O grao de oxidación é o valor? Como determinar o grao de oxidación dos elementos?

Este tema do currículo escolar como química causa numerosas dificultades para a maioría dos escolares modernos, poucos poden determinar o grao de oxidación nos compostos. As maiores dificultades para os escolares que estudan a química inorgánica, é dicir, os alumnos da escola principal (grados 8-9). O malentendido do suxeito leva á aparición da aversión entre os escolares neste tema.

Os profesores identifican unha serie de razóns para tal "aversión" dos estudantes medios e superiores en química: a renuencia ao comprender termos químicos complexos, a incapacidade de usar algoritmos para considerar un proceso particular, problemas co coñecemento matemático. O Ministerio de Educación da Federación Rusa introduciu un cambio importante no contido da materia. Ademais, "cortar" e o número de horas para o ensino de química. Isto afectou negativamente a calidade do coñecemento sobre a materia, a diminución do interese no estudo da disciplina.

Que temas do curso de química se dan máis difíciles para os escolares?

Baixo o novo programa no curso da disciplina "Química" da escola principal hai varios temas serios incluídos: táboa periódica de elementos de D. Mendeleyev, clases de sustancias inorgánicas, intercambio iónico. É máis difícil para o oitavo grado determinar o estado de oxidación dos óxidos.

Regras do acordo

Primeiro de todo, os alumnos deben ser conscientes de que os óxidos son compostos complexos de dous elementos, nos que se inclúe o osíxeno. Unha condición obligatoria para que o composto binario pertenza á clase de óxidos é a posición de osíxeno no segundo composto deste composto.

Para calcular tal indicador en calquera fórmula desta clase só se obterá se o alumno ten un determinado algoritmo.

Algoritmo de óxidos de ácido

Para comezar, observamos que o grao de oxidación é unha expresión numérica para a valencia dos elementos. Os óxidos ácidos están formados por non metales ou metais cunha valencia de catro a sete, o segundo en tales óxidos necesariamente de osíxeno.

En óxidos, a valencia de osíxeno sempre corresponde a dous, pódese determinar a partir da táboa periódica dos elementos de DI Mendeleyev. Un tipo non metálico tan típico como o osíxeno, que está no sexto grupo do subgrupo principal da táboa periódica, leva dous electróns para completar completamente o seu nivel de enerxía externa. Os non metálicos en compostos con osíxeno mostran a maior frecuencia unha maior valencia, que corresponde ao número do propio grupo. É importante recordar que o grao de oxidación dos elementos químicos é un indicador que asume un número positivo (negativo).

O non metal, que se atopa ao comezo da fórmula, ten un estado de oxidación positivo. O osíxeno non metálico en óxidos é estable, o seu índice é -2. Para verificar a fiabilidade da distribución de valores en óxidos ácidos, terás que multiplicar todos os números que colocas nos índices dun determinado elemento. Os cálculos son considerados fiables se o total de todos os pros e contras dos títulos entregados é 0.

Recopilación de fórmulas de dous elementos

O grao de oxidación dos átomos de elementos dá a oportunidade de crear e rexistrar conexións a partir de dous elementos. Ao crear unha fórmula, para comezar, os dous símbolos prescríbanse de xeito conxunto, o osíxeno é o segundo. Por riba de cada un dos sinais rexistrados, preséntanse os valores dos graos de oxidación, entre os números atopados atópase o número que se dividirá en ambos díxitos sen restos. Este indicador debe ser dividido por separado polo valor numérico do grao de oxidación, obtendo índices para o primeiro e segundo compoñentes da sustancia de dous elementos. O maior grao de oxidación é igual numéricamente ao valor da valencia máis alta dun típico non metálico, idéntico ao número do grupo onde o non metálico no PS é.

Algoritmo para a definición de valores numéricos en óxidos básicos

Compostos similares son óxidos de metais típicos. Eles en todos os compostos teñen un índice de oxidación de non máis de +1 ou +2. Para comprender cal será o grao de oxidación do metal, podemos usar o sistema periódico. Para os metais dos subgrupos principais do primeiro grupo, este parámetro sempre é constante, é semellante ao número de grupo, isto é, o número 1.

Os metais do subgrupo principal do segundo grupo tamén se caracterizan por un grao estable de oxidación, en termos numéricos +2. Os graos de oxidación dos óxidos no total, tendo en conta os seus índices (números) deberían dar cero, xa que unha molécula química considérase neutra, sen carga, unha partícula.

A disposición de graos de oxidación en ácidos que conteñen osíxeno

Os ácidos son substancias complexas que consiste nun ou máis átomos de hidróxeno, que están asociados con algún residuo ácido. Dado que os estados de oxidación son indicadores dixitais, necesitaranse habilidades matemáticas para calcular. Un indicador deste tipo de hidróxeno (proton) en ácidos é sempre estable, é +1. Entón pode indicar o grao de oxidación dun ión de osíxeno negativo, tamén é estable, -2.

Só despois destas accións, é posible calcular o estado de oxidación do compoñente central da fórmula. Como mostra específica, consideremos a determinación do grao de oxidación de elementos no ácido sulfúrico H2SO4. Tendo en conta que na molécula dunha substancia complexa dada contén dous protones de hidróxeno, catro átomos de osíxeno, obtemos unha expresión deste tipo + 2 + X-8 = 0. Para que o total sexa cero, o xofre terá un estado de oxidación de +6

A disposición dos graos de oxidación en sales

As sales son compostos complexos compostos por iones metálicos e un ou máis residuos ácidos. O procedemento para determinar os graos de oxidación en cada un dos compoñentes nunha sal complexa é o mesmo que en ácidos que conteñen osíxeno. Tendo en conta que o grao de oxidación dos elementos é un indicador dixital, é importante identificar correctamente o grao de oxidación do metal.

Se o metal formando o sal está situado no subgrupo principal, o seu grao de oxidación será estable, correspondente ao número de grupo, é un valor positivo. Se a sal contén un metal dun subgrupo similar do PS, que mostra valencias diferentes , a valencia do metal pode determinarse a partir do residuo ácido. Unha vez establecido o estado de oxidación do metal, establece o estado de oxidación do osíxeno (-2), entón calcule o grao de oxidación do elemento central usando a ecuación química.

Como exemplo, consideremos a determinación dos graos de oxidación en elementos de nitrato de sodio (sal medio). NaNO3. O sal está formado polo metal do subgrupo principal do grupo 1, polo tanto, o grao de oxidación do sodio será +1. O osíxeno nos nitratos ten un grao de oxidación de -2. Para determinar o valor numérico do grao de oxidación é a ecuación + 1 + X-6 = 0. Resolvendo esta ecuación, temos que X debe ser +5, este é o grao de oxidación de nitróxeno.

Termos básicos en OVR

Para a oxidación, así como o proceso de recuperación, hai termos especiais que os alumnos teñen que aprender.

O grao de oxidación dun átomo é a súa capacidade directa de unir (para dar aos outros) os electróns dalgúns ións ou átomos.

Oxidante é considerado como átomos neutros ou ións cargados, no transcurso dunha reacción química unen electróns.

O restaurador terá átomos cargados ou ións cargados, que perderán os seus propios electróns no proceso de interacción química.

A oxidación está representada como un procedemento para a liberación de electróns.

A recuperación está asociada coa adopción de electróns adicionais por un átomo ou iones non cargados.

O proceso de redución de oxidación caracterízase por unha reacción, durante a cal o grao de oxidación do átomo cambia necesariamente. Esta definición permítenos entender como é posible determinar se a reacción OVR é.

Regras para analizar IAD

Usando este algoritmo, pode organizar os coeficientes en calquera reacción química.

1. En primeiro lugar, cómpre colocar os estados de oxidación en cada sustancia química. Teña en conta que nunha sustancia simple o grao de oxidación é cero, xa que non hai retroceso (apego) de partículas negativas. As regras para ordenar os graos de oxidación en sustancias binarias e de tres elementos foron consideradas anteriormente.

2. Entón é necesario determinar aqueles átomos ou iones nos que os estados de oxidación cambiaron no transcurso da transformación que se produciu.

3. Desde o lado esquerdo da ecuación rexistrada, os átomos ou ións cargados están separados, que cambiaron os seus estados de oxidación. Isto é necesario para equilibrar. Os elementos sempre están indicados polos seus valores.

4. Ademais, os átomos ou iones que se formaron durante a reacción son anotados, indicados polo signo + o número de electróns tomados polo átomo, - o número de partículas negativas dadas. Se a oxidación é reducida despois do proceso de reacción. Isto significa que os electróns foron tomados por un átomo (ión). Cun aumento no grao de oxidación, o átomo (ión) durante a reacción despréndese dos electróns.

5. O número total máis pequeno divídese primeiro nas recibidas, logo aos electróns transferidos no proceso, obtéñense os coeficientes. Os números atopados son os coeficientes estereoquímicos necesarios.

6. Determine oxidante, axente reductor, os procesos que ocorren durante a reacción.

7. A última etapa será a disposición dos coeficientes estereoquímicos na reacción considerada.

   Exemplo de OBR

Considere a aplicación práctica deste algoritmo a unha reacción química específica.

Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4

Calculamos os parámetros para todas as substancias simples e complexas.

Dado que Fe e Cu son sustancias simples, o seu grado de oxidación é 0. En CuSO4, entón, Cu + 2, despois para osíxeno-2 e para o xofre +6. En FeSO4: Fe +2, polo tanto, para O-2, segundo cálculos de S +6.

Agora buscamos elementos que poidan cambiar os indicadores, na nosa situación serán Fe e Cu.

Dado que despois da reacción o valor do átomo de ferro converteuse en +2, liberáronse dous electróns na reacción. O cobre cambiou o seu rendemento de +2 a 0, polo tanto, o cobre levou 2 electróns. Agora determinamos o número de electróns tomados e entregados polo átomo de ferro e o catión de cobre bivalente. No transcurso da transformación, dous electróns son tomados polo catión de cobre bivalente, o mesmo número de electróns é desistido polo átomo de ferro.

Neste proceso, non ten sentido determinar o mínimo común de múltiplos, xa que un número igual de electróns é aceptado e dado durante a transformación. Os coeficientes estereoquímicos tamén se corresponden coa unidade. Na reacción, as propiedades do axente reductor mostrarán ferro mentres oxidan. O catión de cobre bivalente está reducido a cobre puro, na reacción ten o maior grao de oxidación.

Aplicación de procesos

As fórmulas para o grao de oxidación deben ser coñecidas por cada alumno da nota 8-9, xa que esta cuestión inclúese nas tarefas OGE. Calquera proceso que se produza con signos oxidativos e restauradores xogan un papel importante na nosa vida. Sen eles, os procesos metabólicos no corpo humano son imposibles.