Sifat redoks atom individu serta ion merupakan isu penting dalam kimia modern. Materi ini membantu menjelaskan aktivitas unsur dan zat, melakukan perbandingan rinci sifat kimia atom yang berbeda.
Apa itu oksidator
Banyak tugas kimia, termasuk soal ujian untuk ujian negara bagian terpadu di kelas 11, dan OGE di kelas 9, terkait dengan konsep ini. Agen pengoksidasi dianggap sebagai atom atau ion yang, dalam proses interaksi kimia, menerima elektron dari ion atau atom lain. Jika kita menganalisis sifat pengoksidasi atom, kita memerlukan sistem periodik Mendeleev. Dalam periode yang terletak di tabel dari kiri ke kanan, kemampuan pengoksidasi atom meningkat, yaitu, perubahannya mirip dengan sifat non-logam. Di subkelompok utama, parameter ini menurun dari atas ke bawah. Di antara zat sederhana terkuat dengan kemampuan pengoksidasi, fluor memimpin. Istilah seperti "keelektronegatifan", yaitu, kemampuan atom untuk mengambil dalam kasus interaksi kimiaelektron, dapat dianggap sinonim dengan sifat pengoksidasi. Di antara zat kompleks yang terdiri dari dua atau lebih unsur kimia, zat pengoksidasi terang dapat dipertimbangkan: kalium permanganat, kalium klorat, ozon.
Apa itu reduktor
Sifat pereduksi atom adalah karakteristik zat sederhana yang menunjukkan sifat logam. Dalam tabel periodik, sifat logam melemah dari kiri ke kanan dalam periode, dan pada subkelompok utama (vertikal) mereka meningkat. Inti dari pemulihan adalah kembalinya elektron, yang terletak pada tingkat energi eksternal. Semakin besar jumlah kulit elektron (tingkat), semakin mudah untuk melepaskan elektron "ekstra" selama interaksi kimia.
Logam aktif (basa, alkali tanah) memiliki sifat pereduksi yang sangat baik. Selain itu, zat yang menunjukkan parameter serupa, kami menyoroti sulfur oksida (6), karbon monoksida. Untuk memperoleh bilangan oksidasi maksimum, senyawa ini dipaksa untuk menunjukkan sifat pereduksi.
Proses Oksidasi
Jika selama interaksi kimia sebuah atom atau ion memberikan elektron ke atom lain (ion), kita berbicara tentang proses oksidasi. Untuk menganalisis bagaimana sifat pereduksi dan oksidasi berubah, Anda memerlukan tabel periodik unsur, serta pengetahuan tentang hukum fisika modern.
Proses pemulihan
Proses reduksi melibatkan penerimaan oleh ion dari keduanyaatom elektron dari atom lain (ion) selama interaksi kimia langsung. Agen pereduksi yang sangat baik adalah nitrit, sulfit dari logam alkali. Sifat pereduksi dalam sistem unsur berubah mirip dengan sifat logam zat sederhana.
Algoritma Penguraian OVR
Agar siswa dapat menempatkan koefisien dalam reaksi kimia yang telah selesai, perlu menggunakan algoritma khusus. Sifat redoks juga membantu memecahkan berbagai masalah komputasi dalam kimia analitik, organik, dan umum. Kami menyarankan urutan parsing reaksi apa pun:
- Pertama, penting untuk menentukan bilangan oksidasi setiap unsur yang tersedia dengan menggunakan aturan.
- Selanjutnya, atom atau ion yang telah mengubah keadaan oksidasinya ditentukan untuk berpartisipasi dalam reaksi.
- Tanda minus dan plus menunjukkan jumlah elektron bebas yang diberikan dan diterima selama reaksi kimia.
- Selanjutnya, di antara jumlah semua elektron, kelipatan persekutuan minimum ditentukan, yaitu bilangan bulat yang dibagi tanpa sisa oleh elektron yang diterima dan yang diberikan.
- Kemudian dibagi menjadi elektron yang terlibat dalam reaksi kimia.
- Selanjutnya, kita menentukan ion atau atom mana yang memiliki sifat pereduksi, dan juga menentukan oksidator.
- Pada tahap akhir masukkan koefisien ke dalam persamaan.
Menggunakan metode keseimbangan elektronik, mari kita tempatkan koefisien dalam skema reaksi ini:
NaMnO4 + hidrogen sulfida + asam sulfat=S + Mn SO4 +…+…
Algoritma untuk menyelesaikan masalah
Mari kita cari tahu zat apa yang harus terbentuk setelah interaksi. Karena sudah ada zat pengoksidasi dalam reaksi (itu akan menjadi mangan) dan zat pereduksi didefinisikan (itu akan menjadi belerang), zat terbentuk di mana keadaan oksidasi tidak lagi berubah. Karena reaksi utama berlangsung antara garam dan asam kuat yang mengandung oksigen, salah satu zat terakhir adalah air, dan yang kedua adalah garam natrium, lebih tepatnya, natrium sulfat.
Sekarang mari kita buat skema untuk memberi dan menerima elektron:
- Mn+7 mengambil 5 e=Mn+2.
Bagian kedua dari skema:
- S-2 gives2e=S0
Kami menempatkan koefisien pada reaksi awal, jangan lupa untuk menjumlahkan semua atom belerang di bagian persamaan.
2NaMnO4 + 5H2S + 3H2SO 4 =5S + 2MnSO4 + 8H2O + Na2SO 4.
Analisis OVR yang melibatkan hidrogen peroksida
Menggunakan algoritma penguraian OVR, kita dapat membuat persamaan untuk reaksi yang sedang berlangsung:
hidrogen peroksida + asam sulfat + kalium permagnanat=Mn SO4 + oksigen + …+…
Kondisi oksidasi mengubah ion oksigen (dalam hidrogen peroksida) dan kation mangan dalam kalium permanganat. Artinya, kita memiliki zat pereduksi, serta zat pengoksidasi.
Mari kita tentukan jenis zat apa yang masih dapat diperoleh setelah interaksi. Salah satunya adalah air, yang jelas merupakan reaksi antara asam dan garam. Kalium tidak membentuk yang baruzat, produk kedua adalah garam kalium, yaitu sulfat, karena reaksinya dengan asam sulfat.
Skema:
2O – menyumbangkan 2 elektron dan berubah menjadi O 2 0 5
Mn+7 menerima 5 elektron dan menjadi ion Mn+2 2
Tetapkan koefisien.
5H2O2 + 3H2SO4+ 2KMnO4=5O2 + 2Mn SO4 + 8H 2O + K2SO4
Contoh analisis OVR yang melibatkan kalium kromat
Dengan menggunakan metode keseimbangan elektronik, kita akan membuat persamaan dengan koefisien:
FeCl2 + asam klorida + kalium kromat=FeCl3+ CrCl3 + …+…
Kondisi oksidasi mengubah besi (dalam besi klorida II) dan ion kromium dalam kalium dikromat.
Sekarang mari kita coba mencari tahu zat apa lagi yang terbentuk. Satu bisa menjadi garam. Karena kalium tidak membentuk senyawa apa pun, oleh karena itu, produk kedua adalah garam kalium, lebih tepatnya, klorida, karena reaksi berlangsung dengan asam klorida.
Mari kita membuat diagram:
Fe+2 memberi e= Fe+3 6 peredam,
2Cr+6 menerima 6 e=2Cr +31 pengoksidasi.
Masukkan koefisien pada reaksi awal:
6K2Cr2O7 + FeCl2+ 14HCl=7H2O + 6FeCl3 + 2CrCl3 + 2KCl
ContohAnalisis OVR yang melibatkan kalium iodida
Berbekal aturan, mari kita buat persamaan:
kalium permanganat + asam sulfat + kalium iodida…mangan sulfat + yodium +…+…
Kondisi oksidasi mengubah mangan dan yodium. Artinya, ada zat pereduksi dan zat pengoksidasi.
Sekarang mari kita cari tahu apa yang akan kita dapatkan. Senyawa akan dengan kalium, yaitu, kita akan mendapatkan kalium sulfat.
Proses pemulihan terjadi pada ion yodium.
Mari kita buat skema transfer elektron:
- Mn+7 menerima 5 e=Mn+2 2 adalah oksidan,
- 2I- give away 2 e=I2 0 5 adalah zat pereduksi.
Letakkan koefisien pada reaksi awal, jangan lupa jumlahkan semua atom sulfur dalam persamaan ini.
210KI + KMnO4 + 8H2SO4 =2MnSO 4 + 5I2 + 6K2SO4 + 8H 2O
Contoh analisis OVR yang melibatkan natrium sulfit
Menggunakan metode klasik, kita akan membuat persamaan untuk rangkaian:
- asam sulfat + KMnO4 + natrium sulfit… natrium sulfat + mangan sulfat +…+…
Setelah interaksi kita mendapatkan garam natrium, air.
Mari kita membuat diagram:
- Mn+7 mengambil 5 e=Mn+2 2,
- S+4 memberi 2 e=S+6 5.
Atur koefisien-koefisien dalam reaksi yang sedang dipertimbangkan, jangan lupa untuk menambahkan atom belerang ketika mengatur koefisien.
3H2SO4 + 2KMnO4 + 5Na2 SO3 =K2SO4 + 2MnSO4 + 5Na2 JADI4 + 3H2O.
Contoh analisis OVR yang melibatkan nitrogen
Ayo lakukan tugas berikut. Dengan menggunakan algoritme, kami akan membuat persamaan reaksi lengkap:
- mangan nitrat + asam nitrat + PbO2=HMnO4+Pb(NO3) 2+
Mari kita menganalisis zat apa yang masih terbentuk. Karena reaksi terjadi antara oksidator kuat dan garam, berarti zat tersebut adalah air.
Tunjukkan perubahan jumlah elektron:
- Mn+2 memberikan 5 e=Mn+7 2 menunjukkan sifat-sifat zat pereduksi,
- Pb+4 mengambil 2 e=Pb+2 5 oksidator.
3. Kami mengatur koefisien dalam reaksi awal, pastikan untuk menjumlahkan semua nitrogen yang tersedia di sisi kiri persamaan asli:
- 2Mn(NO3)2 + 6HNO3 + 5PbO 2 =2HMnO4 + 5Pb(TIDAK3)2 + 2H 2O.
Reaksi ini tidak menunjukkan sifat pereduksi nitrogen.
Reaksi redoks kedua dengan nitrogen:
Zn + asam sulfat + HNO3=ZnSO4 + NO+…
- Zn0 give away 2 e=Zn+23 akan menjadi restorer,
N+5menerima 3 e=N+2 2 adalah pengoksidasi.
Atur koefisien dalam reaksi yang diberikan:
3Zn + 3H2SO4 + 2HNO3 =3ZnSO 4 + 2NO + 4H2O.
Pentingnya reaksi redoks
Reaksi reduksi yang paling terkenal adalah fotosintesis, yang merupakan karakteristik tumbuhan. Bagaimana sifat restoratif berubah? Proses yang terjadi di biosfer, mengarah pada peningkatan energi dengan bantuan sumber eksternal. Energi inilah yang digunakan manusia untuk kebutuhannya. Di antara contoh reaksi oksidatif dan reduksi yang terkait dengan unsur kimia, transformasi senyawa nitrogen, karbon, dan oksigen sangat penting. Berkat fotosintesis, atmosfer bumi memiliki komposisi yang diperlukan untuk perkembangan organisme hidup. Berkat fotosintesis, jumlah karbon dioksida di cangkang udara tidak meningkat, permukaan bumi tidak terlalu panas. Tanaman tidak hanya berkembang dengan bantuan reaksi redoks, tetapi juga membentuk zat seperti oksigen dan glukosa yang diperlukan bagi manusia. Tanpa reaksi kimia ini, siklus penuh zat di alam tidak mungkin terjadi, begitu juga dengan keberadaan kehidupan organik.
Aplikasi praktis RIA
Untuk menjaga permukaan logam, perlu diketahui bahwa logam aktif memiliki sifat restoratif, sehingga Anda dapat menutupi permukaan dengan lapisan elemen yang lebih aktif, sekaligus memperlambat proses korosi kimia. Karena adanya sifat redoks, air minum dimurnikan dan didesinfeksi. Tidak ada masalah yang dapat diselesaikan tanpa menempatkan koefisien dalam persamaan dengan benar. Untuk menghindari kesalahan, penting untuk memiliki pemahaman tentang semua redoksparameter.
Perlindungan terhadap korosi kimia
Korosi adalah masalah khusus bagi kehidupan dan aktivitas manusia. Sebagai hasil dari transformasi kimia ini, penghancuran logam terjadi, bagian-bagian mobil, peralatan mesin kehilangan karakteristik operasionalnya. Untuk memperbaiki masalah seperti itu, pelindung tapak digunakan, logam dilapisi dengan lapisan pernis atau cat, dan paduan anti-korosi digunakan. Misalnya, permukaan besi ditutupi dengan lapisan logam aktif - aluminium.
Kesimpulan
Berbagai reaksi pemulihan terjadi di tubuh manusia, memastikan fungsi normal sistem pencernaan. Proses kehidupan dasar seperti fermentasi, pembusukan, respirasi juga terkait dengan sifat restoratif. Semua makhluk hidup di planet kita memiliki kemampuan yang sama. Tanpa reaksi dengan pengembalian dan penerimaan elektron, penambangan, produksi industri amonia, alkali, dan asam tidak mungkin dilakukan. Dalam kimia analitik, semua metode analisis volumetrik didasarkan pada proses redoks. Perjuangan melawan fenomena yang tidak menyenangkan seperti korosi kimia juga didasarkan pada pengetahuan tentang proses ini.
