Gradul de oxidare este ce valoare? Cum de a determina gradul de oxidare a elementelor?

Un astfel de subiect al curriculum-ului școlar ca și chimia cauzează numeroase dificultăți pentru majoritatea elevilor moderni, puțini pot determina gradul de oxidare a compușilor. Cele mai mari dificultăți pentru elevii care studiază chimia anorganică, adică studenții școlii principale (clasele 8-9). Neînțelegerea subiectului conduce la apariția disconfortului dintre elevii din acest domeniu.

Cadrele didactice identifică o serie de motive pentru astfel de "dispreț" a elevilor din medii și de vârstă în chimie: reticența de a înțelege termenii chimici complexi, incapacitatea de a folosi algoritmi pentru a lua în considerare un anumit proces, probleme cu cunoștințele matematice. Ministerul Educației al Federației Ruse a introdus o schimbare majoră în conținutul subiectului. În plus, "tăiat" și numărul de ore pentru predarea chimiei. Acest lucru a afectat negativ calitatea cunoașterii pe această temă, scăderea interesului pentru studiul disciplinei.

Ce subiecte ale cursului de chimie sunt cele mai dificile pentru elevi?

În cadrul noului program din cadrul disciplinei "Chimie" a școlii principale sunt incluse câteva subiecte serioase: tabelul periodic al elementelor lui D. Mendeleyev, clasele de substanțe anorganice, schimbul de ioni. Este foarte dificil pentru elevii de clasa a opta să determine starea de oxidare a oxizilor.

Regulile acordului

În primul rând, studenții ar trebui să fie conștienți de faptul că oxizii sunt compuși complexi cu doi elemente, în care este inclus oxigenul. O condiție obligatorie pentru ca compusul binar să aparțină clasei de oxizi este poziția oxigenului din al doilea compus din acest compus.

Pentru a calcula un astfel de indicator în orice formule din această clasă se va obține numai dacă studentul are un anumit algoritm.

Algoritm pentru oxizi de acizi

În primul rând, observăm că gradul de oxidare este o expresie numerică pentru valența elementelor. Oxizii acide sunt formați din metale nemetalice sau metale cu o valență de patru până la șapte, al doilea în oxizi în mod necesar oxigen.

În oxizi, valența de oxigen corespunde întotdeauna la două, se poate determina din tabelul periodic al elementelor lui DI Mendeleyev. Un astfel de tip nonmetal ca oxigenul, fiind în grupa a 6-a din subgrupul principal al mesei periodice, ia doi electroni pentru a-și completa complet nivelul de energie externă. Nonmetalele din compușii cu oxigen prezintă cel mai adesea o valență mai mare, care corespunde numărului grupului însuși. Este important să reamintim că gradul de oxidare a elementelor chimice este un indicator care presupune un număr pozitiv (negativ).

Nonmetalul, la începutul formulării, are o stare de oxidare pozitivă. Oxigenul oxigen din oxizi este stabil, indicele său fiind -2. Pentru a verifica fiabilitatea distribuirii valorilor în oxizi acide, va trebui să înmulțiți toate numerele pe care le puneți pe indicii unui anumit element. Calculele sunt considerate de încredere dacă totalul tuturor avantajelor și dezavantajelor obținute este 0.

Compilarea formulelor cu două elemente

Gradul de oxidare a atomilor de elemente oferă șansa de a crea și înregistra conexiuni din două elemente. Când se creează o formulă, pentru început, ambele simboluri sunt prescrise unul lângă altul, oxigenul este al doilea. Deasupra fiecăruia dintre semnele înregistrate sunt prescrise valorile gradelor de oxidare, apoi între numerele găsite există numărul care va fi împărțit în ambele cifre fără nici un rest. Acest indicator trebuie separat separat de valoarea numerică a gradului de oxidare, obținându-se indicii pentru prima și a doua componentă a substanței cu două elemente. Cel mai înalt grad de oxidare este egal numeric cu valoarea celei mai înalte valențe a unui tipic nemetal, identic cu numărul grupului în care este nonmetalul din PS.

Algoritm pentru stabilirea valorilor numerice în oxizi de bază

Compușii similari sunt oxizi ai metalelor tipice. Aceștia din toți compuși au un indice de oxidare de cel mult +1 sau +2. Pentru a înțelege care va fi gradul de oxidare a metalului, putem folosi sistemul periodic. Pentru metalele din principalele subgrupe ale primului grup, acest parametru este întotdeauna constant, este similar cu numărul grupului, adică +1.

Metalele din subgrupul principal al celui de-al doilea grup sunt, de asemenea, caracterizate printr-un grad stabil de oxidare, în termeni numerici +2. Gradul de oxidare a oxizilor în total, ținând cont de indicii (numerele) lor, ar trebui să dea zero, deoarece o moleculă chimică este considerată a fi neutră, lipsită de sarcină, o particulă.

Aranjamentul gradelor de oxidare în acizii care conțin oxigen

Acizii sunt substanțe complexe constând din unul sau mai mulți atomi de hidrogen, care sunt asociate cu unele reziduuri acide. Dat fiind că stările de oxidare sunt indicatori digitali, anumite calități matematice vor fi necesare pentru a le calcula. Un astfel de indicator pentru hidrogen (proton) în acizi este întotdeauna stabil, este +1. Apoi, puteți indica gradul de oxidare pentru un ion de oxigen negativ, este de asemenea stabil, -2.

Doar după aceste acțiuni, este posibil să se calculeze starea de oxidare a componentei centrale a formulei. Ca o mostră specifică, să luăm în considerare determinarea gradului de oxidare a elementelor în acid sulfuric H2SO4. Considerând că în molecula unei substanțe complexe dat conține doi protoni de hidrogen, patru atomi de oxigen, obținem o expresie de acest tip + 2 + X-8 = 0. Pentru ca totalul să formeze zero, sulful va avea o stare de oxidare de +6

Aranjamentul gradelor de oxidare în săruri

Sărurile sunt compuși complexi constând din ioni metalici și unul sau mai multe reziduuri acide. Procedura de determinare a gradelor de oxidare în fiecare dintre constituenți într-o sare complexă este aceeași ca în acizii care conțin oxigen. Dat fiind faptul că gradul de oxidare a elementelor este un indicator digital, este important să se identifice corect gradul de oxidare a metalului.

Dacă metalul care formează sarea este localizat în subgrupul principal, gradul său de oxidare va fi stabil, corespunzător numărului grupului, este o valoare pozitivă. Dacă sarea conține un metal al unui subgrup similar al PS, care prezintă diferite valențe, valența metalului poate fi determinată din reziduul acid. După stabilirea stării de oxidare a metalului, se stabilește starea de oxidare a oxigenului (-2), apoi se calculează gradul de oxidare a elementului central folosind ecuația chimică.

De exemplu, să luăm în considerare determinarea gradelor de oxidare a elementelor în azotatul de sodiu (sare de mijloc). NaNO3. Sarea este formată din metalul principalului subgrup al grupului 1, prin urmare, gradul de oxidare a sodiului va fi +1. Oxigenul din nitrați are un grad de oxidare de -2. Pentru a determina valoarea numerică a gradului de oxidare este ecuația + 1 + X-6 = 0. Rezolvând această ecuație, obținem că X ar trebui să fie +5, acesta este gradul de oxidare a azotului.

Termeni de bază în OVR

Pentru oxidare, precum și procesul de recuperare, există termeni specifici pe care elevii trebuie să le învețe.

Gradul de oxidare a unui atom este abilitatea directă de a atașa (pentru a da altora) electroni de la unii ioni sau atomi.

Oxidantul este considerat a fi atomi neutri sau ioni încărcați, în timpul unei reacții chimice îi atașează electronii.

Restauratorul va fi atomi neîncărcați sau ioni încărcați, care își pierd propriii electroni în procesul de interacțiune chimică.

Oxidarea este reprezentată ca o procedură pentru eliberarea electronilor.

Recuperarea este asociată cu adoptarea de electroni suplimentari de către un atom sau ion neîncărcat.

Procesul de oxidare-reducere este caracterizat printr-o reacție, în timpul căreia gradul de oxidare a atomului se modifică în mod necesar. Această definiție ne permite să înțelegem cum este posibil să determinăm dacă reacția OVR este.

Reguli pentru analiza IAD

Folosind acest algoritm, puteți aranja coeficienții în orice reacție chimică.

1. În primul rând, trebuie să plasați stările de oxidare în fiecare substanță chimică. Rețineți că într-o substanță simplă gradul de oxidare este zero, deoarece nu există recul (atașament) de particule negative. Regulile de aranjare a gradelor de oxidare în substanțele binare și cele cu trei elemente au fost considerate mai sus.

2. Apoi, este necesar să se determine acei atomi sau ioni în care stările de oxidare s-au schimbat în cursul transformării care a avut loc.

3. Din partea stângă a ecuației înregistrate, atomii sau ionii încărcați sunt separați, care și-au schimbat stările de oxidare. Acest lucru este necesar pentru echilibrare. Elementele sunt întotdeauna indicate de valorile lor.

4. Mai mult, acei atomi sau ioni care s-au format în timpul reacției sunt scosi, indicați prin semnul + numărul de electroni luați de atom, - numărul de particule negative date. Dacă oxidarea este redusă după procesul de reacție. Aceasta înseamnă că electronii au fost luați de un atom (ion). Cu o creștere a gradului de oxidare, atomul (ionul) în timpul reacției eliberează electroni.

5. Cel mai mic număr total este divizat mai întâi în cele primite, apoi la electronii transferați în proces, se obțin coeficienții. Numerele găsite sunt coeficienții stereochimici necesari.

6. Determinați oxidantul, agentul reducător, procesele care apar în timpul reacției.

7. Ultima etapă va fi dispunerea coeficienților stereochimici în reacția luată în considerare.

   Exemplu de OBR

Luați în considerare aplicarea practică a acestui algoritm la o reacție chimică specifică.

Fe + CuSO4 = Cu + FeS04

Calculăm parametrii pentru toate substanțele simple și complexe.

Deoarece Fe și Cu sunt substanțe simple, gradul lor de oxidare este 0. În CuSO4, apoi Cu + 2, apoi pentru oxigen-2 și pentru sulf +6. În FeSO4: Fe +2, prin urmare, pentru O-2, conform calculelor lui S +6.

Acum căutăm elemente care ar putea schimba indicatorii, în situația noastră vor fi Fe și Cu.

Deoarece după reacție valoarea atomului de fier a fost +2, 2 electroni au fost eliberați în reacție. Cuprul și-a schimbat performanța de la +2 la 0, prin urmare, cuprul a luat doi electroni. Acum determinăm numărul de electroni luați și livrați de atomul de fier și de cationul cuprului bivalent. În cursul transformării, doi electroni sunt luați de cationul de cupru bivalent, același număr de electroni este renunțat la atomul de fier.

În acest proces, nu are nici un sens să se determine multiplele minime comune, deoarece un număr egal de electroni este acceptat și dat în timpul transformării. Coeficienții stereochimici vor corespunde, de asemenea, unității. În reacție, proprietățile agentului reducător vor prezenta fier, în timp ce îl vor oxida. Catia cuprului bivalent este redusă la cuprul pur, în reacție are cel mai înalt grad de oxidare.

Aplicarea proceselor

Formulele pentru gradul de oxidare ar trebui să fie cunoscute fiecărui elev de gradul 8-9, deoarece această întrebare este inclusă în sarcinile OGE. Orice proces care are loc cu semnele oxidative, de restaurare joacă un rol important în viața noastră. Fără ele, procesele metabolice din corpul uman sunt imposibile.