Жай және күрделі бейорганикалық қосылыстар қатысуымен жүретін тотығу-тотықсыздану реакциялар. Химия, 10 сынып, презентация.

Тақырып:

10.3C Тотығу-тотықсыздану реакциялар

Оқу мақсаты:

10.2.3.1 электрондық баланс әдісі арқылы тотығу-тотықсыздану реакциялар құрастыру;

Сөздік

«Тотығу-тотықсыздану реакциялар» терминді қалай түсінесіздер?

Тотығу - тотықсыздану реакциялары (ТТР)-

http://www.hemi.nsu.ru/text13z.htm

2Na0 + Cl20 → 2Na+Cl-

Тотығу дәрежесі дегеніміз не?

Тотығу дәрежесі – химиялық қосылысты тек иондардан тұрады деп қарастырғанда әр атомда болатын шартты зарядтың сан шамасы. 

Тотығу дәрежесі

Жай заттардың құрамына кіретін элемент атомының тотығу дәрежесі нөльге тең.

Сутектің тотығу дәрежесі гидридтерден (-1) басқа қосылыстарда +1 тең.

Оттектің тотығу дәрежесі пероксидтер (-1) мен фтор қосылыстарынан (+2) басқа қосылыстарында -2 тең.

Қосылыстың құрамындағы барлық атомдардың тотығу дәрежесінің қосындысының жиынтығы нөльге тең.

Иондағы атомдардың тотығу дәрежесінің жиынтық қосындысы ион зарядына тең болады.

Caº, N2º, H2º

+1 +1 -1

HBr, H2S, NaH

-2 -1 +2

H2O, Н2О2, OF2

+1 +6 -2

H2SO4

2(+1)+6+4(-2)=0

+6 -2

SO4

6+4(-2)=-2

CrO3

Ga(OH)3

СlF3

PO43-

CrO42-

HS-

SO32-

S2O72-

SF22+

-2

-1

+2

+4

+6

+7

Тапсырма 1. Ион формуласы мен оның құрамындағы күкірттің тотығу дәрежесімен сәйкестігін табыңыздар.

ИОН ФОРМУЛАСЫ

КҮКІРТТІҢ ТОТЫҒУ ДӘРЕЖЕСІ

Тапсырма 2.

Тапсырма 3: Мына реациялардың қайсысы тотығу-тотықсыздану реакциясына жатады?

а) P₂O₅ + H₂O = 2HPO₃

б) KOH + HCl = KCl + H₂O

в) CO₂ + CaO = CaCO₃

г) PH₃ + 2O₂ = H₃PO₄

жауабы: г

Тотығу – атом, молекула немесе ионның электрон беруі

Тотықсыздану – атом, молекула немесе ионның электрон қосып алуы.

P⁰ + 3e → P‾³ Na⁺ + 1e → Na⁰

S⁺⁴ + 2e → S⁺⁶ S⁰ + 4e→ S⁺⁴

F⁰ + 1e → F‾ Cl⁺⁷ + 8e→ Cl⁺¹

Тотықсыздану ( +е )

тотығу дәрежесі К Е М И Д І

Сa⁰ → Сa⁺² + 2e S‾² → S⁰+ 2e

Fe⁺² → Fe⁺³ + 1e N⁺⁵ → N‾³ + 8e

S-2 → S⁺⁴ + 6e Li⁰ → Li⁺ + 1e

Тотығу ( - е )

тотығу дәрежесі А Р Т А Д Ы

0

1+

2+

3+

4+

1-

2-

3-

4-

5-

5+

2Cl-

Cl20

ТОТЫҒУ

тотықсыз дандырғыш

Cu0

Cu2+

ТОТЫҚСЫЗДАНУ

ТОТЫҚТЫРҒЫШ

+2е¯

−2е¯

Тапсырма 4.

а) N⁰₂ - 4e → 2N⁺²

б) S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴

в) Fe⁰ - 3e → Fe⁺³

г) P⁺³ + 2e → P⁺⁵

жауабы:

а, в - тотығу;

б, г - тотықсыздану

Тотықтырғыш - электрон алушы атом немесе ион

Тотықсыздандырғыштан электрондарды

қосу арқылы тотықтырғыш тотықсызданады

Тотықтырғыш + е ӨНІМДЕР

тотығу дәрежесі

кемиді

ТОТЫҚСЫЗДАНУ

күштілері – F2, O2, O3, H2O2, Cl2 (әсіресе сулы ерітіндісі), HClO, HClO3, H2SO4 (тек концентрлісі), патша арағы (концентрлі HNO3 және HCl қоспасы), HNO2, NO2, KMnO4 (әсіресе қышқыл ерітіндіде), MnO2, K2Cr2O2, CrO3, PbO2 және т.б.; әлсіздері – I2, бром суы (Br2+H2O), SO2, Fe3+ және т.б.

Ең маңызды тотықтырғыштар

Тотықсыздандырғыш - электрон беруші атом немесе ион.

Тотықтырғышқа электрондарын беру арқылы тотықсыздандырғыш тотығады

тотықсыздандырғыш - е ӨНІМДЕР

тотығу дәрежесі

артады

ТОТЫҒУ

Маңызды тотықсыздандырғыштар:

күштілері – сілтілік және сілтілік жер металдар, (әсіресе бөлінген күйінде), HI және иодидтер, H2S және сульфидтер, NH3, PH3, H3PO3, C, CO, Fe2+, Cr2+ және т.б.; әлсіздері – активтілігі төмен металдар (Pb, Cu, Ag,Hg), HCl және хлоридтер, SO2, HNO2 және т.б.

Осылайша, тотығу-тотықсыздану реакцияның МӘНІ электрондарды тотықсыздандырғышТАН тотықтырғышҚА АУДАРУ.

http://www.hemi.nsu.ru/ucheb158.htm

Тотығу дәрежелерінің өзгерулері

Ережелер

Элемент ең төменгі тотығу дәрежесінде тек тотықсыздандырғыш,

ең жоғарғы тотығу дәрежесінде тек тотықтырғыш,

аралық тотығу дәрежесінде болса әрі тотықтырғыш, әрі тотықсыздандырғыш болады.

Тотықтырғыш пен тотықсыздандырғышты танып білу

+4 -2 +1 -2 0

SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O

+4

SO2 4

тотықтырғыш 3

2

1

0

-1

-2 H2S

тотықсыздандырғыш

ТТР жіктелуі

Молекулааралық ТТР (әртүрлі молекулалар арасында)

HCl-1+ KMn+7O4= Cl20 + Mn+2Cl2+KCl+H2O

Тотықтырғыш - Mn+7

Тотықсыздандырғыш - Cl-1

2. Молекулаішілік (тотықтырғыш та, тотықсыздандырғыш та бір молекула ішінде)

(N-3H4)2Cr2+6O7 = N20 + Cr3+2O3 + 4H2O

Тотықтырғыш - Cr+6

Тотықсыздандырғыш - N-3

3. Диспропорционалды (дисмутация) тотығу дәрежесі көтеріледі де, төмендейді де.

4Na2S+4O3 = 3Na2S+6O4 + Na2S-2

Тотықтырғыш та тотықсыздандырғыш та - S+4

4. Контрпропорционалды - әртүрлі тотығу дәрежесінде 1 элементтің қосылыстары әрекеттеседі, түзілген өнімде осы 2 тотығу дәрежесінің ортасы болады.

S+4O2 + 2H2S-2 = 3S0 + 2Н2O

Тотықтырғыш - S+4

Тотықсыздандырғыш - S-2

Тапсырма 5. ТТР қандай типіне жатады?

H2S + Cl2 = S + 2HCl 

Cl2 + H2О = HCl + HClO

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu

2BiСl3 + 3SnCl2 = 2Bi + 3SnCl4

ТТР құрастыру әдістері

Электронды баланс әдісі – бастапқы заттар және өнімдер құрамындағы атомдардың тотығу дәрежелерін салыстыруға негізделген.

Иондық-электрондық жартылай реакциялар теңдеулерін құру әдісі

Тотығу-тотықсыздану реакциясының теңдеуін құру алгоритмі:

1. Химиялық теңдеуді құру.

2. Теңдеудің оң және сол бөлігіндегі барлық элементтердің тотығу дәрежесін анықтап, оны жазу.

3. Тотығу дәрежесі өзгерген элементті табу.

4. Электрондық баланс теңдеуін құру.

5. Химиялық теңдеуге коэффициенттерін қою.

6. Теңдеудің оң және сол бөлігіндегі оттегінің саны бойынша коэффициенттің дұрыс қойылғандығын тексеру.

7. Тотықтырғышты, тотықсыздандырғышты, тотығу – тотықсыздандыру процесін анықтау.

Электронды баланс әдісі

+4 -2 +1 -2 0

SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O

+4 0 +4 _ 0

S → S S +4 e → S 1

_

+4 → 0 e қосып алу – тотықсыздану

+4 +(-4)=0

-2 0 -2 _ 0

S → S S – 2 e → S 2

_

-2 → 0 e беру – тотығу

-2 - (-2)=0

1. ТТР-сы теңдеулерін теңестіру реті төмендегідей:

2. Теңдеулердің оң және сол бөлігіндегі барлық әлементтердің тотығу дәрежелерін тауып, таңбасының үстіне жазу.

3. Реакция нәтижесінде тотығу дәрежесі өзгерген элементтердің астын сызу.

4. Электрондық баланс теңдеуін құру. (ағылшынша balance-

теңдестіру, тепе-теңдік):

5. Таңдалған коэффиценттерді реакция теңдеуіне жазу.

6. Оттек атомдарының санын есептеу арқылы

коэффиценттердің дұрыс екендігін тексеру.

2Al+3H2+1S+6O4-2 =Al2+3(S+6O4-2)3+3H2

P ⁰ + Na⁰ → Na⁺₃P‾³

Тотықсыздану: P⁰ + 3e → P‾³ | 1

Тотығу: Na⁰ - 1e → Na⁺ | 3

P⁰ - тотықтырғыш Na⁰-тотықтықсыздандырғыш:

P ⁰ + 3 Na⁰ = Na⁺₃P‾³

H₂S‾² + O₂⁰ = H₂O‾² + S⁺⁴O₂

Тотығу: S‾² - 6e → S⁺⁴ | 4| 2 Тотықсыздану: O₂⁰ + 4e → 2O‾² | 6| 3

Тотықтырғыш: O₂⁰ тотықтықсыздандырғыш: S‾²

2H₂S‾² + 3 O₂⁰ = 2 H₂O‾² + 2 S⁺⁴O₂

Мысалы

Тапсырма 6. Электрондық баланс әдісі арқылы тотығу-тотықсыздану реакцияны құрастырыңыз. Тотықтырғыш және тотықсыздандырғышты анықтаңыз.

3HNO2 = HNO3 + 2NO + H2O

2KClO3 = 2KCl + 3O2

3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

«Салыстыр»: Венн диаграммасы

«Салыстыр»: Венн диаграммасы

Электрондық баланс әдісі арқылы тотығу-тотықсыздану реакцияны құрастырыңыз. Тотықтырғыш және тотықсыздандырғышты анықтаңыз.

а) S + N₂O→ SO₂ + N₂

б) Br₂ + Zn → ZnBr₂

в) HBr + O₂ → H₂O + Br₂

г) Fe₂O₃ + H₂→ H₂O + Fe

Үйге тапсырма

a) S⁰ − 4 e → S⁺⁴ |2 | 1

2N⁺ + 2∙ 1e → N⁰₂ |4 | 2

S + 2N₂O = SO₂ + 2 N₂

б) Br⁰₂ + 2 ∙ 1 e → 2Br⁻| 2 | 1

Zn⁰ - 2 e → Zn⁺² | 2 | 1

Br₂ + Zn = ZnBr₂

в) 2Br⁻ - 2 ∙ 1 e → Br⁰₂ | 4 | 2

O⁰₂ + 2 ∙ 2 e → 2 O⁻² | 2 | 1

4HBr + O₂ = 2Br₂ + 2 H₂O

г ) Fe⁺³ - 3 e → Fe⁰ | 2

H⁰₂ + 2 ∙ 1 e → 2H⁺ | 3

Fe₂O₃ + 3 H₂ = 2 Fe + 3H₂O

Тексеру

Қолданылған ресурстар

Каверина А.А., Молчанова Г.Н., Свириденкова Н.В., Стаханова С.В.: ХИМИЯ. Решение заданий повышенного и высокого уровня сложности, Москва «Интеллект-Центр», 2015 г.

http://www.hemi.nsu.ru/ucheb158.htm

https://www.wisc-online.com/learn/natural-science/chemistry/gch7704/oxidation-numbers

http://www.chemguide.co.uk/inorganic/redox/oxidnstates.html