свойств этих металлов между собой и с металлами других групп. Расположение металлов в ряду напряжений. Окиси и гидраты окисей, приемы их получения, сравнительная характеристика их основных свойств. Образование и свойства гидридов, нитридов и карбидов металлов. Важнейшие соли этих металлов, их свойства. Жесткость воды, приемы ее устранения. [c.149]
Восстановительные свойства магния и кальция, а) Испытать действие небольших кусочков этих металлов на воду (если требуется, то подогреть воду) и на разбавленную соляную кислоту. Отметить в журнале наблюдаемые изменения и записать уравнения реакций. [c.209]
Получение азота и нитрида магния.-2. Получение аммиака, его взаимодействие с водой и хлористым водородом. 3. Равновесие в водном растворе аммиака. 4. Восстановительные свойства аммиака. 5. Гидролиз солей аммония. 6. Качественная реакция на ЫН -ион. 7. Получение оксида и диоксида азота и исследование их свойств. 8. Оксид азота(П1) и соли азотистой кислоты. 9. Окислительные свойства азотной кислоты. 10. Окислительные свойства нитратов. 11. Термическое разложение нитратов. 12. Контрольный опыт [c.7]
В принципе все свободные металлы способны, хотя и в различной степени, проявлять восстановительные свойства. На практике в качестве восстановителей применяют алюминий, магний, натрий, калий, цинк ц некоторые другие металлы. [c.227]
Восстановительные свойства магния и кальция [c.151]
Физические и химические свойства магния и кальция, их восстановительные свойства. Образование бинарных соединений магния и кальция путем синтеза из элементов. Катионы и как важнейшие формы существова- [c.284]
Необходимо отметить, что при действии азотной кислоты на активные металлы может получаться водород. Однако водород в момент выделения (атомарный водо- рйд) обладает сильными восстановительными свойствами, а азотная кислота — сильный окислитель. Поэтому водород окисляется и превращается в воду. Если такой металл, как магний, облить небольшим количеством азотной кислоты, то образующийся водород, не успев окислиться, прорвется через слой кислоты и может быть обнаружен в газообразных продуктах реакции. [c.323]
Восстановительная способность простых веществ по отношению к окислам определяется их химическим сродством к кислороду. Реакции восстановления окислов протекают в том случае, когда теплота образования окисла восстановителя больше по сравнению с теплотой образования восстанавливаемого окисла. Наиболее сильными восстановительными свойствами обладают кальций, магний и алюминий, но магний и кальций находят ограниченное применение, так как при их использовании нельзя получить металлы в виде жидкого слоя (из-за высокой температуры плавления окислов этих металлов). Алюминий, несмотря на более слабые восстановительные свойства, используется для металлотермии, так как окись алюминия плавится при более низкой температуре (2050° С) и образует верхний слой над слоем расплавленного металла. [c.150]
Углерод при высоки.х температурах обладает сильными восстановительными свойствами. Ои может восстанавливать самые прочные окислы, например окислы алюминия, магния, титана, циркония и т. д. Однако многие из получаемых металлов активно соединяются с углеродом и дают прочные карбиды, например СаСг, Т1С, 2гС и т. д., поэтому восстанавливать углеродом можно только такие металлы, которые не дают карбидов. Практически из прочных окислов восстанавливают углеродом только один магний, который испаряется нз реакционного пространства, и пары его улавливаются. [c.29]
Атомы магния и бериллия, отдавая при химических реакциях по два электрона, проявляют восстановительные свойства. Эти сво11ства у магния выражены си 1ьнее, чем у бериллия. [c.247]
Металлы проявляют в своих соединениях только пололстепень окисленности равна нулю. Иначе говоря, низшей степенью окисленности они обладают только в свободном состоянии. Действительно, все свободные металлы способны, хотя и в различной степени, проявлять только восстановительные свойства. На практике в качестве восстановителей применяют алюминий, магний, натрий, калий, цинк и некоторые другие металлы. Если металлу присущи несколько степеней окисленности, то те его соединения, в которых он проявляет низшую из них, также обычно являются восстановителями, например, соединения. железа(П), олова(П), хрома(П), меди(1). [c.261]
У тех, у которых она выражена слабо, преобладают либо металлические (восстановительные) свойства, либо металлоидные (окислительные), причем степень этого преобладания может быть различной у щелочных металлов лития и натрия металлические свойства преобладают настолько, что металлоидные практически отсутствуют у их соседей по периоду бериллия и магния это преобладание уже ослаблено. Равным образом у фтора и хлора металлоидные (окислительные) свойства преобладают настолько, что металлические практически отсутствуют у их соседей слева по периоду — кислорода и серы — это преобладание выражено уже слабее. [c.221]
Углерод при высокой температуре обладает сильными восстановительными свойствами. Он может восстанавливать самые прочные окислы, например, окислы алюминия, магния, титана, циркония и др. Однако многие из получаемых металлов активно соединяются с углеродом и дают прочные карбиды, например СаСг, Т1С, 2пС и т. д., поэтому восстанавливать углеродом можно только такие металлы, которые не дают карбидов. [c.71]
На рис. 74 можно видеть, что кривыеД0° для многих хлоридов пересекаются друг с другом, следовательно, взаимная их устойчивость меняется с изменением температуры. Это необходимо учитывать при анализе хлорирования многокомпонентного сырья, когда хлориды одних металлов могут быть хлорирующими агентами по отношению к другим металлам или окислам. На том же рисунке видно, что при данной температуре металл способен вытесняться из хлорида другими металлами (восстанавливаться) тем легче, чем выше егоДО°, и, наоборот чем ниже лежит кривая AG° образования хлорида, тем сильнее восстановительные свойства данного металла. Металлические титан, цирконий и гафний получают восстановлением их тетрахлоридов магнием или натрием. Кривые Д0°, Mg и Na l лежат значительно ниже кривых указанных тетрахлоридов, поэтому реакции восстановления протекают практически нацело. Выше 2000° в качестве восстановителя может быть использован водород, так как в этой области кривая для реакции (40) лежит ниже кривых для тетрахлоридов [c.259]
Однако это неполное объяснение восстановительных свойств натрия, магния и алюминия. Рассмотрим, из чего складывается энергия, необхо , димая для реакции [c.547]
Алюмогидрид магния растворим в эфире и обладает хорошими восстановительными свойствами. Поэтому он может применяться вместо LIAIH4. Он восстанавливает альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты до спиртов, амиды кислот и нитрилы — до аминов. Двойные и тройные связи С—С им не восстанавливаются. Эфирный раствор ацетона после обработки алюмогидридом магния при комнатной температуре и разложения продукта реакции разбавленной серной кислотой дает изопропиловый спирт с выходом 84% [2980] [c.281]
Металлы третьего периода проявляют также сильные восстановительные свойства в тех реакциях, которые протекают в неводных растворах. Например, металлический магний, зажженный на воздухе, реагирует с двуокисью углерода СОг, восстанавливая ее до элементарного углерода [c.548]
Сравнивая по свойствам кремний с натрием, магнием и алюминием, можно сделать вывод, что кремний тоже может действовать как восстановитель. Он реагирует с молекулярным кислородом, образуя двуокись кремния 8102. В этом твердом веществе сетчатой структуры существуют очень прочные связи. Однако если учесть, что атом кремния имеет довольно высокую энергию ионизации и что кристалл кремния очень устойчив, то станет понятным, почему его восстановительные свойства выражены гораздо слабее, чем у типичных металлов. [c.549]
Гидриды. Гидрид сурьмы, или так называемый стибин, SbHj образуется при действии водорода в момент выделения на растворимые соединения сурьмы или кислот на сплав сурьмы с магнием. Гидрид сурьмы— бесцветный, дурно пахнущий, очень ядовитый газ. Это соединение типично ковалентного характера обладает сильными восстановительными свойствами. В кислороде сгорает со взрывом. Гидрид висмута, или висмутин, BiHa образуется при аналогичных реакциях, но отличается от гидрида сурьмы крайней неустойчивостью. [c.211]
ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛИЧЕСКОГО МАГНИЯ [c.294]
При взаимодействии диборана с водными растворами щелочей также наблюдается энергичное выделение ведорода,- однако разложение происходит не полностью. Раствор обладает восстановительными свойствами и выделяет водород при подкислении [326]. При кипячении растворов происходит полное разложение. При охлаждении продукта взаимодействия между 35% КОН и дибораном кристаллизуется вещество, которому Шток приписывал формулу КОВНз [1]. Более новые исследования показали, что в этом случае, в зависимости от концентрации щелочи, получаются вещества, представляющие собой продукты частичного гидролиза боргидрида калия КВН3ОН и КВН2(ОН)2 [327, 328], Аналогичные продукты образуются и при действии тетраборана на растворы щелочей, а также воды на борид магния [316]. [c.190]
После охлаждения пробирку с продуктами реакции разбить в ступке и полученную массу бросать небольшими порциями в стакан с разбавленной (1 1) соляной кислотой. Какие продукты смеси взаимодействуют с H I Написать уравнения реакций взаимодействия оксида и силицида магния с раствором соляной кислоты. Оценить восстановительные свойства образующегося силана, имея в виду, что выделяющийся белый дым — SiOa — продукт горения силана. После окончания реакции слить жидкость с осадка аморфного кремния, промыть осадок декантацией, отфильтровать и высушить. Отметить его цвет. Сохранить для следующего опыта. Сделать вывод об отношении кремния к разбавленной соляной кислоте. [c.272]
Металлотермическими реакциями называют реакции бинарных соединений металлов или неметаллов с простыми веществами, которые протекают с выделением больших количеств теплоты и приводят к получению соответствующего металла или неметалла. В качестве исходных веществ часто используют оксиды, а в некоторых случаях — галогениды. Восстановительная способность простых веществ по отношению к оксидам определяется их химическим сродством к кислороду. Реакции восстановления оксидов протекают в том случае, когда теплота образования оксида восстановителя больше по сравнению с теплотой образования превращаемого оксида, например кальция, магния и алюминия, но магний и кальций находят ограниченное применение, так как при их использовании нельзя получить металлы в виде жидкого слоя (из-за высокой температуры плавления оксидов этих металло1в). Алюминий, несмотря на более слабые восстановительные свойства, используют для металлотермии, так как оксид алюминия плавится при более низкой температуре (2050 °С) и отделяется от расплавленного металла. [c.133]
Терентьев, Обтемперанская и Долтих 9] использовали восстановительные свойства нитрида магния для качественного определе-ния 5, галогенов, С, Р, Аз, 8Ь, В1 в органических соединениях. При нагревании до 650—800°С нитрид магния образует галогенид магния, сера Превращается в НзЗ и Сульфид магния, мышьяк, сурьма и в исмут частич1Н0 выделяются в свободном СОСТОЯНИИ, частично образуют арсенид, антимонид и висмутид фосфор переходит в -фосфид магния. [c.447]
Именно природа растворителя определяет скорость восстановления, тогда как присутствие ионов разных металлов существенно изменяет реакционную способность боргидридов в реакциях восстановления. Восстановительные свойства растворов существенно изменяются в присутствии галогенидов лития, магния, кальция, галлия, титана и алюминия, а также гидроокиси калия и метилатов рутения и цезия. Селективность восстановления может быть достигнута при применении боргидрида натрия в сочетании со специфическими растворителями и в присутствии ионов определенных металлов (Kollonits h el al., 1954, 1955). Привлекли к себе внимание эфираты боргидрида лития (Burns et al., 1958 Kolski et al., 1958). [c.164]
Лабораторные работы по неорганической химии (1948) — [
c.20
]
Практикум по общей химии (1948) — [
c.181
]
Практикум по общей химии Издание 2 1954 (1954) — [
c.189
]
Практикум по общей химии Издание 3 (1957) — [
c.194
]
Практикум по общей химии Издание 4 (1960) — [
c.194
]
Практикум по общей химии Издание 5 (1964) — [
c.209
]
Окислительно-восстановительными называют реакции, которые сопровождаются изменением степеней окисления химических элементов, входящих в состав реагентов.
Окислением называют процесс отдачи электронов атомом, молекулой или ионом, который сопровождается повышением степени окисления.
Восстановлением называют процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом, который сопровождается понижением степени окисления.
Окислителем называют реагент, который принимает электроны в ходе окислительно-восстановительной реакции. (Легко запомнить: окислитель — грабитель.)
Восстановителем называют реагент, который отдаёт электроны в ходе окислительно-восстановительной реакции.
Окислительно-восстановительные реакции делят на реакции межмолекулярного окисления-восстановления, реакции внутримолекулярного окисления-восстановления, реакции диспропорционирования и реакции конмутации.
Для составления окислительно-восстановительных реакций используют метод электронного баланса.
Составление уравнения окислительно-восстановительной реакции осуществляют в несколько стадий.
- Записывают схему уравнения с указанием в левой и правой частях степеней окисления атомов элементов, участвующих в процессах окисления и восстановления.
- Определяют число электронов, приобретаемых или отдаваемых атомами или ионами.
- Уравнивают число присоединённых и отданных электронов введением множителей, исходя из наименьшего кратного для коэффициентов в процессах окисления и восстановления.
- Найденные коэффициенты (их называют основными) подставляют в уравнение реакции перед соответствующими формулами веществ в левой и правой частях.
Пример 1. Реакция алюминия с серой. Записываем схему реакции и указываем изменение степеней окисления:
Атом серы присоединяет два электрона, изменяя свою степень окисления от 0 до –2. Он является окислителем. Атом алюминия отдаёт три электрона, изменяя свою степень окисления от 0 до +3. Он является восстановителем.
Составляем уравнение электронного баланса и уравниваем число присоединённых и отданных электронов:
Подставляем найденные коэффициенты в уравнение реакции и окончательно получаем:
Пример 2. Окисление фосфора хлором. Записываем схему реакции и указываем изменение степеней окисления:
Степень окисления хлора изменяется от 0 до –1, при этом молекула хлора присоединяет два электрона. Хлор является окислителем.
Атом фосфора отдаёт пять электронов, изменяя свою степень окисления от 0 до +5. Он является восстановителем.
Составляем уравнение электронного баланса и уравниваем число присоединённых и отданных электронов:
Электронное уравнение для хлора записывают именно так, поскольку окислителем является молекула хлора, состоящая из двух атомов, и каждый из этих атомов изменяет свою степень окисления от 0 до –1. Коэффициент 5 относится к молекуле хлора в левой части уравнения, а количество атомов хлора в правой части уравнения 5 × 2 = 10.
Подставляем найденные коэффициенты в уравнение реакции и окончательно получаем:
Пример 3. Восстановление оксида железа (II, III) алюминием. Записываем схему реакции и указываем изменение степеней окисления:
Степень окисления железа изменяется от +8/3 до 0, при этом три иона железа (поскольку в исходном оксиде их содержится именно три) присоединяют восемь электронов (3 × 8/3 = 8). Железо является окислителем.
Алюминий отдаёт три электрона, изменяя свою степень окисления от 0 до +3. Он является восстановителем.
Составляем уравнение электронного баланса и уравниваем число присоединенных и отданных электронов:
Электронное уравнение для алюминия записывают именно так, поскольку в состав оксида алюминия входят два атома алюминия. Таким образом, в левой части уравнения основной коэффициент перед оксидом железа (II, III) будет равен 3, а перед алюминием 4 × 2 = 8.
Количество атомов железа в правой части уравнения реакции составит 3 × 3 = 9. Количество молекул оксида алюминия будет равно 8/2 = 4. Окончательно получаем:
Проверяем баланс по кислороду. В левой части уравнения 3 × 4 = 12. В правой части уравнения 4 × 3 = 12. Таким образом, число атомов каждого элемента в отдельности в левой и в правой части химического уравнения равны между собой, и реакция уравнена правильно.
Этот пример наглядно показывает, что дробная степень окисления хотя и не имеет физического смысла, но позволяет правильно уравнять окислительно-восстановительную реакцию.
Очень часто окислительно-восстановительные реакции проходят в растворах в нейтральной, кислой или щелочной среде. В этом случае химические элементы, входящие в состав вещества, образующего среду реакции, свою степень окисления не меняют.
Пример 4. Окисление йодида натрия перманганатом калия в среде серной кислоты. Записываем схему реакции, указываем степени окисления элементов, участвующих в процессах окисления и восстановления:
Атом марганца принимает пять электронов, изменяя свою степень окисления от +7 до +2. Перманганат калия является окислителем.
Два йодид-иона отдают два электрона, образуя молекулу I20. Йодид натрия является восстановителем.
Составляем уравнение электронного баланса и уравниваем число присоединённых и отданных электронов введением множителей:
Найденные коэффициенты подставим в уравнение реакции перед соответствующими формулами веществ в левой и правой частях.
Серная кислота является средой реакции. Ни один из элементов, входящих в состав этого соединения, свою степень окисления не меняет, но сульфат-анион связывает выделяющиеся в результате реакции катионы калия, натрия и марганца. Подсчитаем число сульфат-ионов в правой части. Оно равно 2 + 1 + 5 = 8. Следовательно, перед серной кислотой следует поставить коэффициент 8. Число атомов водорода в левой части уравнения равно 8 × 2 = 16. Отсюда вычисляем коэффициент для воды: 16/2 = 8.
Таким образом, уравнение реакции будет иметь вид:
Правильность баланса проверяем по кислороду. В левой части его 2 × 4 = 8 (перманганат калия); в правой — 8 × 1 = 8 (вода). Следовательно, уравнение составлено правильно.
Пример 5. Окисление сульфида калия манганатом калия в водной среде. Записываем схему реакции, указываем степени окисления элементов, участвующих в процессах окисления и восстановления:
Ион марганца принимает два электрона, изменяя свою степень окисления от +6 до +4. Манганат калия является окислителем.
Сульфид-ион отдаёт два электрона, образуя молекулу S0. Сульфид калия является восстановителем.
Составляем уравнение электронного баланса и уравниваем число присоединённых и отданных электронов введением множителей:
Основные коэффициенты в уравнении реакции равны единице:
Вода является средой реакции. Ни один из элементов, входящих в состав этого соединения, свою степень окисления не меняет.
Гидроксид-ионы связывают выделяющиеся в результате реакции катионы калия. Таких катионов четыре (2 × 2), число атомов водорода также 4 (4 × 1), поэтому перед молекулой воды ставим коэффициент два (4/2 = 2):
Пример 6. Окисление аммиака хлоратом калия в щелочной среде. Записываем схему реакции, указываем степени окисления элементов, участвующих в процессах окисления и восстановления:
Хлор принимает шесть электронов, изменяя свою степень окисления от +5 до –1. Хлорат калия является окислителем.
Азот отдаёт восемь электронов, изменяя свою степень окисления от –3 до +5. Аммиак является восстановителем.
Составляем уравнение электронного баланса, уравниваем число присоединённых и отданных электронов введением множителей, сокращаем кратные коэффициенты:
Проставляем найденные основные коэффициенты в уравнение реакции:
Гидроксид калия является средой реакции. Ни один из элементов, входящих в состав этого соединения, свою степень окисления не меняет.
Катионы калия связывают выделяющиеся в результате реакции нитрат-ионы. Таких анионов три. Следовательно, перед гидроксидом калия ставим коэффициент три:
Число атомов водорода в левой части уравнения равно девяти в аммиаке (3 × 3) = 9 и трём в гидроксиде калия (3 × 1), а их общее число 9 + 3 = 12. Следовательно, перед водой ставим коэффициент (12/2) = 6. Окончательно уравнение реакции будет иметь вид:
Убеждаемся ещё раз в правильности расстановки коэффициентов, сравнивая число атомов кислорода в левой и правой его частях. Оно равно 15.
Довольно часто одно и то же вещество одновременно является окислителем и создаёт среду реакции. Такие реакции характерны для концентрированной серной кислоты и азотной кислоты в любой концентрации. Кроме того, в подобные реакции, но в качестве восстановителя, вступают галогенводородные кислоты с сильными окислителями.
Пример 7. Окисление магния разбавленной азотной кислотой. Записываем схему реакции и указываем изменение степеней окисления:
Степень окисления азота изменяется от +5 до +1, при этом два атома азота присоединяют восемь электронов. Азотная кислота является окислителем.
Магний отдаёт два электрона, изменяя свою степень окисления от 0 до +2. Он является восстановителем.
Составляем уравнение электронного баланса и уравниваем число присоединённых и отданных электронов:
Подставляем найденные коэффициенты перед окислителем и восстановителем в левой части уравнения реакции и перед продуктами окисления и восстановления в правой части уравнения реакции:
При этом в правой части уравнения реакции имеется 4 × 2 = 8 нитрат-ионов, не изменивших свою степень окисления. Очевидно, что для этого в правую часть уравнения реакции следует добавить ещё 8 молекул HNO3. Тогда общее количество молекул азотной кислоты в правой части уравнения составит 2 + 8 = 10.
В этих молекулах содержатся 10 × 1 = 10 атомов водорода. Такое же количество атомов водорода должно быть и в правой части уравнения. Следовательно, перед молекулой воды следует подставить коэффициент 10/2 = 5, и уравнение окончательно будет иметь вид:
Окончательно проверяем правильность баланса, подсчитывая число атомов кислорода в левой и правой частях уравнения. В левой части 10 × 3 = 30. В правой части (2 × 3) × 4 = 24 в нитрате магния, 1 в оксиде азота (I) и 5 × 1 = 5 в молекуле воды. Итого 24 + 1 + 5 = 30. Таким образом, реакция полностью уравнена.
Пример 8. Взаимодействие соляной кислоты с оксидом марганца (IV). Записываем схему реакции и указываем изменение степеней окисления:
Степень окисления марганца изменяется от +4 до +2, при этом марганец присоединяет два электрона. Оксид марганца (IV) является окислителем.
Два хлорид-иона отдают два электрона, образуя молекулу Cl20, хлористый водород является восстановителем.
Составляем электронное уравнение и уравниваем число присоединённых и отданных электронов, сокращаем кратные коэффициенты:
При этом коэффициент 1 изначально относится к двум хлорид-ионам и к одной молекуле Cl2. Подставляем найденные коэффициенты перед окислителем и восстановителем в левой части уравнения реакции и перед продуктами окисления и восстановления в правой части уравнения реакции:
При этом в правой части уравнения реакции имеется 1 × 2 = 2 хлорид-иона, не изменивших свою степень окисления. Эти хлорид-ионы в окислительно-восстановительной реакции не участвовали. Очевидно, что для этого в правую часть уравнения реакции следует добавить 2 молекулы HCl. Тогда общее количество молекул HCl в правой части уравнения составит 2 + 2 = 4. В этих молекулах будет содержаться 4 × 1 = 4 атома водорода. Такое же количество атомов водорода должно быть и в правой части уравнения. Тогда перед молекулой воды следует подставить коэффициент 4/2 = 2, и уравнение в окончательном виде будет иметь вид:
Проверяем правильность баланса, подсчитывая число атомов кислорода в левой и правой частях уравнения. В левой части оно составляет 1 × 2 = 2 в оксиде марганца (IV), а в правой части 2 × 1 = 2 в молекуле воды. Таким образом, реакция полностью уравнена.
В качестве окислителя могут выступать нейтральные атомы и молекулы, положительно заряженные ионы металлов, сложные ионы и молекулы, содержащие атомы металлов и неметаллов в состоянии положительной степени окисления и др.
Ниже приведены сведения о некоторых наиболее распространенных окислителях, имеющих важное практическое значение.
Кислород. Сильный окислитель, окислительная способность значительно возрастает при нагревании. Кислород взаимодействует непосредственно с большинством простых веществ, кроме галогенов, благородных металлов Ag, Au, Pt и благородных газов, с образованием оксидов:
Взаимодействие натрия с кислородом приводит к пероксиду натрия:
Более активные щелочные металлы (K, Rb, Cs) при взаимодействии с кислородом дают надпероксиды типа ЭО2:
В своих соединениях кислород, как правило, проявляет степень окисления –2. Применяется кислород в химической промышленности, в различных производственных процессах в металлургической промышленности, для получения высоких температур. С участием кислорода идут многочисленные чрезвычайно важные жизненные процессы: дыхание, окисление аминокислот, жиров, углеводов. Только немногие живые организмы, называемые анаэробными, могут обходиться без кислорода.
Реакции, иллюстрирующие окислительные свойства кислорода при его взаимодействии с различными неорганическими веществами, приведены в уроке 14.
Озон. Обладает ещё большей по сравнению с кислородом окислительной способностью. Озон окисляет все металлы, за исключением золота, платины и некоторых других, при этом, как правило, образуются соответствующие высшие оксиды элементов, реже — пероксиды и озониды, например:
Озон окисляет оксиды элементов с промежуточной степенью окисления в высшие оксиды.
Перманганат калия. Является сильным окислителем, широко применяется в лабораторной практике. Характер восстановления перманганата калия зависит от среды, в которой протекает реакция. В кислой среде перманганат калия восстанавливается до солей Mn2+, в нейтральной или слабощелочной — до MnO2, а в сильнощелочной он переходит в манганат-ион MnO42–. Данные переходы описываются следующими уравнениями
Перманганат калия способен окислять сульфиды в сульфаты, нитриты в нитраты, бромиды и йодиды — до брома и йода, соляную кислоту до хлора и т. д.:
Хромат и бихромат калия. Эти соединения широко применяют в качестве окислителей в неорганических и органических синтезах. Взаимные переходы хромат- и бихромат-ионов очень легко протекают в растворах, что можно описать следующим уравнением обратимой реакции:
Соединения хрома (VI) — сильные окислители. В окислительно-восстановительных процессах они переходят в производные Cr (III). В нейтральной среде образуется гидроксид хрома (III), например:
В кислой среде образуются ионы Cr3+:
В щелочной — производные анионного комплекса [Cr(OH)6]3–:
В качестве восстановителя могут выступать нейтральные атомы, отрицательно заряженные ионы неметаллов, положительно заряженные ионы металлов в низшей степени окисления, сложные ионы и молекулы, содержащие атомы в промежуточной степени окисления, электрический ток на катоде и др.
Ниже приведены сведения о некоторых наиболее распространённых восстановителях, имеющих важное практическое значение.
Углерод. Углерод широко применяют в качестве восстановителя в неорганических синтезах. При этом в качестве продуктов окисления может образовываться углекислый газ, или оксид углерода (II). При восстановлении оксидов металлов могут образовываться свободные металлы, реже — карбиды металлов.
Восстановительные свойства углерод проявляет также в реакции получения водяного газа:
Полученную смесь водорода и оксида углерода (II) широко применяют для синтеза органических соединений.
Оксид углерода (II). Широко применяют в металлургии при восстановлении металлов из их оксидов, например:
Водород. Широко применяют в качестве восстановителя в неорганических синтезах (водородотермия) для получения чистого вольфрама, молибдена, галлия, германия и т. д.:
Тренировочные задания
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты, определите окислитель и восстановитель в уравнении реакции, схема которой:
1. Al + H2O + KNO3 + KOH → K[Al(OH)4] + NH3↑.
2. KNO3 + Al → KAlO2 + Al2O3 + N2.
3. Na2O2 + H2SO4 + KMnO4 → O2↑ + MnSO4 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O.
4. NaCl + H2SO4 + MnO2 → Cl2 + MnSO4 + Na2SO4 + H2O.
5. NaCl + H2SO4 + KMnO4 → Cl2 + MnSO4 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O.
6. KNO2 + H2SO4 + MnO2 → MnSO4 + KNO + H2O.
7. KI + H2SO4 + KMnO4 → I2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O.
8. KI + K2Cr2O7 + H2SO4 → I2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O.
9. C + K2Cr2O7 + H2SO4 → CO2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O.
10. PbO2 + HNO3 + KI → Pb(NO3)2 + I2 + KNO3 + H2O.
11. PbO2 + HNO3 + Mn(NO3)2 → Pb(NO3)2 + HMnO4 + H2O.
12. NaNO2 + KMnO4 + H2SO4 → NaNO3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O.
13. KNO2 + KMnO4 + H2SO4 → KNO3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O.
14. KNO2 + K2Cr2O7 + H2SO4 → KNO3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O.
15. KNO2 + KI + H2SO4 → NO + I2 + K2SO4 + H2O.
16. KNO2 + FeSO4 + H2SO4 → NO + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O.
17. Ca3(PO4)2 + C + SiO2 → CaSiO3 + P + CO.
18. Sb + HNO3 → Sb2O5 + NO2 + H2O.
19. H2O2 + H2SO4 + KMnO4 → MnSO4 + O2 + H2O + K2SO4.
20. S + HNO3 → H2SO4 + NO2 + H2O.
21. H2S + HNO3 → H2SO4 + NO2 + H2O.
22. H2S + KMnO4 → MnO2 + S + H2O + KOH.
23. H2S + K2Cr2O7 + H2SO4 → S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O.
24. KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 → MnSO4 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O.
25. KMnO4 + Na2SO3 + H2O → MnO2 + Na2SO4 + KOH.
26. KMnO4 + Na2SO3 + KOH → K2MnO4 + Na2SO4 + H2O.
27. K2Cr2O7 + K2SO3 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O.
28. H2SO4 + C → SO2 + CO2 + H2O.
29. H2SO4 + Zn → ZnSO4 + H2S + H2O.
30. H2SO4 + KBr → SO2 + Br2 + KHSO4 + H2O.
31. H2SO4 + KI → H2S + I2 + K2SO4 + H2O.
32. PbO2 + HCl → PbCl2 + Cl2 + H2O.
33. K2Cr2O7 + HCl → CrCl3 + Cl2 + KCl + H2O.
34. KMnO4 + HCl → MnCl2 + Cl2 + KCl + H2O.
35. KClO3 + HCl → KCl + Cl2 + H2O.
36. HClO3 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + HCl + H2O.
37. NaBrO3 + NaBr + H2SO4 → Br2 + Na2SO4 + H2O.
38. HNO3 + I2 → HIO3 + NO2 + H2O.
39. HNO3 + I2 → HIO3 + NO + H2O.
40. H2SO4 + HI → I2 + H2S + S + H2O.
41. Fe2(SO4)3 + HI → FeSO4 + I2 + H2SO4.
42. HIO3 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + I2 + H2O.
43. NaIO3 + NaI + H2SO4 → I2 + Na2SO4 + H2O.
44. KMnO4 + Cu2O + H2SO4 → MnSO4 + CuSO4 + K2SO4 + H2O.
45. HNO3 + Cu2S → CuSO4 + Cu(NO3)2 + NO2 + H2O.
46. H2SO4 + Cu2S → CuSO4 + SO2 + H2O.
47. Ag + HNO3 → AgNO3 + NO + H2O.
48. Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + N2O + H2O.
49. PH3 + KMnO4 + H2SO4 → H3PO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O.
50. FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O.
51. H2S + KMnO4 + H2SO4 → S + MnSO4 + K2SO4 + H2O.
52. Ca3P2 + KMnO4 + H2SO4 → CaSO4 + H3PO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O.