H2o2 oksidasyon durumu. Oksidasyon numarası nedir

Peroksit veya hidrojen peroksit– hidrojenin oksijen bileşiği (peroksit). Formül: H2O2 Fiziksel özellikler: Hidrojen peroksit renksiz, şurup kıvamında bir sıvıdır, yoğunluğu 1,45 g/cm3'tür. Çok küçük bir oranda ayrıştığı için çok zayıf olarak kabul edilir: aşama I'e göre:

II. aşamada:

Kimyasal özellikler: konsantre bir çözeltinin etkileşimi üzerine H2O2'ler metal hidroksitler peroksitlerini oluşturur: Na2O2, CaO, MgO2, vb.

Peroksitler veya peroksitler- bunlar pozitif yüklü metal iyonları ve negatif yüklü O22- iyonlarından oluşan H2O2 tuzlarıdır, anyonlarının elektronik yapısı aşağıdaki gibidir:

H2O2 redoks özellikleri sergiler: standart elektronik potansiyeli (E°) 1,776 V'u aşmayan maddeleri oksitler; E° değeri 0,682 V'den büyük olan maddeleri azaltır. Redoks özellikleri H2O2 oksijen atomlarının oksidasyon durumunun -1'in oksidasyon durumları -2 ve 0 arasında bir ara değere sahip olmasıyla açıklanmaktadır. Oksitleyici özellikler bunun daha karakteristik özelliğidir.

H2O2 burada oksitleyici ajan görevi görür.

Bu durumlarda hidrojen peroksit indirgeyici ajandır.

Tuzlar H2O2 – peroksitler (peroksitler) ayrıca redoks özelliklerine sahiptir:

Burada Na2O2 indirgeyici bir maddedir.

Fiş: endüstride H2O2, seyreltik sülfürik asidin baryum peroksit BaO2: H2SO4 (dil.) + BaO2 = BaSO4 + H2O2 ile reaksiyona sokulmasıyla elde edilir ve ayrıca perhidrolün vakumda damıtılmasıyla konsantre hidrojen peroksit elde edilir. Perhidrol– %30 sulu H2O2 çözeltisi. Hidrojen peroksitin oksitleyici özelliği ve zararsızlığı, ulusal ekonominin birçok sektöründe yaygın olarak kullanılmasını mümkün kılmıştır: endüstride - kumaş ve kürklerin ağartılmasında; gıda endüstrisinde - konserve ürünleri için; V tarım– tohum pansumanı için, bir dizi organik bileşiğin üretiminde, örneğin gliserin üretiminde: gliserin üretiminde bir ara ürün - alilik alkol CH2 = CH - CH2OH, H2O ile oksitlenir gliserol C3H5(OH)3'e Roket teknolojisinde güçlü bir oksitleyici ajan olarak kullanılır. %3 H2O2, farmasötiklerde tıbbi amaçlarla dezenfektan olarak kullanılır.

Bir moleküldeki bir atomun, molekülün yalnızca iyonlardan oluştuğu varsayımına göre hesaplanan geleneksel yükü.

Atomların oksidasyon durumunu belirlemek için kimyasal bileşikler aşağıdaki kurallara göre yönlendirilir:

1. Oksijen kimyasal bileşiklerde oksidasyon durumuna her zaman -2 atanır (istisna oksijen florür OF 2 ve H 2 O 2 gibi peroksitler, oksijenin oksidasyon durumu sırasıyla +2 ve -1'dir).

2. Oksidasyon durumu hidrojen bileşiklerde +1'e eşit kabul edilir (istisna:
hidritlerde, örneğin Ca +2 H2-1).

3. Tüm bileşiklerdeki metaller pozitif derece değerlerine sahiptir
oksidasyon.

4. Nötr moleküllerin ve atomların (örneğin H2, C vb.) oksidasyon durumu ve serbest durumdaki metaller sıfırdır.

5. Bileşimde yer alan elementler için karmaşık maddeler, paslanma durumu
cebirsel olarak bulunur. Molekül nötrdür bu nedenle miktar
tüm masraflar sıfırdır. Örneğin H 2 +1 SO 4 -2 durumunda şu şekilde bir denklem oluştururuz:
kükürtün oksidasyon durumunu belirleyen bilinmeyen bir şey:

2(+1) + x + 4(-2) = 0, x- 6 = 0, x = 6.

Elementlerin yükseltgenme durumlarında değişikliğe neden olan reaksiyonlara denir. redoks.

OVR teorisinin temel hükümleri

1) Oksidasyon süreci çağır İadeler elektronlar bir atom, molekül veya
iyon. Bu durumda oksidasyon derecesi yükselir.Örneğin, A1 - 3e – Al + 3.

2) Kurtarma süreci çağır katılım atom bazında elektronlar,
molekül veya iyon. Bu durumda oksidasyon derecesi iner.Örneğin,

S+2e=S-2.

3) Atomlar, moleküller veya iyonlar, elektron bağışlamak arandı restoratörler. Atomlar, moleküller veya iyonlar, elektron eklemek arandı oksitleyici maddeler.

4) Oksidasyon her zaman eşlik eder restorasyon ve tam tersi, iyileşmek her zaman ilişkili oksidasyon, denklemlerle ifade edilebilir:

indirgeyici madde - e↔oksitleyici madde; oksitleyici ajan + e↔indirgeyici ajan.

Redoks reaksiyonları iki karşıt sürecin (yükseltgenme ve indirgeme) birliğini temsil eder.

Yükseltgenme ve indirgeme işlemleri ifade edilir elektronik denklemler. Atomların oksidasyon durumundaki değişikliği ve indirgeyici ajan tarafından bağışlanan ve oksitleyici ajan tarafından kabul edilen elektron sayısını gösterirler. Evet tepki için

2K +1 I -1 + 2Fe +3 Cl3 -1 = ben 2 0 + 2Fe +2 Cl 2 -1 + 2K +1 Cl -1 elektronik denklemler şu şekildedir

2I -1 - 2e= I 2 0 oksidasyon işlemi (indirgeyici ajan); Fe +3 + e= Fe +2 indirgeme işlemi (oksitleyici madde).

Redoks reaksiyonlarının denklemlerini derlemek için iki yöntem kullanılır: elektron dengesi yöntemi ve iyon-elektron yöntemi (yarı reaksiyon yöntemi).

Elektronik denge yöntemi evrenseldir. Bu yöntemde, başlangıç ​​ve son maddelerdeki atomların oksidasyon durumları aşağıdaki kurala göre karşılaştırılır: İndirgeyici maddenin verdiği elektronların sayısı, oksitleyici maddenin kazandığı elektronların sayısına eşit olmalıdır. Bir denklem oluşturmak için reaktanların ve reaksiyon ürünlerinin formüllerini bilmeniz gerekir. İkincisi ampirik olarak veya temelde belirlenir. bilinen özellikler elementler.

İyon elektronik yöntemi (yarı reaksiyon yöntemi) görünümleri kullanır Elektrolitik ayrışma hakkında. Yöntem yalnızca ORR akışının denklemlerini oluştururken kullanılır çözüm halinde. Elektronik denge yönteminden farklı olarak Bu method iyonları ve molekülleri çözeltide bulundukları formda ele aldığı için çözeltilerdeki oksidasyon-indirgenme süreçleri hakkında daha doğru bir fikir verir. Zayıf elektrolitler veya az çözünen maddeler moleküller halinde, güçlü olanlar ise iyonlar şeklinde yazılır. Suda olduğu dikkate alınır

ortamda iyonlar reaksiyona katılabilir H+, OH - ve moleküller H20. Asidik, alkali ve nötr ortamlarda oluşan ORR denklemlerinde katsayı bulma kuralları aynı değildir.

Çevrenin tepkisi ise ekşi

Kural. Her biri Bir su molekülü oluşturmak için iki hidrojen iyonuyla bağlanır:

[O-2 ] + 2H + = H20.

Her biri bir su molekülünden alınır ve iki hidrojen iyonu açığa çıkar: H 2 O - [O -2 ] = 2H +.

Çevrenin tepkisi ise alkalin

Kural. Her biri serbest bırakılan oksijen parçacığı bir su molekülü ile reaksiyona girerek iki hidroksit iyonu oluşturur: [O -2 ] + H 2 O = 2OH - .

Her biri eksik oksijen parçacığı bir su molekülü oluşturmak üzere iki hidroksit iyonundan alınır: 2OH - - [O -2 ] = H2O.

Çevrenin tepkisi ise doğal

Kural. Her biri serbest bırakılan oksijen parçacığı bir su molekülü ile etkileşime girerek iki hidroksit iyonu oluşturur: [O -2 ] + H 2 O = 2OH - .

Her biri eksik oksijen parçacığı iki hidrojen iyonu oluşturmak için bir su molekülünden alınır: H 2 O - [O -2 ] = 2H +.

İyon elektronik yöntemini kullanarak ORR katsayılarının seçimi birkaç aşamada gerçekleştirilir:

1) reaksiyon şemasını (ortamın reaksiyonu asidiktir) moleküler formda yazın,
Örneğin:

KMnO4 + Na2S03 + H2S04 = MnS04 + Na2S04 + K2S04 + H20;

2) reaksiyon şemasını iyonik formda yazın ve oksidasyon durumunu değiştiren iyonları ve molekülleri tanımlayın:

K + + MnO 4 - + 2Na + + SO 3 2- + 2H + + SO 4 2- = Min 2++ SO 4 2- + 2Na + + SO 4 2- +

2K + + S04 2- + H20;

3) izole edilmiş iyonları içeren iyon-elektronik denklemleri oluşturur
ve moleküller, buna göre oksijen atomlarının sayısı kullanılarak eşitlenir
su molekülleri veya hidrojen iyonları.

Bu reaksiyon için:

Oksijen atomlarının eksikliği asidik bir ortamda bir su molekülünden alınmıştır:

S032- + H20 - 2e - = S042- + 2H +;

Aşırı oksijen atomları asidik bir ortamda hidrojen iyonları ile bağlanır
su molekülleri:

MnO4 - + 8H + + 5e - = Mn2+ + 4H20;

4) ortaya çıkan denklemleri elektron dengesi için en küçük faktörlerle çarpın:

S03 2- + H 2 O - 2e - = SO 4 2- + 2H + | 5 MnO 4 - + 8H + + 5e - = Mn 2+ +4H 2 O | 2

5SO 3 2- + 5H 2 O – l0e - = 5SO 4 2- + 10H + 2MnO 4 - + 16H + + 10e - = 2Mn2+ +8H20;

5) ortaya çıkan elektron-iyon denklemlerini özetleyin:

5S032- + 5H20 - 10e - + 2MnO4 - + 16H + + 10e - = 5S042- + 10H + + 2Mn2+ + 8H20;

6) benzer terimleri azaltın ve iyon-moleküler denklemi elde edin
Genel değerlendirme:

5S032- + 2Mn04- + 6H + = 5S042- + 2Mn2+ + 3H20;

7) elde edilen iyonik-moleküler denklemi kullanarak reaksiyon için bir moleküler denklem oluşturun:

2KMnO4 + 5Na2S03 + 3H2S04 = 2MnS04 + 5Na2S04 + K2S04 + 3H20.

Redoks reaksiyonları üç türe ayrılır:

1) Moleküller arası - Bunlar, oksitleyici maddenin ve indirgeyici maddenin farklı maddelerde olduğu reaksiyonlardır:

2H 2 8 +6 O 4 (kons.) + Cu 0 = Cu +2 SO 4 + S +4 O 2 + 2H 2 O.

2) Molekül içi - Bunlar, oksitleyici maddenin ve indirgeyici maddenin aynı molekülde (atomlar) bulunduğu reaksiyonlardır. farklı unsurlar):

2KS1 +5 O 3 -2 = 2KSl -1 + 3O 2 °

3) Orantısızlık (oto-oksidasyon-kendi kendini iyileştirme reaksiyonları)
- Bunlar oksitleyici ve indirgeyici atomların birleştiği reaksiyonlardır.

Hidrojen peroksit molekülü köşeli bir yapıya sahiptir (Şekil 1). Enerji O-O iletişimleri(210 kJ/mol), O-H bağ enerjisinden (468 kJ/mol) önemli ölçüde daha azdır.

Pirinç. 1. Hidrojen peroksit molekülünün, bağlar arasındaki bağ açılarını ve kimyasal bağların uzunluklarını gösteren yapısı.

Tahvillerin asimetrik dağılımı nedeniyle H-O molekülü hidrojen peroksit oldukça polardır (dipol momenti 0,7×10-29 C×m'dir). Hidrojen peroksit molekülleri arasında güçlü bir hidrojen bağı oluşur ve bunların birleşmesine yol açar. Bu nedenle, normal koşullar altında hidrojen peroksit, oldukça yüksek kaynama noktasına (150,2 o C) sahip, şurup kıvamında bir sıvıdır (yoğunluk - 1,44 g/cm3). Erime noktası 0,41 o C'dir. Soluk mavi bir renge sahiptir. Brüt formül H 2 O 2'dir. Molar kütle - 34 g/mol.

Hidrojen peroksit iyi bir iyonlaştırıcı çözücüdür. Yeni hidrojen bağlarının oluşması nedeniyle suya her oranda karışır. Kararsız bir kristalin hidrat H 2 O 2 x 2H 2 O formundaki çözeltilerden salınır.

H2O2, içindeki elementlerin oksidasyon durumları

Hidrojen peroksiti oluşturan elementlerin oksidasyon durumlarını belirlemek için öncelikle bu değerin hangi elementler için tam olarak bilindiğini anlamanız gerekir.

Hidrojen peroksit, su gibi, bir oksijen hidrürüdür ve hidrojenin bir oksidasyon durumu (+1) sergilediği bilinmektedir. Oksijenin oksidasyon durumunu bulmak için değerini “x” olarak alıyoruz ve elektriksel nötrlük denklemini kullanarak belirliyoruz:

2×(+1) + 2×x = ​​0;

Bu, hidrojen peroksitteki oksijenin oksidasyon durumunun (-1) olduğu anlamına gelir:

H +1 2 O - 1 2 .

Problem çözme örnekleri

ÖRNEK 1

ÖRNEK 2

Yüksek oksitteki oksidasyon durumu +7 olan bir kimyasal element, elektronların katmanlar arasındaki dağılımının diyagramına karşılık gelir
1)2,8,8 2)2,8,1 3)2,8,7 4)2,8,5

A3.Elektronik devre +X (2, 8, 5) bir kimyasal elementin atomuna aittir:

a) fosfor b) silikon c) alüminyum d) potasyum

A4. Elektronik formül 1 s22 s22 p3 atoma aittir:

a) alüminyum b) nitrojen c) kalsiyum d) sodyum

A3. İzotopların özellikleri için aşağıdaki ifade geçerlidir:

1) atomların farklı atom kütleleri ve farklı nükleer yükleri vardır

2) Atom çekirdeğindeki proton sayısı farklıdır, atom kütlesi de farklıdır

3) Atom çekirdeğindeki proton sayısı farklıdır, atomların kütlesi aynıdır

4) Atom çekirdeğindeki nötron sayısı farklıdır ve proton sayısı
aynısı

A4. Sodyum - magnezyum - alüminyum elementleri serisinde

1) atomlardaki elektronik katmanların sayısı artar

2) Dış elektronik katmandaki elektron sayısı artar

3) Atom çekirdeğindeki proton sayısı azalır

4) oksijenli bileşiklerdeki elementlerin oksidasyon derecesi azalır

A5. Adı sodyum sülfit olan maddenin formülü şu şekildedir:
1) Na2SO3 2) Na2SO4 3) Na2S 4) NaHSO4

A6. İyonik bağ tipine sahip bileşikler atomlar etkileşime girdiğinde oluşur

1) özdeş metal olmayanlar

2) aynı elektronegatifliğe sahip

3) keskin bir şekilde farklı elektronegatiflik ile

4) çeşitli metal olmayanlar

A7. Polar kovalent bağa sahip maddelerin formülleri gruptadır
1) Si H4, F2, CaC12 2) H2S, O2, Na2S

3) CH4, LiCl, SO2 4) NH3, H2S, CO2

A8. Atomundaki bir kimyasal elementin oksidinin doğası
Elektronların 2, 8, 5. katmanlara dağılımı
1) nötr 2) asidik

3) amfoterik 4) temel

A9. Gruptaki tüm maddeler asit oksitlerdir
1) ZpO, SO2, H2SO3 2) SiO2, Cl2O7, P2O5

3) CO2 Al2O3, Fe2O3 4) Li2O, NO, FeO

A10. Bir çiftin reaksiyona girmesiyle silisik asit elde edilemez
maddeler

1) Na2SiO3 ve HC1 2) SiO2 ve H2O

3) K2SiO3 ve H2SO4 4) K2SiO3 ve H3PO4

A11.Bir çift maddenin suda çözülmesiyle asitler elde edilemez
1) SO3, P2O5 2) CO2, SO2

3) SO3, Na2O 4) N2O3, P2O5

A12.Litmus sulu çözeltide kırmızıya döner
1) sodyum oksit 2) hidrojen sülfür

3) potasyum hidroksit 4) sodyum klorür

A13. Kimyasal ikame reaksiyonları, denklemi olan bir reaksiyonu içerir.

1) 2Н20 = 2Н2 + 02

2) Na2O + H2SO4 = Na2SO4 + H2O

3) NaOH + HC1 = NaС1 + H2O

4) 2H2O + 2Na = 2NaOH +H2

A14. Bakır (II) hidroksit ve arasındaki etkileşim Nitrik asit tepkilere değiniyor:

1) ikame 2) bağlantı

3) değişim 4) redoks

1'DE. 1,5 mol bakır (II) nitrat Cu(NO3)2'nin kütlesi şuna eşittir:

1) 125,3g 2) 283g 3) 189g 4) 188g

2'DE. 6 g kömür yakıldığında hacminde karbon monoksit (IV) oluştu
1) 11,2 l 2) 5,6 l 3) 22,4 l 4) 4,48 l

3'TE. 3 1024 karbon dioksit molekülünün (karbon monoksit (IV)) kütlesi nedir?

1) 220g 2) 22g 3) 0,22g 4) 11,2g

4'te . Kütle fraksiyonu fosfor oksitte fosfor (V)

1)22% 2) 43,7% 3) 68% 4) 0,12%

5'te. 120 g %5'lik sodyum nitrit çözeltisinden 40 g su buharlaştırıldı. Ortaya çıkan çözeltideki maddenin kütle oranı:

1) 1,25 2) 0,05 3) 0,06 4) 0,075

B6.Arasındaki reaksiyon sonucu demir indirgenmesi meydana gelir.

1) demir (III) oksit ve karbon

2) bakır (II) sülfat ve demir

3) demir (II) klorür ve sodyum hidroksit

4) demir ve kükürt

7'DE. Formülleri BaC12, Cu(OH)2, Fe olan maddelerin her biri ile etkileşime girecektir.

1) çinko sülfat 2) magnezyum nitrat

3) sodyum hidroksit 4) sülfürik asit

8'DE. Maddelerin çözeltilerinin etkileşimi yoluyla suyun oluşumu mümkündür
1) H3PO4 ve Ba(OH)2 2) CuC12 ve NaOH

3) HNO3 ve K3PO4 4) Ca(OH)2 ve FeC13

9'DA. Kısaltılmış iyonik denklem Cu2+ +2OH-=Cu(OH)2'ye göre, bir çift elektrolit etkileşime girer.
1) CuS04 ve Fe(OH)2 2) Cu2SO3 ve NaOH

3) CuC12 ve Ca(OH)2 4) KOH ve Cu2S