Gradul de oxidare a azotului în NH 3 - (-3) este cel mai scăzut, în HN0 2 - +3 - intermediar, b HN0 3 - +5 - cel mai înalt; sulf în H2S - (-2) - inferior, în H2SO3 - +4 - intermediar, în H2S04 - +6 - superior; mangan în Mn0 2 - +4 - intermediar, în KMn0 4 - +7 - cel mai mare.
Prin urmare: NH3, H2S - numai agenţi reducători; KMn0 4, HN0 3, H 2 S0 4 - numai agenţi oxidanţi; H 2 S0 3, HN0 2, Mn0 2 - agenţi oxidanţi şi reducători.
Cei mai importanți agenți oxidanțiîn reacțiile redox sunt: F 2, 0 2, 0 3, H 2 0 2, Cl 2, HClO, HClO3, H 2 SO 4 (conc), HN0 3, „vodcă regia” (un amestec de HN0 3 concentrat și HCl ), N02, KMn04, Mn02, K2Cr207, Cr03, Pb02 şi alţii.
Agenți oxidanți slabi: I 2, apă cu brom (Br 2 + H 2 0), S0 2, HN0 2, Fe 3+ și altele.
Prezintă proprietăți puternice de restaurare: metale alcaline și alcalino-pământoase, Mg, Al, H 2 (în special în momentul izolării), HI și ioduri, HBr și bromuri, H 2 S și sulfuri, NH 3, РНз, Н 3 Р0 4, С, CO, Fe 2+, Cr 2+ etc.
Agenți reducători slabi: metale slab active (Pb, Cu, Ag, Hg), HCl si cloruri, S0 2, HN0 2 etc.
În cazul în care produșii de reacție nu sunt indicați în ecuație, este necesar să le derivăm folosind tabele de stări caracteristice de oxidare (Tabelele 3.1 și 3.2) și cunoașterea proprietăților compușilor specifici elemente chimice.
Dacă noua stare de oxidare a unui element este pozitivă, atunci pentru a deriva formula produsului este necesar să se compună următorul lanț de formule pentru compușii acestui element
De exemplu,
Pentru a îndepărta produsul de reacție, interacțiunea oxidului sau hidroxidului cu mediul este importantă. Deoarece hidroxidul de aluminiu este amfoter, într-un mediu acid (de exemplu, H2SO4) produsul va fi sulfat de aluminiu, iar într-un mediu alcalin (KOH) - K aluminat.
Formula medie poate fi doar pe o parte a ecuației. Dacă formula derivată a produsului coincide cu formula mediului (H 2 S0 4), atunci dacă în soluție sunt prezenți ioni K + sau Na +, produsul va fi o sare a acidului sulfuric, de exemplu Na 2 S0 4.
Într-un mediu alcalin, produsul va fi hidroxid de Fe(OH)3.
Într-un mediu acid, dizolvarea CO 2 în apă este dificilă, astfel că produsul va fi dioxid de carbon (CO 2).
Dacă noua stare de oxidare a elementului este negativă, atunci lanțul pentru derivarea formulei produsului ar trebui să fie după cum urmează
De exemplu,
La deducerea produselor reacțiilor redox, este necesar să se țină cont de comportamentul elementelor chimice specifice. Astfel, manganul își schimbă starea de oxidare diferit, în funcție de mediu. Mn +7 își scade starea de oxidare: într-un mediu acid la +2, într-un mediu neutru - la +4, într-un mediu puternic alcalin - la +6. Mn +2 crește gradul de oxidare: într-un mediu acid - până la +7, într-un mediu neutru - până la +4 și în mediu alcalin - până la +6.
La deducerea produselor compușilor de crom (VI), trebuie amintit că cromații sunt stabili într-un mediu alcalin, iar dicromații sunt stabili într-un mediu acid.
Elementele cu o stare de oxidare negativă o modifică de obicei ca urmare a unei reacții la zero. Produsul de reacție în acest caz este o substanță simplă (Cl 2, S, I 2 etc.).
De exemplu
a) 2CI-1-2 = CI2;
b) S -2 -2 =S;
c) 2I -1 - 2 = I 2 (în mediu acid).
O excepție este ionul de iodură I -1 într-un mediu alcalin, deoarece I 2 instabil în mediu alcalin:
I -1 - 6 = I +5 (în mediu alcalin).
Formulele produselor rămase se obțin prin combinarea ionilor rămași cu ionii mediului.
Metoda de îndepărtare a produselor discutată mai sus este aplicabilă numai pentru reacțiile redox în soluții; produșii de reacție în fază gazoasă și în topituri se găsesc folosind literatura de referință.
Sarcina nr. 1
Stabiliți o corespondență între ecuația reacției și proprietatea elementului de azot pe care îl prezintă în această reacție: pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr.
Răspuns: 4221
Explicaţie:
A) NH 4 HCO 3 este o sare care conţine cationul de amoniu NH 4 +. În cationul de amoniu, azotul are întotdeauna o stare de oxidare de -3. Ca rezultat al reacției, se transformă în amoniac NH3. Hidrogenul aproape întotdeauna (cu excepția compușilor săi cu metale) are o stare de oxidare de +1. Prin urmare, pentru ca o moleculă de amoniac să fie neutră din punct de vedere electric, azotul trebuie să aibă o stare de oxidare de -3. Astfel, nu există nicio modificare a gradului de oxidare a azotului, adică. nu prezintă proprietăți redox.
B) După cum se arată mai sus, azotul din amoniacul NH3 are o stare de oxidare de -3. Ca rezultat al reacției cu CuO, amoniacul se transformă într-o substanță simplă N2. În orice substanță simplă, starea de oxidare a elementului prin care se formează este zero. Astfel, atomul de azot își pierde sarcina negativă și, deoarece electronii sunt responsabili pentru sarcina negativă, aceasta înseamnă că atomul de azot îi pierde ca urmare a reacției. Un element care își pierde o parte din electroni ca urmare a unei reacții se numește agent reducător.
C) Ca urmare a reacției NH 3 cu starea de oxidare a azotului egală cu -3, acesta se transformă în oxid nitric NO. Oxigenul are aproape întotdeauna o stare de oxidare de -2. Prin urmare, pentru ca o moleculă de oxid nitric să fie neutră din punct de vedere electric, atomul de azot trebuie să aibă o stare de oxidare de +2. Aceasta înseamnă că atomul de azot, ca urmare a reacției, și-a schimbat starea de oxidare de la -3 la +2. Aceasta indică faptul că atomul de azot a pierdut 5 electroni. Adică, azotul, așa cum este cazul B, este un agent reducător.
D) N 2 este o substanță simplă. În toate substanțele simple, elementul care le formează are o stare de oxidare de 0. În urma reacției, azotul este transformat în nitrură de litiu Li3N. Stare de oxidare unică metal alcalin, cu excepția zero (starea de oxidare 0 are loc pentru orice element), este egal cu +1. Astfel, pentru ca unitatea structurală Li3N să fie neutră din punct de vedere electric, azotul trebuie să aibă o stare de oxidare de -3. Se pare că, în urma reacției, azotul a dobândit o sarcină negativă, ceea ce înseamnă adăugarea de electroni. Azotul este un agent oxidant în această reacție.
Sarcina nr. 2
Stabiliți o corespondență între schema de reacție și proprietatea elementului fosfor pe care îl prezintă în această reacție: pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr.
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare.
Răspuns: 1224
Sarcina nr. 3
| ECUAȚIA REACȚIEI | |
| A) 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O B) 2Cu(NO 3) 2 → 2CuO + 4NO 2 + O 2 B) 4Zn + 10HNO 3 → NH 4 NO 3 + 4Zn(NO 3) 2 + 3H 2 O D) 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO |
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare.
Răspuns: 1463
Sarcina nr. 4
Stabiliți o corespondență între ecuația reacției și schimbarea stării de oxidare a agentului oxidant din aceasta: pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr.
| ECUAȚIA REACȚIEI | SCHIMBAREA STĂRII DE OXIDARE A OXIDANTULUI |
| A) SO 2 + NO 2 → SO 3 + NO B) 2NH3 + 2Na → 2NaNH2 + H2 B) 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O → 4HNO 3 D) 4NH3 + 6NO → 5N2 + 6H2O |
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare.
Răspuns: 3425
Sarcina nr. 5
Stabiliți o corespondență între schema de reacție și coeficientul înaintea agentului oxidant din ea: pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr.
| SCHEMA DE REACȚIE | COEFICIENT ÎNAINTE DE OXIDANT |
| A) NH3 + O2 → N2 + H2O B) Cu + HNO 3 (conc.) → Cu (NO 3) 2 + NO 2 + H 2 O B) C + HNO 3 → NO 2 + CO 2 + H 2 O D) S + HNO3 →H2S04 + NO |
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare.
Răspuns: 3442
Sarcina nr. 6
Stabiliți o corespondență între ecuația reacției și schimbarea stării de oxidare a agentului oxidant din aceasta: pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr.
| ECUAȚIA REACȚIEI | SCHIMBAREA STĂRII DE OXIDARE A OXIDANTULUI |
| A) 2NH3 + K → 2KNH2 + H2 B) H2S + K → K2S + H2 B) 4NH3 + 6NO → 5N2 + 6H2O D) 2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O |
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare.
Răspuns: 4436
Sarcina nr. 7
Stabiliți o corespondență între substanțele inițiale și proprietatea cuprului pe care o prezintă acest element în această reacție: pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr.
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare.
Răspuns: 2124
Sarcina nr. 8
Stabiliți o corespondență între schema de reacție și proprietatea sulfului pe care o prezintă în această reacție: pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr.
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare.
Răspuns: 3224
Sarcina nr. 9
Stabiliți o corespondență între schema de reacție și proprietatea fosforului pe care o prezintă în această reacție: pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr.
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare.
Răspuns: 3242
Sarcina nr. 10
Stabiliți o corespondență între schema de reacție și proprietatea azotului pe care o prezintă în această reacție: pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr.
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare.
Răspuns: 2141
Sarcina nr. 11
Stabiliți o corespondență între schema de reacție și proprietatea fluorului pe care o prezintă în această reacție: pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr.
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare.
Răspuns: 1444
Sarcina nr. 12
Stabiliți o corespondență între schema de reacție și modificarea stării de oxidare a agentului reducător: pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr.
| SCHEMA DE REACȚIE | |
| A) NaIO → NaI + NaIO 3 B) HI + H 2 O 2 → I 2 + H 2 O B) NaIO3 → NaI + O2 D) NaIO4 → NaI + O2 | 1) I +5 → I −1 2) O −2 → O 0 3) I +7 →I −1 4) I +1 → I −1 5) I +1 → I +5 6) I −1 → I 0 |
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare.
Răspuns: 5622
Sarcina nr. 13
Stabiliți o corespondență între ecuația reacției și modificarea stării de oxidare a agentului reducător în această reacție: pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr.
| ECUAȚIA REACȚIEI | MODIFICAREA STĂRII DE OXIDAREA AGENTULUI REDUCTOR |
| A) H2S + I2 → S + 2HI B) CI2 + 2HI → I2 + 2HCI B) 2SO 3 + 2KI → I 2 + SO 2 + K 2 SO 4 D) S + 3NO 2 → SO 3 + 3NO |
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare.
Răspuns: 5331
Sarcina nr. 14
Stabiliți o corespondență între ecuația reacției redox și schimbarea stării de oxidare a sulfului în această reacție: pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr.
| ECUAȚIA REACȚIEI | MODIFICAREA GRADULUI DE OXIDARE A SULFULUI |
| A) S + O 2 → SO 2 B) SO 2 + Br 2 + 2H 2 O → H 2 SO 4 + 2HBr B) C + H 2 SO 4 (conc.) → CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O D) 2H2S + O2 → 2H2O + 2S |
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare.
Răspuns: 4123
Sarcina nr. 15
| SCHIMBAREA STĂRII DE OXIDARE | FORMULE DE SUBSTANȚE |
| A) S −2 → S +4 B) S −2 → S +6 B) S +6 → S −2 D) S −2 → S 0 | 1) Cu2S și O2 2) H2S și Br2 (soluție) 3) Mg și H2S04 (conc.) 4) H2S03 şi O2 5) PbS și HNO3 (conc.) 6) C și H2S04 (conc.) |
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare.
Răspuns: 1532
Sarcina nr. 16
Stabiliți o corespondență între modificarea stării de oxidare a sulfului în reacție și formulele substanțelor inițiale implicate în aceasta: pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr.
| SCHIMBAREA STĂRII DE OXIDARE | FORMULE DE SUBSTANȚE |
| A) S 0 → S +4 B) S +4 → S +6 B) S −2 → S 0 D) S +6 → S +4 | 1) Cu și H2SO4 (diluat) 2) H2S și O2 (insuficient) 3) S și H2SO4 (conc.) |
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare.
Răspuns: 3523
Sarcina nr. 17
Stabiliți o corespondență între proprietățile azotului și ecuația reacției redox în care acesta prezintă aceste proprietăți: pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr.
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare.
Răspuns: 2143
Sarcina nr. 18
Stabiliți o corespondență între modificarea stării de oxidare a clorului în reacție și formulele substanțelor inițiale implicate în aceasta: pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr.
| SCHIMBAREA STĂRII DE OXIDARE | FORMULE SUBSTANTELOR INICIALE |
| A) Cl 0 → Cl −1 B) Cl −1 → Cl 0 B) Cl +5 → Cl −1 D) CI0 → CI +5 | 1) KClO 3 (încălzire) 2) Cl 2 și NaOH (soluție fierbinte) 3) KCI și H2S04 (conc.) 6) KClO4 și H2SO4 (conc.) |
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare.
Răspuns: 2412
Sarcina nr. 19
Stabiliți o corespondență între formula ionului și capacitatea acestuia de a prezenta proprietăți redox: pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr.
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare.
Răspuns: 2332
Sarcina nr. 20
Potriviți diagrama reacție chimicăși modificarea stării de oxidare a agentului oxidant: pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr.
| SCHEMA DE REACȚIE | SCHIMBAREA STĂRII DE OXIDARE A OXIDANTULUI |
| A) MnCO 3 + KClO 3 → MnO 2 + KCl + CO 2 B) CI2 + I2 + H2O → HCI + HIO3 B) H2MnO4 → HMnO4 + MnO2 + H2O D) Na 2 SO 3 + KMnO 4 + KOH → Na 2 SO 4 + K 2 MnO 4 + H 2 O | 1) Cl 0 → Cl − 2) Mn +6 → Mn +4 3) Cl +5 → Cl − 4) Mn +7 → Mn +6 5) Mn +2 → Mn +4 6) S +4 → S +6 |
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare.
Răspuns: 3124
Sarcina nr. 21
Stabiliți o corespondență între schema de reacție și modificarea stării de oxidare a agentului reducător în această reacție: pentru fiecare poziție indicată printr-o literă, selectați poziția corespunzătoare indicată printr-un număr.
Pentru a plasa corect stări de oxidare, trebuie să ții cont de patru reguli.
1) Într-o substanță simplă, starea de oxidare a oricărui element este 0. Exemple: Na 0, H 0 2, P 0 4.
2) Ar trebui să vă amintiți elementele care sunt caracteristice stări constante de oxidare. Toate sunt enumerate în tabel.
3) Cea mai mare stare de oxidare a unui element, de regulă, coincide cu numărul grupului în care se află elementul (de exemplu, fosforul este în grupul V, cel mai mare s.d. al fosforului este +5). Excepții importante: F, O.
4) Căutarea stărilor de oxidare ale altor elemente se bazează pe regula simpla:
Într-o moleculă neutră, suma stărilor de oxidare ale tuturor elementelor este zero, iar într-un ion - sarcina ionului.
Câteva exemple simple pentru determinarea stărilor de oxidare
Exemplul 1. Este necesar să se găsească stările de oxidare ale elementelor din amoniac (NH 3).
Soluţie. Știm deja (vezi 2) că art. BINE. hidrogenul este +1. Rămâne de găsit această caracteristică pentru azot. Fie x starea de oxidare dorită. Creăm cea mai simplă ecuație: x + 3 (+1) = 0. Soluția este evidentă: x = -3. Răspuns: N-3H3+1.
Exemplul 2. Indicați stările de oxidare ale tuturor atomilor din molecula de H 2 SO 4.
Soluţie. Sunt deja cunoscute stările de oxidare ale hidrogenului și oxigenului: H(+1) și O(-2). Creăm o ecuație pentru a determina starea de oxidare a sulfului: 2 (+1) + x + 4 (-2) = 0. Rezolvând această ecuație, găsim: x = +6. Răspuns: H +1 2 S +6 O -2 4.
Exemplul 3. Calculați stările de oxidare ale tuturor elementelor din molecula de Al(NO 3) 3.
Soluţie. Algoritmul rămâne neschimbat. Compoziția „moleculei” de azotat de aluminiu include un atom de Al (+3), 9 atomi de oxigen (-2) și 3 atomi de azot, a căror stare de oxidare trebuie să o calculăm. Ecuația corespunzătoare este: 1 (+3) + 3x + 9 (-2) = 0. Răspuns: Al +3 (N +5 O -2 3) 3.
Exemplul 4. Determinați stările de oxidare ale tuturor atomilor din ionul (AsO 4) 3-.
Soluţie. În acest caz, suma stărilor de oxidare nu va mai fi egală cu zero, ci cu sarcina ionului, adică -3. Ecuația: x + 4 (-2) = -3. Răspuns: As(+5), O(-2).
Ce trebuie făcut dacă stările de oxidare a două elemente sunt necunoscute
Este posibil să se determine stările de oxidare ale mai multor elemente deodată folosind o ecuație similară? Dacă luăm în considerare această problemă din punct de vedere matematic, răspunsul va fi negativ. Ecuație liniară cu două variabile nu poate avea o soluție unică. Dar rezolvăm mai mult decât o ecuație!
Exemplul 5. Determinați stările de oxidare ale tuturor elementelor din (NH 4 ) 2 SO 4.
Soluţie. Sunt cunoscute stările de oxidare ale hidrogenului și oxigenului, dar sulful și azotul nu sunt. Un exemplu clasic de problemă cu două necunoscute! Vom considera sulfatul de amoniu nu ca o singură „moleculă”, ci ca o combinație de doi ioni: NH 4 + și SO 4 2-. Încărcăturile ionilor ne sunt cunoscute, fiecare dintre ele conține doar un atom cu o stare de oxidare necunoscută. Folosind experiența acumulată în rezolvarea problemelor anterioare, putem găsi cu ușurință stările de oxidare ale azotului și sulfului. Răspuns: (N-3H4+1)2S+6O4-2.
Concluzie: dacă o moleculă conține mai mulți atomi cu stări de oxidare necunoscute, încercați să „împarți” molecula în mai multe părți.
Cum să aranjezi stările de oxidare în compușii organici
Exemplul 6. Indicați stările de oxidare ale tuturor elementelor din CH 3 CH 2 OH.
Soluţie. Găsirea stărilor de oxidare în compușii organici are propriile sale specificități. În special, este necesar să se găsească separat stările de oxidare pentru fiecare atom de carbon. Puteți raționa după cum urmează. Luați în considerare, de exemplu, atomul de carbon din grupa metil. Acest atom de C este conectat la 3 atomi de hidrogen și un atom de carbon vecin. De Conexiuni S-N are loc o deplasare a densității electronilor către atomul de carbon (deoarece electronegativitatea lui C depășește EO a hidrogenului). Dacă această deplasare ar fi completă, atomul de carbon ar dobândi o sarcină de -3.
Atomul de C din grupa -CH 2 OH este legat de doi atomi de hidrogen (o schimbare a densității electronilor către C), un atom de oxigen (o schimbare a densității electronilor către O) și un atom de carbon (se poate presupune că deplasarea în densitatea electronică în acest caz nu se întâmplă). Starea de oxidare a carbonului este -2 +1 +0 = -1.
Răspuns: C-3H+13C-1H+12O-2H+1.
Nu confundați conceptele de „valență” și „stare de oxidare”!
Numărul de oxidare este adesea confundat cu valența. Nu face această greșeală. Voi enumera principalele diferențe:
- starea de oxidare are semn (+ sau -), valența nu;
- starea de oxidare poate fi zero chiar și într-o substanță complexă, valență egală cu zero înseamnă, de regulă, că un atom al unui element dat nu este conectat la alți atomi (nu vom discuta despre niciun fel de compuși de incluziune și alte „exotice”; Aici);
- starea de oxidare este un concept formal care capătă sens real numai în compușii cu legături ionice conceptul de „valență”, dimpotrivă, este cel mai convenabil aplicat în raport cu compușii covalenti;
Starea de oxidare (mai precis, modulul său) este adesea egală numeric cu valența, dar și mai des aceste valori NU coincid. De exemplu, starea de oxidare a carbonului din CO2 este +4; valența lui C este de asemenea egală cu IV. Dar în metanol (CH 3 OH), valența carbonului rămâne aceeași, iar starea de oxidare a lui C este egală cu -1.
Un scurt test pe tema „Starea de oxidare”
Acordați câteva minute pentru a verifica înțelegerea dvs. despre acest subiect. Trebuie să răspunzi la cinci întrebări simple. Noroc!
Cum se determină starea de oxidare a elementelor din compușii NH3, N2O3, HNO3, N2.
Nu înțeleg... și am primit cel mai bun răspuns
Răspuns de la Anatoly Arestov[guru]
Este simplu) Uite, substanțele simple (formate doar din atomi ai unui element), precum N2, au valență zero. Oxigenul, O, are întotdeauna o stare de oxidare de -2. De exemplu, N2O3. Starea de oxidare a oxigenului = -2 Avem trei atomi de oxigen. 3*(-2)=-6. Întreaga moleculă ca întreg trebuie să aibă o stare de oxidare zero (în cazul tău). Există doi atomi de azot. Ele trebuie să aibă o stare de oxidare opusă stării de oxidare a oxigenului în ansamblu, adică +6. Avem doi atomi, așa că ne împărțim la doi. Prin urmare, valența azotului = +3 Principalul lucru de reținut este că valența oxigenului este aproape întotdeauna = -2 și a hidrogenului = +1. Suma totală pentru întreaga moleculă ar trebui să fie egală cu 0 (dacă molecula nu are semne plus sau minus, dar aveți alte exemple) HNO3 - H=+1, O=-2, sunt trei, numărăm : -2*3=- 6. -6+1=-5. În general, ar trebui să fie 0. Aceasta înseamnă că starea de oxidare a N = 5. NH3 - 3 atomi de hidrogen, fiecare cu +1, adică +3, ceea ce înseamnă azot = -3. Deci, NH3 (-3), N2O3 (+3), HNO3(+5),N2(0). Acestea sunt stările de oxidare ale atomilor de azot. Iar hidrogenul și oxigenul au (+1) și respectiv (-2).
Răspuns de la Gravitaţie[expert]
se calculeaza astfel... hidrogenul are intotdeauna sarcina de +1, oxigenul are intotdeauna un -2... rezulta din aceasta: sa zicem HNO3, apoi sa luam sarcina totala a celor cunoscute, este egal cu +1 (din hidrogen) +3*(-2) (din oxigen) obținem -5 sarcină totală... prin urmare, azotul are +5.... opusul este 4 față de cel al atomilor rămași (4 astfel încât molecula este neutru din punct de vedere electric). Sarcina N2 este 0. in NH3 -3, in N2O3 -2*3/2=-3 sarcina de azot +3...cea mai mare stare de oxidare corespunde numarului grupului in care se afla...de exemplu, azotul se află în grupa a 5-a, cea mai înaltă stare de oxidare =+5....
Răspuns de la 3 raspunsuri[guru]
Buna ziua! Iată o selecție de subiecte cu răspunsuri la întrebarea dvs.: Cum se determină starea de oxidare a elementelor din compușii NH3, N2O3, HNO3, N2.
Nu înțeleg...
Azot- element al perioadei a 2-a a grupei V A a Tabelului Periodic, număr de serie 7. Formula electronică a atomului [ 2 He]2s 2 2p 3, stări de oxidare caracteristice 0, -3, +3 și +5, mai puțin adesea +2 și +4 și altă stare N v este considerată relativ stabilă.
Scara stărilor de oxidare pentru azot:
+5-N2O5, NO3, NaN03, AgN03
3 – N 2 O 3, NO 2, HNO 2, NaNO 2, NF 3
3-NH3, NH4, NH3*H2O, NH2CI, Li3N, CI3N.
Azotul are o electronegativitate mare (3,07), a treia după F și O. Prezintă proprietăți nemetalice (acide) tipice, formând diferiți acizi, săruri și compuși binari care conțin oxigen, precum și cationul de amoniu NH 4 și sărurile sale.
In natura - şaptesprezecelea după elementul de abundență chimică (al nouălea dintre nemetale). Vital element important pentru toate organismele.
N 2
Substanță simplă. Este format din molecule nepolare cu o legătură ˚σππ N≡N foarte stabilă, aceasta explică inerția chimică a elementului în condiții normale.
Un gaz incolor, insipid și inodor care se condensează într-un lichid incolor (spre deosebire de O2).
Acasă componentă aer 78,09% din volum, 75,52 din masa. Azotul fierbe departe de aerul lichid înainte ca oxigenul. Puțin solubil în apă (15,4 ml/1 l H 2 O la 20 ˚C), solubilitatea azotului este mai mică decât cea a oxigenului.
La temperatura camerei N2, reacționează cu fluorul și, în foarte mică măsură, cu oxigenul:
N 2 + 3F 2 = 2NF 3, N 2 + O 2 ↔ 2NO
Reacția reversibilă de a produce amoniac are loc la o temperatură de 200˚C, sub presiune de până la 350 atm și întotdeauna în prezența unui catalizator (Fe, F 2 O 3, FeO, în laborator cu Pt)
N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + 92 kJ
Conform principiului lui Le Chatelier, o creștere a randamentului de amoniac ar trebui să apară odată cu creșterea presiunii și scăderea temperaturii. Cu toate acestea, viteza de reacție la temperaturi scăzute este foarte mic, astfel încât procesul se desfășoară la 450-500 ˚C, obținându-se un randament de amoniac de 15%. N2 şi H2 nereacţionat sunt returnaţi în reactor şi astfel cresc gradul de reacţie.
Azotul este pasiv din punct de vedere chimic în raport cu acizii și alcalii și nu suportă arderea.
Chitanță V industrie– distilarea fracționată a aerului lichid sau îndepărtarea oxigenului din aer prin mijloace chimice, de exemplu, prin reacția 2C (cocs) + O 2 = 2CO la încălzire. În aceste cazuri se obține azot, care conține și impurități ale gazelor nobile (în principal argon).
În laborator, cantități mici de azot pur chimic pot fi obținute prin reacția de comutare cu încălzire moderată:
N-3H4N3O2(T) = N20 + 2H2O (60-70)
NH 4 Cl(p) + KNO 2 (p) = N 2 0 + KCl + 2H 2 O (100˚C)
Folosit pentru sinteza amoniacului. Acid azotic și alte produse care conțin azot, ca mediu inert pentru procesele chimice și metalurgice și depozitarea substanțelor inflamabile.
N.H. 3
Compus binar, starea de oxidare a azotului este – 3. Gaz incolor cu miros caracteristic ascuțit. Molecula are structura unui tetraedru incomplet [: N(H) 3 ] (hibridare sp 3). Prezența unei perechi donatoare de electroni pe orbitalul hibrid sp 3 al azotului din molecula NH 3 determină reacția caracteristică de adăugare a unui cation de hidrogen, care are ca rezultat formarea unui cation. amoniu NH4. Se lichefiază sub presiune excesivă la temperatura camerei. În stare lichidă, se asociază prin legături de hidrogen. Instabil termic. Foarte solubil în apă (mai mult de 700 l/1 l H 2 O la 20˚C); ponderea într-o soluție saturată este de 34% în greutate și 99% în volum, pH = 11,8.
Foarte reactiv, predispus la reacții de adiție. Arde în oxigen, reacționează cu acizii. Prezintă proprietăți reducătoare (datorită N -3) și oxidante (datorită H +1). Se usucă numai cu oxid de calciu.
Reacții calitative - formarea de „fum” alb la contactul cu HCl gazos, înnegrirea unei bucăți de hârtie umezită cu o soluție de Hg 2 (NO3) 2.
Un produs intermediar în sinteza HNO3 și a sărurilor de amoniu. Folosit la producerea de sifon, îngrășăminte cu azot, coloranti, explozivi; amoniacul lichid este un agent frigorific. Otrăvitoare.
Ecuațiile celor mai importante reacții:
2NH3 (g) ↔ N2 + 3H2
NH 3 (g) + H 2 O ↔ NH 3 * H 2 O (p) ↔ NH 4 + + OH —
NH 3 (g) + HCl (g) ↔ NH 4 Cl (g) „fum” alb
4NH 3 + 3O 2 (aer) = 2N 2 + 6 H 2 O (combustie)
4NH 3 + 5O 2 = 4NO+ 6 H 2 O (800˚C, cat. Pt/Rh)
2 NH 3 + 3CuO = 3Cu + N 2 + 3 H 2 O (500˚C)
2 NH 3 + 3Mg = Mg 3 N 2 +3 H 2 (600 ˚C)
NH 3 (g) + CO 2 (g) + H 2 O = NH 4 HCO 3 (temperatura camerei, presiune)
Chitanță.ÎN laboratoare– deplasarea amoniacului din sărurile de amoniu la încălzire cu var sodic: Ca(OH) 2 + 2NH 4 Cl = CaCl 2 + 2H 2 O + NH 3
Sau fierberea unei soluții apoase de amoniac și apoi uscarea gazului.
În industrie Amoniacul este produs din azot și hidrogen. Produs de industrie fie sub formă lichefiată, fie sub formă de soluție apoasă concentrată sub denumirea tehnică apa cu amoniac.
Hidrat de amoniacN.H. 3
*
H 2
O.
Legătura intermoleculară. Alb, în rețeaua cristalină – molecule de NH 3 și H 2 O legate printr-o legătură slabă de hidrogen. Prezentă într-o soluție apoasă de amoniac, o bază slabă (produși de disociere - cation NH 4 și anion OH). Cationul de amoniu are o structură tetraedrică regulată (hibridare sp 3). Instabil termic, se descompune complet atunci când soluția este fiartă. Neutralizat de acizi puternici. Prezintă proprietăți reducătoare (datorite N-3) într-o soluție concentrată. Acesta suferă reacții de schimb ionic și de complexare.
Reacție calitativă– formarea de „fum” alb la contactul cu HCl gazos. Este folosit pentru a crea un mediu ușor alcalin în soluție în timpul precipitării hidroxizilor amfoteri.
O soluție de amoniac 1 M conține în principal NH 3 *H 2 O hidrat și doar 0,4% ioni NH 4 OH (datorită disocierii hidratului); Astfel, „hidroxidul de amoniu NH4OH” ionic practic nu este conținut în soluție și nu există un astfel de compus în hidratul solid.
Ecuațiile celor mai importante reacții:
NH 3 H 2 O (conc.) = NH 3 + H 2 O (fierbe cu NaOH)
NH 3 H 2 O + HCI (diluat) = NH 4 Cl + H 2 O
3(NH 3 H 2 O) (conc.) + CrCl 3 = Cr(OH) 3 ↓ + 3 NH 4 Cl
8(NH3H2O) (conc.) + 3Br2(p) = N2 + 6 NH4Br + 8H2O (40-50˚C)
2(NH 3 H 2 O) (conc.) + 2KMnO 4 = N 2 + 2MnO 2 ↓ + 4H 2 O + 2KOH
4(NH3H2O) (conc.) + Ag2O = 2OH + 3H2O
4(NH3H2O) (conc.) + Cu(OH)2 + (OH)2 + 4H2O
6(NH3H2O) (conc.) + NiCl2 = CI2 + 6H2O
O soluție de amoniac diluată (3-10%) este adesea numită amoniac
(denumirea a fost inventată de alchimiști), iar soluția concentrată (18,5 - 25%) este o soluție de amoniac (produsă de industrie).
Oxizi de azot
Monoxid de azotNU
Oxid care nu formează sare. Gaz incolor. Radical, conține o legătură σπ covalentă (N꞊O), în stare solidă un dimer de N 2 O 2 co conexiune N-N. Extrem de stabil termic. Sensibilă la oxigenul aerului (devine maro). Puțin solubil în apă și nu reacționează cu ea. Chimic pasiv față de acizi și alcaline. Când este încălzit, reacţionează cu metale şi nemetale. un amestec foarte reactiv de NO și NO 2 („gaze azotate”). Produs intermediar în sinteza acidului azotic.
Ecuațiile celor mai importante reacții:
2NO + O 2 (g) = 2NO 2 (20˚C)
2NO + C (grafit) = N 2 + CO 2 (400-500˚C)
10NO + 4P(roșu) = 5N 2 + 2P 2 O 5 (150-200˚C)
2NO + 4Cu = N 2 + 2 Cu 2 O (500-600˚C)
Reacții la amestecuri de NO și NO 2:
NO + NO2 +H2O = 2HNO2 (p)
NO + NO2 + 2KOH(dil.) = 2KNO2 + H2O
NO + NO 2 + Na 2 CO 3 = 2Na 2 NO 2 + CO 2 (450-500˚C)
Chitanță V industrie: oxidarea amoniacului cu oxigen pe catalizator, in laboratoare— interacțiunea acidului azotic diluat cu agenți reducători:
8HNO 3 + 6Hg = 3Hg 2 (NO 3) 2 + 2 NU+ 4H20
sau reducerea nitraților:
2NaNO2 + 2H2SO4 + 2NaI = 2 NU +
I 2 ↓ + 2 H 2 O + 2Na 2 SO 4
Dioxid de azotNU 2
Oxidul acid, corespunde condiționat la doi acizi - HNO 2 și HNO 3 (acidul pentru N 4 nu există). Gaz brun, la temperatura camerei monomer NO 2, în dimerul incolor lichid rece N 2 O 4 (tetroxid de diazot). Reacționează complet cu apa și alcalii. Un agent oxidant foarte puternic care provoacă coroziunea metalelor. Este folosit pentru sinteza acidului azotic și a nitraților anhidri, ca oxidant de combustibil pentru rachete, purificator de ulei din sulf și catalizator pentru oxidarea compușilor organici. Otrăvitoare.
Ecuația celor mai importante reacții:
2NO 2 ↔ 2NO + O 2
4NO 2 (l) + H 2 O = 2HNO 3 + N 2 O 3 (sin.) (la frig)
3NO2 + H20 = 3HNO3 + NO
2NO 2 + 2NaOH (diluat) = NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O
4NO 2 + O 2 + 2 H 2 O = 4 HNO 3
4NO 2 + O 2 + KOH = KNO 3 + 2 H 2 O
2NO 2 + 7H 2 = 2NH 3 + 4 H 2 O (cat. Pt, Ni)
NO2 + 2HI(p) = NO + I2 ↓ + H2O
NO 2 + H 2 O + SO 2 = H 2 SO 4 + NO (50-60˚C)
NO 2 + K = KNO 2
6NO 2 + Bi(NO 3) 3 + 3NO (70-110˚C)
Chitanță: V industrie - oxidarea NO de către oxigenul atmosferic, în laboratoare– interacțiunea acidului azotic concentrat cu agenți reducători:
6HNO3 (conc., hor.) + S = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
5HNO 3 (conc., hor.) + P (roșu) = H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O
2HNO 3 (conc., hor.) + SO 2 = H 2 SO 4 + 2 NO 2
Oxid de diazotN 2 O
Un gaz incolor cu miros plăcut („gaz de râs”), N꞊N꞊О, stare formală de oxidare a azotului +1, slab solubil în apă. Sprijină arderea grafitului și magneziului:
2N 2 O + C = CO 2 + 2N 2 (450˚C)
N 2 O + Mg = N 2 + MgO (500˚C)
Obținut prin descompunerea termică a nitratului de amoniu:
NH 4 NO 3 = N 2 O + 2 H 2 O (195-245˚C)
folosit în medicină ca anestezic.
Trioxid de diazotN 2 O 3
La temperaturi scăzute – lichid albastru, ON꞊NO 2, stare formală de oxidare a azotului +3. La 20 ˚C, se descompune 90% într-un amestec de NO incolor și NO 2 maro („gaze azotate”, fum industrial – „coada de vulpe”). N 2 O 3 este un oxid acid, la rece cu apa formeaza HNO 2, cand este incalzit reactioneaza diferit:
3N2O3 + H2O = 2HNO3 + 4NO
Cu alcalii dă săruri HNO2, de exemplu NaNO2.
Obținut prin reacția NO cu O 2 (4NO + 3O 2 = 2N 2 O 3) sau cu NO 2 (NO 2 + NO = N 2 O 3)
cu răcire puternică. „Gazele azotate” sunt, de asemenea, periculoase pentru mediu și acționează ca catalizatori pentru distrugerea stratului de ozon din atmosferă.
Pentoxid de diazot N 2 O 5
incolor, solid, O 2 N – O – NO 2, starea de oxidare a azotului este +5. La temperatura camerei se descompune în NO 2 şi O 2 în 10 ore. Reacționează cu apa și alcalii ca un oxid acid:
N2O5 + H2O = 2HNO3
N2O5 + 2NaOH = 2NaNO3 + H2
Preparat prin deshidratarea acidului azotic fumos:
2HNO3 + P2O5 = N2O5 + 2HPO3
sau oxidarea NO 2 cu ozon la -78˚C:
2NO 2 + O 3 = N 2 O 5 + O 2
Nitriți și nitrați
Nitritul de potasiuKNO 2
. Alb, higroscopic. Se topește fără descompunere. Stabil în aer uscat. Foarte solubil în apă (formând o soluție incoloră), se hidrolizează la anion. Un agent oxidant și reducător tipic într-un mediu acid, reacționează foarte lent într-un mediu alcalin. Intră în reacții de schimb ionic. Reacții calitative pe ionul NO 2 - decolorarea soluției violete de MnO 4 și apariția unui precipitat negru la adăugarea de ioni I Se folosește la producerea coloranților, ca reactiv analitic pentru aminoacizi și ioduri, și component al reactivilor fotografici. .
ecuația celor mai importante reacții:
2KNO 2 (t) + 2HNO 3 (conc.) = NO 2 + NO + H 2 O + 2KNO 3
2KNO 2 (dil.)+ O 2 (de ex.) → 2KNO 3 (60-80 ˚C)
KNO2 + H2O + Br2 = KNO3 + 2HBr
5NO 2 - + 6H + + 2MnO 4 - (viol.) = 5NO 3 - + 2Mn 2+ (bts.) + 3H 2 O
3 NO 2 - + 8H + + CrO 7 2- = 3NO 3 - + 2Cr 3+ + 4H 2 O
NO 2 - (saturat) + NH 4 + (saturat) = N 2 + 2H 2 O
2NO 2 - + 4H + + 2I - (bts.) = 2NO + I 2 (negru) ↓ = 2H 2 O
NO 2 - (diluat) + Ag + = AgNO 2 (galben deschis)↓
Chitanță Vindustrie– reducerea nitratului de potasiu în procesele:
KNO3 + Pb = KNO 2+ PbO (350-400˚C)
KNO3 (conc.) + Pb (burete) + H2O = KNO 2+ Pb(OH)2↓
3 KNO3 + CaO + SO2 = 2 KNO 2+ CaSO 4 (300 ˚C)
H
itrate
potasiu
KNO 3
Denumirea tehnică potasă, sau indian sare , salitrul. Alb, se topește fără descompunere și se descompune la încălzire ulterioară. Stabil în aer. Foarte solubil în apă (cu nivel ridicat endo-efect, = -36 kJ), fără hidroliză. Un agent oxidant puternic în timpul fuziunii (datorită eliberării de oxigen atomic). În soluție se reduce numai de hidrogen atomic (în mediu acid la KNO 2, în mediu alcalin la NH 3). Este folosit în producția de sticlă, ca conservant alimentar, component al amestecurilor pirotehnice și îngrășăminte minerale.
2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2 (400-500 ˚C)
KNO3 + 2H0 (Zn, HCI dil.) = KNO2 + H2O
KNO 3 + 8H 0 (Al, conc. KOH) = NH 3 + 2H 2 O + KOH (80 ˚C)
KNO 3 + NH 4 Cl = N 2 O + 2H 2 O + KCl (230-300 ˚C)
2 KNO 3 + 3C (grafit) + S = N 2 + 3CO 2 + K 2 S (combustie)
KNO 3 + Pb = KNO 2 + PbO (350 - 400 ˚C)
KNO 3 + 2KOH + MnO 2 = K 2 MnO 4 + KNO 2 + H 2 O (350 - 400 ˚C)
Chitanță: în industrie
4KOH (hor.) + 4NO 2 + O 2 = 4KNO 3 + 2H 2 O
si in laborator:
KCl + AgNO3 = KNO3 + AgCl↓
