Контрольная работа: Окислительно-восстановительные реакции органических веществ
Валентные электроны для циркония – d-электроны предвнешнего и s-электроны внешнего электронного уровней.
Электронные и электронно-графические формулы элементов составлялись с учетом принципа Паули, правила Хунда и правила Клечковского.
87. Чем объясняется последовательное изменение окислительной способности свободных галогенов и восстановительной способности галогенид-ионов от фтора к йоду? Приведите примеры иллюстрирующих реакций.
Решение:
В ряду галогенов F2 - Cl2 - Br2 - I2 химическая активность и окислительная способность галогенов уменьшается, в связи с увеличением радиуса и уменьшением первого потенциала ионизации. Это можно проследить на примере реакции взаимодействия галогенов с водородом. Фтор взаимодействует с водородом с взрывом, выделяя при этом большое количество энергии. Хлор при обычных условиях очень медленно взаимодействует с водородом, но на прямом солнечном свету или при нагревании реакция идет также с взрывом. Реакция водорода и хлора протекает по цепному механизму, поэтому для нее необходимо инициирование (нагревание или освещение). Взаимодействие брома и йода с водородом происходит лишь при нагревании. Йод с водородом реагирует не полностью, т.к. йодоводород, образующийся при этом легко разлагается и равновесие сильно смещено в сторону исходных продуктов: Н2 + I2 <=> 2НI
| Свойства галогенов | F2 | Cl2 | Br2 | I2 |
| Радиус, нм | 0,072 | 0,099 | 0,114 | 0,133 |
| Первый потенциал ионизации кДж/моль (атомов) | 1682 | 1255 | 1142 | 1008 |
| Сродство к электрону, кДж/моль | 332,7 | 348,7 | 325 | 290 |
| Относительная электроотрицательность (по Полингу) | 4,0 | 3,01 | 2,8 | 2,6 |
Химическая активность галогенов от фтора к йоду уменьшается. Поэтому более активный галоген (имеющий наиболее высокое значение элетроотрицательности) вытесняет менее активный галоген из его соединений с металлами. Так, фтор вытесняет все другие галогены из их галогенидов, хлор – бром и иод, а бром – только иод:
2NаBr + С12 = 2NаС1 + Br2
2NаI + С12 = 2NаС1 + I2
2КI + Br2 = 2КBr + I2
2КBr + I2 ≠
Галогеноводородные кислоты (кроме HF) могут проявлять восстановительные свойства. Так как сродство к электрону (СЭ) в ряду галогенид-ионов уменьшается от Cl2 к I2 , то восстановительные свойства в ряду HCl ‒ HBr – HI увеличиваются:
HCl + H2SO4 (конц. ) ≠
2НBr + H2 SO4 (конц.) = Br2 + SО2 + 2H2 O
8НI + H2 SO4 (конц.) = 4I2 + H2 S + 4H2 O
В связи с усилением восстановительных свойств галогеноводородов от НС1 к HI падает устойчивость водных растворов галогеноводородных кислот к воздействию кислорода воздуха. При хранении на воздухе концентрированных растворов иодоводорода происходит его окисление:
4HI + О2 = I2 + 2Н2 О
При этом раствор иодоводородной кислоты постепенно буреет:
HI + I2 = Н[I3 ]
Более медленно протекает аналогичный процесс и водном растворе НBr
Задания
Подберите коэффициенты в схемах окислительно-восстановительных реакций. Укажите окислитель и восстановитель.
112. Реакции № 12, 37, 62
Решение:
№12:
2Mn(NO3 )2 + 5NaBiO3 + 16HNO3 = 2HMnO4 + 5Bi(NO3 )3 + 5NaNO3 + 7H2 O
Восстановитель: Mn(NO3 )2
Окислитель:NaBiO3
| Окисление: | Mn2+ + 4H2 O ‒ 5e- → MnO4 - + 8H+ | 2 |
| Восстановление: | BiO3 - + 6H+ + 2e- → Bi3+ + 3H2 O | 5 |
2Mn2+ + 8H2 O + 5BiO3 - + 30H+ → 2MnO4 - + 16H+ + 5Bi3+ + 15H2 O 2Mn2+ + 5BiO3 - + 14H+ → 2MnO4 - + 5Bi3+ + 7H2 O | ||
№37:
3HNO2 = HNO3 + 2NO + H2 O