Міністерство освіти І науки України icon

Міністерство освіти І науки України




НазваМіністерство освіти І науки України
Сторінка6/6
Дата12.07.2012
Розмір0.75 Mb.
ТипДокументи
джерело
1   2   3   4   5   6
Тема: Окисно-відновні реакції. Метод електронного балансу

Мета – розглянути метод електронного балансу; розвивати вміння розставляти коефіцієнти в рівняннях окисно-відновних реакцій методом електронного балансунавчитися.


^ Підготовка до заняття

Що необхідно зробити  Що необхідно знати і вміти

- повторити визначення понять: ступень окиснення, процеси окиснення та відновлення, окисники та відновник та правила визначення ступеня окиснення елементів у сполуках

- визначати ступінь окиснення елементів у формулах речовин та йонів, визначати окисники та відновники, процеси окиснення та відновлення, складати схеми цих процесів

- повторити (вивчити) правила методу електронного балансу

- розставляти коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної хімічної реакції методом електронного балансу

- ознайомитися з алгоритмами і прикладами виконання типових завдань

- виконувати типові завдання

- обдумати відповіді на запропоновані до заняття запитання




- виконати домашні завдання (№ 1 у переліку завдань), переглянути завдання (№ 2-4 у переліку завдань), які будуть розглядатися під час практичного заняття

- виконати домашні завдання у зошиті для практичних занять


Алгоритми і приклади виконання типових завдань

Приклад 9.1

За наведеними схемами: а) PbS + HNO3?S + NO +Pb(NO3)2 +H2O; б) складіть рівняння хімічних реакцій і розставте в них коефіцієнти методом електронного балансу.

Розв’язання. Під час розтавлення коефіцієнтів у рівнянні хімічної реакції методом електронного балансу дотримуються такого алгоритму:

1. Спочатку визначають ступені окиснення елементів у речовинах і встановлюють, які елементи змінили свої ступені окиснення.

2. Потім складають схеми процесів окиснення і відновлення.

3. Підбираючи відповідні множники зрівнюють число відданих та прийнятих електронів – складають електронний баланс.

4. Розставляють коефіцієнти в рівнянні хімічної реакції, спочатку зрівнюючи число атомів елементів, що змінили свій ступінь окиснення, потім елементів-металів, елементів-неметалів, серед яких, як правило, число атомів Оксигену зрівнюють в останню чергу.

а) .

│3│ - процес окиснення, елемент-відновник;

│2│ - процес відновлення, елемент-окисник.

Розставляємо коефіцієнти для елементів, що змінили свій ступінь окиснення. Враховуємо, що не всі атоми нітрогену (в лівій частині рівняння N+5) змінили свій ступінь окиснення, тому отриманий за балансом для нітрогену коефіцієнт 2 ставимо лише перед формулою NO :

3PbS + HNO3?3S + 2NO +3Pb(NO3)2 +H2O.

Після цього підраховуємо загальне число атомів Нітрогену у формулах нітрогеновмісних сполук правої частини рівняння (оскільки у цій частині рівняння коефіцієнти перед сполуками, що містять Нітроген, розставлені): 2NO, 3Pb(NO3)2; воно дорівнює 8. Ставимо цей коефіцієнт перед нітратною кислотою:

3PbS + 8HNO3?3S + 2NO +3Pb(NO3)2 +H2O.

Тепер підраховуємо число атомів Гідрогену, у лівій частині рівняння перед формулою HNO3 воно дорівнює 8. Отже, перед формулою H2O ставимо коефіцієнт 4:

3PbS + 8HNO3?3S + 2NO +3Pb(NO3)2 +4H2O.

Перевіряємо загальне число атомів Оксигену: у лівій і у правій частинах рівняння воно однакове і дорівнює 24. Отже, коефіцієнти у рівнянні хімічної реакції розставлені правильно.

б) Аналіз схеми дозволяє зробити висновок, що ступені окиснення змінюються лише у елемента Мангану, оскільки і в лівій і в правій частинах рівняння реакції сульфат-іон залишається незмінним, елементи , , входять до складу складних речовин. Тому є необхідність визначати ступінь окиснення лише у елемента:

.

│2│ - процес відновлення, елемент-окисник;

│3│ - процес окиснення, елемент-відновник.

Розставляємо коефіцієнти, для елемента - , який змінив свій ступінь окиснення. В лівій частині схеми перед формулою речовини , що містить, ставимо коефіцієнт 2, а перед формулою речовини , що містить ставимо коефіцієнт 3; у правій частині схеми перед формулою речовини , що містить ставимо коефіцієнт 5 (складаємо коефіцієнти, отримані в балансі в схемах процесів окиснення та відновлення для числа атомів цього елемента):

2KMnO4 + 3MnSO4 + H2O?5MnO2 + K2SO4 +H2SO4 .

Після цього перевіряємо загальне число атомів елемента - металу у лівій і правій частинах схеми, воно однакове і дорівнює 2. Потім підраховуємо загальне сульфат-іонів у лівій частині схеми, воно дорівнює 3 (3MnSO4 ); у правій частині схеми перед формулами сполук, які містять сульфат-іони (K2SO4, H2SO4 ) розподіляємо коефіцієнти, враховуючи, що число атомів елемента збільшувати не можна:

2KMnO4 + 3MnSO4 + H2O?5MnO2 + K2SO4 +^ 2H2SO4 .

Тепер підраховуємо число атомів Гідрогену: у правій частині схеми, воно дорівнює 4 ( 2H2SO4). Отже, перед формулою H2O у лівій частині схеми ставимо коефіцієнт 2:

2KMnO4 + 3MnSO4 + 2H2O?5MnO2 + K2SO4 +2H2SO4 .

Перевіряємо загальне число атомів Оксигену без урахування числа атомів цього елемента, які входять до складу сульфат-іонів: у лівій (2KMnO4, 2H2O) і у правій (5MnO2) частинах рівняння воно однакове і дорівнює 10. Отже, коефіцієнти у рівнянні хімічної реакції розставлені правильно.


^ Запитання до практичного заняття

1 Наведіть приклади найважливіших окисників та відновників.

2 Схарактеризуйте метод електронного балансу.

3 На яких припущеннях ґрунтується метод електронного балансу?


Завдання

1 Розставте коефіцієнти у схемах рівнянь хімічних реакцій методом електронного балансу, визначте тип ОВР:

а) ;

б) ;

в) ;

г) ;

д) ;

е) ;

ж) ;

з) ;

и) ;

к) ;

л)

м) ;

н) .

о) ;

п) ;

р) ;

с) .

2 Розставте коефіцієнти у схемах рівнянь хімічних реакцій методом електронного балансу, визначте тип ОВР:

а) ;

б) ;

в) ;

г) ;

д) ;

е) ;

ж) ;

з) ;

и) ;

к) ;

л)

м) .

3 Розставте коефіцієнти методом електронного балансу у схемах рівнянь хімічних реакцій, в яких три елементи змінюють свій ступінь окиснення.

а) ;

б) ;

в) ;

г) .

4 Розставте коефіцієнти методом електронного балансу у схемах рівнянь хімічних реакцій, в яких беруть участь органічні речовини.

а) ;

б) ;

в) .


^ ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ 10


Тема: Електроліз.

Мета – розглянути правила електролізу, різні випадки електролізу розплавів та розчинів солей; формувати вміння складати рівняння реакцій електролізу і проводити розрахунки за законом


^ Підготовка до заняття

Що необхідно зробити  Що необхідно знати і вміти

- вивчити визначення поняття електроліз; вивчити правила електролізу (катодного відновлення та анодного окиснення)

- вміти складати схеми катодного та анодного процесів і сумарне рівняння електролізу розплавів лугів та солей, розчинів

- вивчити закони Фарадея

- знати рівняння, які характеризують закони Фарадея, пояснювати фізичний зміст сталої Фарадея; проводити розрахунки за законом Фарадея

- ознайомитися з застосуванням електролізу у промисловості

- пояснювати застосування електролізу для добування речовин, отримання гальванічного покриття, електрохімічного захисту металів

- ознайомитися з алгоритмами і прикладами виконання типових завдань

- виконувати типові завдання

- обдумати відповіді на запропоновані до заняття запитання




- виконати домашні завдання (№ 1-5 у переліку завдань), переглянути завдання (№ 6-10 у переліку завдань), які будуть розглядатися під час практичного заняття

- виконувати домашні завдання у зошиті для практичних занять


Алгоритми і приклади виконання типових завдань

Приклад 10.1

Визначте ЕРС і складіть схеми електродних процесів для алюмоолов’яного гальванічного елемента за стандартних умов, якщо концентрацію розчину AlCl3 було знижено до10-6моль/л. (E0(Al3+/Al)=-1,66B; E0(Sn2+/Sn)=-0,14B).

Розв’язання. За значенням стандартних електродних потенціалів визначаємо, що в утвореній парі більш активний метал алюміній буде анодом, а олово – катодом.

Складаємо схеми електродних процесів:

На аноді окиснення:

На катоді відновлення:

Сумарна схема процесу: .

Складаємо схему гальванічного елемента:

.

Для алюмінію визначаємо значення електродного потенціалу за рівнянням Нернста:

.

Розраховуємо ЕРС гальванічного елемента:




Приклад 10.2

Складіть рівняння реакцій, що відбуваються на інертних електродах під час електролізу розчину CuSO^ 4. Розрахуйте, який об’єм газу (н.у.) виділиться на аноді при пропусканні крізь цей розчин електричного струму силою 2А протягом 0,5години.

Розв’язання. Якщо E0 (Меz+/Me)<0B, то на катоді відновлюються катіони металу. Електродний потенціал (Cu2+/Cu)=0,34B, тому на катоді відновлюються катіони Cu2+:

катод: .

На аноді аніони SO42- не окиснюються, замість них окиснюються молекули води:

анод: .

Сумарне рівняння електролізу водного розчину CuSO4:

.

За законом Фарадея розраховуємо об’єм кисню, що виділився на аноді:


^ Запитання до практичного заняття

1 Наведіть формулювання першого і другого законів Фарадея та наведіть запис об`єднаного рівняння цих законів. Який фізичний зміст сталої Фарадея?

^ 2 Які розрахунки можна провести за законом Фарадея?

3 Наведіть визначення понять: електроліз, процес окиснення, процес відновлення.

4 Сформулюйте правила відновлення йонів на катоді.

5 Сформулюйте правила окиснення йонів на аноді.

^ 6 Поясніть галузі застосування електролізу у промисловості.


Завдання

1 У яких випадках під час електролізу водних розчинів солей: а) на катоді виділяється водень; б) на аноді виділяється кисень; в) склад електроліту не змінюється. Для кожного випадку наведіть по 2-3 приклади солей.

^ 2 Складіть схеми катодного та анодного процесів і рівняння електролізу розплавів: а) калій хлориду; б) калій гідроксиду; в) алюміній хлориду.

3 Складіть схеми катодного та анодного процесів і рівняння електролізу розчинів: а) калій хлориду; б) калій нітрату; в) аргентум нітрату; г) купрум (ІІ) сульфату.

4 Розчин містить катіони , , , в однаковій концентрації. В якій послідовності під час електролізу ці катіони будуть відновлюватися з суміші. Відповідь поясніть.

5 Розрахуйте об’єм кисню (н.у.), який виділиться при пропусканні електричного струму силою 6А протягом 30 хвилин крізь водний розчин калій гідроксиду.

6 У яких випадках під час електролізу водних розчинів солей на катоді а) відновлюються катіони металу; б) відновлюються катіони металу та катіони Гідрогену води. Для кожного випадку наведіть по 2-3 приклади солей.

7 Складіть схеми катодного та анодного процесів і рівняння електролізу розчинів: а) кальцій броміду; б) натрій сульфату; в) купрум (ІІ) нітрату; г) цинк хлориду.

8 Розчин містить катіони, , , в однаковій концентрації. В якій послідовності під час електролізу ці катіони будуть відновлюватися з суміші? Відповідь поясніть.

9 Розрахуйте об’єм водню (н. у.), який виділиться при пропусканні електричного струму силою 3А протягом 1 години крізь водний розчин сульфатної кислоти

^ 10 Під час електролізу розчину хром (ІІІ) сульфату струмом силою 2А маса катоду збільшилася на 8г. Протягом якого часу проводили електроліз?

11 Під час проходження електричного струму крізь розчин солі трьохвалентного металу струму силою 1,5А протягом 30 хвилин на катоді виділилося 1,071г металу. Встановіть метал.

12 Розрахуйте об’єм хлору (н. у.), що виділилися на аноді з розчину натрій хлориду за 10 годин за наявності струму силою 30А і виході хлору за струмом 90%.

13 Розрахуйте масу цинку, що виділилася на катоді з розчину цинк сульфату за 15 хвилин за наявності струму силою 26,8А і виході цинку за струмом 55%.

^ СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: Учеб. пособие для вузов/Под ред.В. А. Рабиновича, Х. М. Рубиной. – Л.: Химия, 1998. – 272с.

2. Кириченко В.І. Загальна хімія: Навчальний посібник. – К.: Вища шк., 2005. – 639с.

3. Рейтер Л.Г., Степаненко О.М., Басов В.П. Теоретичні розділи загальної хімії: Підручник. – К.: Каравела, 2006. – 304с.


^ СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: Учеб. пособие для вузов/Под ред.В. А. Рабиновича, Х. М. Рубиной. – Л.: Химия, 1998. – 272с.

2. Кириченко В.І. Загальна хімія: Навчальний посібник. – К.: Вища шк., 2005. – 639с.

3. Коровин Н.В. Общая химия: Учебник для технических направлений и спец. вузов. – М.: Высш. школа, 2006. – 557с.

4. Практикум по общей и неорганической химии: Пособие для студентов вузов / В.И. Фролов, Т.Н. Курохтина, З.Н. Дымова и др.; Под ред. Н.Н. Павлова, В.И. Фролова. – 2-изд., перераб. и доп. – М.: Дрофа, 2002. -304с.

5. Рейтер Л.Г., Степаненко О.М., Басов В.П. Теоретичні розділи загальної хімії: Підручник. – К.: Каравела, 2006. – 304с.





1   2   3   4   5   6

Схожі:

Міністерство освіти І науки України iconПоложення про нагородження нагрудним знаком "А. С. Макаренко" Міністерства освіти І науки України
Міністерству освіти І науки України Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки України iconПоложення про нагородження нагрудним знаком "Василь Сухомлинський" Міністерства освіти І науки України
Міністерству освіти І науки України Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки України iconПоложення про нагородження нагрудним знаком "Софія Русова" Міністерства освіти І науки України
Міністерству освіти І науки України Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки України iconРішення про нагородження Нагрудним знаком ухвалюється Колегією Міністерства освіти І науки України, затверджується наказом Міністра І публікується в газеті "Освіта України"
Міністерству освіти І науки України Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки України iconРішення про нагородження Нагрудним знаком ухвалюється Колегією Міністерства освіти І науки України, затверджується наказом Міністра І публікується в газеті "Освіта України"
Міністерству освіти І науки України Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки України iconРішення про нагородження Нагрудним знаком ухвалюється Колегією Міністерства освіти І науки України, затверджується наказом Міністра І публікується в газеті "Освіта України"
Міністерству освіти І науки України Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки України iconМіністерство освіти І науки україни 01135, м. Київ, проспект Перемоги
Міністерства освіти і науки України від 17. 04. 2009 року №341 «Про затвердження Плану дій щодо вдосконалення викладання дисципліни...
Міністерство освіти І науки України iconПоложення про нагородження нагрудним знаком "Петро Могила" Міністерства освіти І науки України
Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської І севастопольської міських...
Міністерство освіти І науки України iconРішення про нагородження Нагрудним знаком ухвалюється Колегією Міністерства освіти І науки України, затверджується наказом Міністра І публікується в газеті "Освіта України"
Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської І севастопольської міських...
Міністерство освіти І науки України iconМіністерство освіти І науки україни пр. Перемоги
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту Автономної Республіки Крим, управління (департаменти) освіти і науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки України iconСумський державний університет Бібліотека. Інформаційно-бібліографічний відділ
Україна. Міністерство освіти І науки. Про запровадження у вищих навчальних закладах України Європейської кредитно-трансферної системи:...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи