551253
столько раз учителя, ученики и родители
посетили сайт «Инфоурок»
за прошедшие 24 часа
+Добавить материал
и получить бесплатное
свидетельство о публикации
в СМИ №ФС77-60625 от 20.01.2015
Дистанционные курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации для педагогов

Дистанционные курсы для педагогов - курсы профессиональной переподготовки от 5.520 руб.;
- курсы повышения квалификации от 1.200 руб.
Престижные документы для аттестации

ВЫБРАТЬ КУРС СО СКИДКОЙ ДО 70%

ВНИМАНИЕ: Скидка действует ТОЛЬКО сейчас!

(Лицензия на осуществление образовательной деятельности № 5201 выдана ООО "Инфоурок")

ИнфоурокХимияДругие методич. материалыОкислительно-восстановительные реакции в органической химии.

Окислительно-восстановительные реакции в органической химии.

библиотека
материалов
Скачать материал целиком можно бесплатно по ссылке внизу страницы.

Нечитайлов С.Б.


Окислительно-восстановительные реакции в органической химии.

Методы подбора коэффициентов.



В школьном курсе неорганической химии разделы, посвященные окислительно-восстановительным реакциям, занимают значительное место, однако в курсе органической химии на этот вопрос обращено недостаточно внимания. Как следствие, затруднения при составлении уравнений окислительно-восстановительных реакций и не понимание процесса расстановки коэффициентов реакции.

К формальным признакам разделения всех химических реакций на типы, можно руководствоваться подходом определения изменения степени окисления атомов. В одном случае реакции протекают без изменения степени окисления, в другом с изменением. В первом случае, степень окисления каждого из атомов до и после реакции осталась без изменения. Ко второму типу относятся реакции, идущие с изменением степени окисления атомов реагирующих веществ. Например:

2KCl+5O3-1 = 2KCl-1 + 3O20

В данной реакции атомы хлора и кислорода изменяют степень окисления.

Реакции, протекающие с изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ, называются окислительно-восстановительными реакциями(ОВР) .

При этом происходят два взаимно противоположных процесса: окисление и восстановление.

Окислением называется процесс отдачи атомом, молекулой или ионом электронов, степени окисления при этом повышаются. Восстановлением называется процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом, степень окисления при этом понижается. Атомы, молекулы или ионы, отдающие электроны, называются восстановителями. Во время реакции они окисляются. Атомы, молекулы или ионы, присоединяющие электроны, называются окислителями. Во время реакции они восстанавливаются.

Окисление всегда сопровождается восстановлением; восстановление всегда связано с окислением.

Поэтому окислительно-восстановительные реакции представляют собой единство двух противоположных процессов – окисления и восстановления. В этих реакциях число электронов, отдаваемых восстановителем, равно числу электронов, присоединяемых окислителем. При этом независимо от того, переходят ли электроны с одного атома на другой полностью или лишь частично оттягиваются к одному из атомов, условно говорят только об отдаче и присоединения электронов.

Окислительно-восстановительные реакции органических веществ – важнейшее свойство, объединяющее классы этих веществ. Склонность органических соединений к окислению связывают с наличием кратных связей, функциональных групп, атомов водорода при атоме углерода, содержащем функциональную группу.

В рамках школьной программы применяются два метода составления уравнений ОВР – метод электронного баланса и метод полуреакций.

Метод электронного баланса. В этом методе сравнивают степени окисления атомов в исходных и конечных веществах, руководствуясь правилом: число электронов, отданных восстановителем, должно равняться числу электронов, присоединенных окислителем.

Метод полуреакций, или ионно-электронный метод. Как показывает само название, этот метод основан на составлении ионных уравнений для процесса окисления и процесса восстановления с последующим суммированием их в общее уравнение.

В качестве примера рассмотрим применение указанных методов на одних и тех же примерах.

Пример 1.

CH3-CH=CH2 + KMnO4 + H2O  CH3-CHOH-CH2OH + MnO2 +KOH

Метод электронного баланса.

Вычисляем степени окисления , при этом для атомов углерода определяем суммарный заряд в молекуле:

3)-6H6 + KMn +7O4 + H2O (C3)-4H8O2 + Mn +4O2 +KOH

Изменяются степени окисления у атомов углерода и марганца (KMnO4 – окислитель, CH3-CH=CH2 – восстановитель).

Составляем уравнения процессов окисления и восстановления, рассматривая все атомы углерода как единую группировку, и записываем суммарное уравнение электронного баланса:

(3C)-6 – 2e- = (3C)-4 3 окисление

Mn+7 + 3e- = Mn+4  2 восстановление

3(3C)-6 + 2Mn+7 = 3(3C)-4 + 2Mn+4

Переносим коэффициенты из уравнения электронного баланса в молекулярное уравнение и уравниваем число всех атомов:

3CH3-CH=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O  3CH3-CHOH-CH2OH + 2MnO2 +2KOH

Метод полуреакций.

Создаем схему реакции восстановления окислителя:

MnO4- +……………… MnO2 +…………..

В процессе восстановления окислитель отдает два атома кислорода, для связывания которых, мы вводим в левую часть схемы молекулы воды. Результатом этого процесса будет появление в правой части гидроксид-ионов.

MnO4- + H2O……………… MnO2 + OH-…………..

Подводим материальный баланс:

MnO4- + 2H2O……………… MnO2 + 4OH-…………..

Уравниваем заряды, для этого в левую часть уравнения необходимо добавить три электрона:

MnO4- + 2H2O + 3e- = MnO2 + 4OH-

Создаем аналогичную полуреакцию окисления восстановителя:

C3H6 +……………. C3H8O2 + …………..

Недостающие атомы водорода и кислорода возьмем из молекул воды:

C3H6 + H2O……………. C3H8O2 + H+

C3H6 + 2H2O……………. C3H8O2 + 2H+

После выравнивания зарядов (отнимаем два электрона) левой и правой части получаем окончательное уравнение процесса окисления:

C3H6 + 2H2O – 2e- = C3H8O2 + 2H+

В окончательном виде электронно-ионный баланс будет выглядеть следующим образом:

MnO4- + 2H2O + 3e- = MnO2 + 4OH- |2

C3H6 + 2H2O – 2e- = C3H8O2 + 2H+ |3

Суммируем оба уравнения:

2MnO4- + 4H2O +3C3H6 + 6H2O  2MnO2 + 8OH- + 3C3H8O2 + 6H+

2MnO4- +3C3H6 +4H2O  2MnO2 + 3C3H8O2 + 2OH-

Найденные коэффициенты можно переносить в уравнение реакции.

Пример 2.

C2H5OH + KMnO4 → CH3-COOK + MnO2 + KOH + H2O

Метод электронного баланса.

(2C)-4 -4e- → (2C)0 | 3 окисление

Mn+7 +3e-Mn+4 | 4 восстановление


3C2H5OH + 4KMnO4 = 3CH3-COOK + 4MnO2 + KOH + 4H2O


Метод полуреакций.

MnO- + 2H2O + 3e-MnO2 + 4OH- | 4 восстановление

C2H6O + H2O – 4e-C2H3O2- + 5H+ | 3 окисление

Суммарное уравнение:

4MnO- + 8H2O + 3C2H6O + 3H2O → 4MnO2 + 16 OH- + 3C2H3O2- + 15H+

4MnO- + 3C2H6O → 4MnO2 + 3C2H3O2- + 4H2O + OH-

Итоговое уравнение:

3C2H5OH + 4KMnO4 = 3CH3-COOK + 4MnO2 + KOH + 4H2O


Литература:

  1. Хомченко Г.П. Пособие по химии для поступающих в вузы. – 4-е изд., испр. и доп. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2015. – 480 с.: ил.

  2. Дупал А.Я., Баберкина Е.П., Подхалюзина Н.Я., Соловьев С.Н. Химия. Пособие для абитуриентов. – 6-е изд., доп. – РХТУ им. Д.И. Менделеева. – М., 2007. -208 с.

  3. Кудрявцев А.А. Составление химических уравнений: Учеб. Пособие для высш. техн. учеб. заведений. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1991. – 320 с.: ил.

  4. Мешкова О.В. ЕГЭ.Химия.Пошаговая подготовка. – М.: Эксмо, 2015. – 272 с.

Общая информация

Номер материала: ДБ-394438

Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Химия окружающей среды»
Курс профессиональной переподготовки «Химия: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс «Мерчендайзинг»
Курс повышения квалификации «Нанотехнологии и наноматериалы в биологии. Нанобиотехнологическая продукция»
Курс профессиональной переподготовки «Клиническая психология: организация реабилитационной работы в социальной сфере»
Курс повышения квалификации «Управление финансами: как уйти от банкротства»
Курс повышения квалификации «Экономика: инструменты контроллинга»
Курс повышения квалификации «Особенности подготовки к сдаче ОГЭ по химии в условиях реализации ФГОС ООО»
Курс профессиональной переподготовки «Биология и химия: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс повышения квалификации «Основы менеджмента в туризме»
Курс повышения квалификации «Современные образовательные технологии в преподавании химии с учетом ФГОС»
Курс профессиональной переподготовки «Техническая диагностика и контроль технического состояния автотранспортных средств»
Курс профессиональной переподготовки «Теория и методика музейного дела и Охраны исторических памятников»
Курс профессиональной переподготовки «Техническое сопровождение технологических процессов переработки нефти и газа»
Курс профессиональной переподготовки «Организация системы учета и мониторинга обращения с отходами производства и потребления»

Благодарность за вклад в развитие крупнейшей онлайн-библиотеки методических разработок для учителей

Опубликуйте минимум 3 материала, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную благодарность

Сертификат о создании сайта

Добавьте минимум пять материалов, чтобы получить сертификат о создании сайта

Грамота за использование ИКТ в работе педагога

Опубликуйте минимум 10 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Свидетельство о представлении обобщённого педагогического опыта на Всероссийском уровне

Опубликуйте минимум 15 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данное cвидетельство

Грамота за высокий профессионализм, проявленный в процессе создания и развития собственного учительского сайта в рамках проекта "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 20 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Грамота за активное участие в работе над повышением качества образования совместно с проектом "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 25 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Почётная грамота за научно-просветительскую и образовательную деятельность в рамках проекта "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 40 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную почётную грамоту

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Онлайн-конференция Идет регистрация