O grau de oxidação é o valor? Como determinar o grau de oxidação de elementos?
Um assunto do currículo da escola como químicacausa inúmeras dificuldades para a maioria dos estudantes modernos, poucos podem determinar o grau de oxidação nos compostos. As maiores dificuldades para alunos que estudam química inorgânica, isto é, alunos da escola principal (8-9 graus). O mal-entendido do assunto leva à aparência de desagrado entre escolares neste assunto.
Os professores identificam uma série de razões para isso"Não gosto" de estudantes de nível médio e superior em química: relutância em entender termos químicos complexos, incapacidade de usar algoritmos para considerar um processo particular, problemas com o conhecimento matemático. O Ministério da Educação da Federação Russa introduziu uma grande mudança no conteúdo do assunto. Além disso, "corte" e o número de horas para o ensino de química. Isso afetou negativamente a qualidade do conhecimento sobre o assunto, uma diminuição do interesse no estudo da disciplina.
Que tópicos do curso de química são mais difíceis para os alunos?
Sob o novo programa no decorrer da disciplina acadêmicaA "química" da escola principal incluiu vários tópicos sérios: tabela periódica de elementos de DI Mendeleyev, classes de substâncias inorgânicas, permuta iónica. É difícil para o oitavo ano para determinar o estado de oxidação dos óxidos.
Regras do arranjo
Em primeiro lugar, os alunos devem saber que os óxidossão compostos complexos de dois elementos, nos quais o oxigênio está incluído. Uma condição obrigatória para o composto binário pertencer à classe de óxidos é a posição de oxigênio no segundo composto neste composto.
Calcular esse indicador em todas as fórmulas desta classe será obtido somente se o aluno tiver um determinado algoritmo.
Algoritmo para óxidos de ácido
Para começar, observe que o grau de oxidação éexpressões numéricas para a valência dos elementos. Os óxidos ácidos são formados por não metais ou metais com uma valência de quatro a sete, o segundo em tais óxidos necessariamente oxigênio.
Em óxidos, a valência de oxigênio é semprecorresponde a dois, pode ser determinado a partir da tabela periódica dos elementos de DI Mendeleyev. Esse não típico como o oxigênio, que está no 6º grupo do subgrupo principal da tabela periódica, leva dois elétrons para completar completamente seu nível de energia externo. Os não-metálicos em compostos com oxigênio mostram com maior freqüência uma valência maior, o que corresponde ao número do próprio grupo. É importante lembrar que o grau de oxidação de elementos químicos é um indicador que assume um número positivo (negativo).
O não-metal no início da fórmula temum estado positivo de oxidação. O oxigênio não metálico em óxidos é estável, seu índice é -2. Para verificar a confiabilidade da distribuição de valores em óxidos ácidos, você terá que multiplicar todos os números que você coloca nos índices de um elemento específico. Os cálculos são considerados confiáveis se a soma total de todos os prós e contras dos graus entregues for 0.
Compilação de fórmulas de dois elementos
O grau de oxidação dos átomos dos elementos dá uma chanceCrie e registre conexões de dois elementos. Ao criar uma fórmula, para começar, ambos os símbolos são prescritos lado a lado, o oxigênio deve ser colocado em segundo. Acima de cada um dos sinais registrados, os valores dos graus de oxidação são prescritos e, em seguida, entre os números encontrados, há o número que será dividido em ambos os dígitos, sem qualquer resto. Este indicador deve ser dividido separadamente pelo valor numérico do grau de oxidação, obtendo índices para o primeiro e segundo componentes da substância de dois elementos. O mais alto grau de oxidação é igual numericamente ao valor da mais alta valência de um não-metal típico, idêntico ao número do grupo em que o não-metal no PS é.
Algoritmo para definição de valores numéricos em óxidos básicos
Compostos semelhantes são óxidos demetais. Eles em todos os compostos têm um índice de oxidação não superior a +1 ou +2. Para entender qual será o grau de oxidação do metal, podemos usar o sistema periódico. Nos metais dos principais subgrupos do primeiro grupo, este parâmetro é sempre constante, é semelhante ao número do grupo, ou seja, +1.
Metais do subgrupo principal do segundo grupo tambémcaracterizado por um grau estável de oxidação, em termos numéricos +2. Os graus de oxidação de óxidos no total, tendo em conta os seus índices (números) devem dar zero, uma vez que uma molécula química é considerada neutra, desprovida de carga, uma partícula.
O arranjo de graus de oxidação em ácidos contendo oxigênio
Ácidos são substâncias complexas,consistindo de um ou mais átomos de hidrogênio, que estão associados com algum resíduo ácido. Dado que os estados de oxidação são indicadores digitais, algumas habilidades matemáticas serão necessárias para calculá-los. Tal indicador de hidrogênio (próton) em ácidos é sempre estável, é +1. Então você pode indicar o grau de oxidação para um íon negativo de oxigênio, também é estável, -2.
Somente após essas ações, você pode calcularo estado de oxidação do componente central da fórmula. Como uma amostra específica, vamos considerar a determinação do grau de oxidação dos elementos no ácido sulfúrico H2SO4. Considerando que na molécula de uma determinada substância complexa contém dois prótons de hidrogênio, quatro átomos de oxigênio, obtemos uma expressão deste tipo + 2 + X-8 = 0. Para que o total forme zero, o enxofre terá um estado de oxidação de +6
O arranjo de graus de oxidação em sais
Os sais são compostos complexos,constituído por iões metálicos e um ou mais resíduos ácidos. O procedimento para determinar os graus de oxidação em cada um dos constituintes em um sal complexo é o mesmo que em ácidos contendo oxigênio. Dado que o grau de oxidação dos elementos é um indicador digital, é importante identificar corretamente o grau de oxidação do metal.
Se o metal que forma o sal estiver localizado noo subgrupo principal, o seu grau de oxidação será estável, corresponde ao número do grupo, é um valor positivo. Se o sal contém um metal de um subgrupo semelhante do PS, exibindo diferentes valências, a valência do metal pode ser determinada a partir do resíduo ácido. Uma vez que o estado de oxidação do metal tenha sido estabelecido, o estado de oxidação do oxigênio (-2) é ajustado, então o grau de oxidação do elemento central é calculado usando a equação química.
Como exemplo, vamos considerar a definiçãograus de oxidação nos elementos em nitrato de sódio (sal do meio). NaNO3 O sal é formado pelo metal do subgrupo principal do grupo 1, portanto, o grau de oxidação do sódio será +1. Oxigênio em nitratos tem um grau de oxidação de -2. Para determinar o valor numérico do grau de oxidação, a equação é + 1 + X-6 = 0. Resolvendo esta equação, obtemos que X deve ser +5, este é o grau de oxidação do nitrogênio.
Termos básicos no OVR
Para a oxidação, bem como o processo de recuperação, existem termos especiais que as crianças em idade escolar precisam aprender.
O grau de oxidação de um átomo é sua capacidade direta de anexar (para dar aos outros) elétrons de alguns íons ou átomos.
O oxidante é considerado átomos neutros ou iões durante a reacção química própria junta electrões.
O restaurador será átomos não carregados ou íons carregados, que perdem seus próprios elétrons no processo de interação química.
A oxidação é representada como um procedimento para a liberação de elétrons.
A recuperação está associada à aceitação de elétrons adicionais por um átomo ou íon não carregado.
Processo de redução de oxidaçãocaracterizado por uma reação no decurso da qual o grau de oxidação do átomo necessariamente muda. Essa definição nos permite entender como é possível determinar se a reação OVR é.
Regras para analisar o IAD
Usando este algoritmo, você pode organizar os coeficientes em qualquer reação química.
Primeiro você precisa organizar em cada produto químicosubstância do estado de oxidação. Observe que, em uma substância simples, o grau de oxidação é zero, já que não há recuo (fixação) de partículas negativas. As regras para o arranjo dos graus de oxidação em substâncias binárias e de três elementos foram consideradas acima.
Então é necessário determinar os átomos ou íons nos quais os estados de oxidação mudaram no curso da transformação que ocorreu.
Do lado esquerdo da equação,átomos ou íons carregados que mudaram seus estados de oxidação. Isso é necessário para balanceamento. Os elementos são sempre indicados pelos seus valores.
Além disso, esses átomos ou íons queforam formados durante a reação, indicados pelo sinal + o número de elétrons recebidos pelo átomo, - o número de partículas negativas dadas. Se os níveis de oxidação diminuírem após o processo de reação. Isso significa que os elétrons foram tomados por um átomo (íon). Com um aumento no grau de oxidação, o átomo (íon) durante a reação libera elétrons.
O menor número total é dividido primeiro nos coeficientes recebidos e depois nos elétrons transferidos no processo. Os números encontrados são os coeficientes estereoquímicos requeridos.
Determine o oxidante, agente redutor, os processos que ocorrem durante a reação.
O último passo será o arranjo dos coeficientes estereoquímicos na reação em consideração.
Exemplo de OBR
Considere a aplicação prática desse algoritmo em uma reação química específica.
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
Calculamos os parâmetros para todas as substâncias simples e complexas.
Como Fe e Cu são substâncias simples, seu grau de oxidação é 0. Em CuSO4, então Cu + 2, depois para oxigênio-2 e para enxofre +6. Em FeSO4: Fe +2, portanto, para O-2, de acordo com cálculos de S +6.
Agora estamos procurando por elementos que possam mudar os indicadores, em nossa situação eles serão Fe e Cu.
Desde depois da reação, o valor do átomo de ferrotornou-se +2, 2 elétrons foram dados na reação. O cobre mudou seu desempenho de +2 para 0, portanto, o cobre levou 2 elétrons. Agora determinamos o número de elétrons recebidos e dados pelo átomo de ferro e o cátion do cobre bivalente. No curso da transformação, dois elétrons são tomados pelo cátion de cobre bivalente, o mesmo número de elétrons é liberado pelo átomo de ferro.
Nesse processo, não há sentido em determinaro mínimo múltiplo comum, já que um número igual de elétrons é aceito e dado durante a transformação. Os coeficientes estereoquímicos também corresponderão à unidade. Na reação, as propriedades do agente redutor exibirão ferro, enquanto o oxidam. O cátion de cobre bivalente é reduzido a cobre puro, na reação tem o mais alto grau de oxidação.
Aplicação de processos
As fórmulas de grau de oxidação devem ser conhecidaspara cada estudante 8-9 classe, uma vez que esta questão está incluída nas tarefas do OGE. Qualquer processo que ocorra com sinais oxidativos e restaurativos desempenha um papel importante em nossa vida. Sem eles, processos metabólicos no corpo humano são impossíveis.
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