9 класс Тема: «Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса» | План-конспект урока по химии (9, 11 класс):

Учитель И.А. Романова

МБОУ СОШ №3 ст. Павловской                                                                                                      

9 класс

Тема: «Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса»

Цели:

образовательные: закрепить умение определять степени окисления, окислительно-восстановительные свойства веществ, отработать  умение  составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса;

воспитательные: воспитание познавательной активности, формирование умения преодолевать трудности в учебном процессе;

развивающие: формирование умения применять теоретические знания для решения практических заданий, развитие внимания, памяти, логического мышления.

  1. План  урока:

№ п/п

Этап урока

Время (мин)

1

Организационный момент

2

2

Оъявление темы и постановка целей урока.

3

3

Домашнее задание

2

4

Проверка домашнего задания

7

5

Новая тема

10

6

Закрепление

12

7

Рефлексия

2

8

Подведение итогов урока

2

II.Ход урока

  1. Организационный момент
  2. Оъявление темы и постановка целей урока.
  3. Домашнее задание §3, зад № 1, с. 16.
  4. Проверка домашнего задания

«Мозговой штурм» — вспомнить ключевые термины, которые используются в теме «Окислительно-восстановительные реакции». Учащиеся называют их, а учитель записывает их на доске:

— степень окисления;

— минимальная степень окисления;

— высшая степень окисления;

— окислительно-восстановительные реакции;

— окислитель;

— восстановитель;

— окисление;

— восстановление.

Каждое из этих определений проговаривается учащимися.

Упражнение «Химическая муха». Учитель словами «вверх», «вниз», «влево», «вправо» передвигает внимание учащихся по игровому полю. Остановившись на определенной клетке, учащиеся должны расставить степени окисления, указать окислителем или восстановителем будет являться данное вещество в окислительно-восстановительных реакциях.

I вариант — записывает в тетрадь первый столбик веществ с указанием их роли в ОВР.

II вариант —  записывает в тетрадь второй  столбик веществ с указанием их роли в ОВР.

  1. Новая тема. Метод электронного баланса
  1. Вспомнить алгоритм действий при составлении ОВР методом электронного баланса (учащиеся просматривают «шпаргалку»)
  2. Проговорить порядок действий при составлении ОВР методом электронного баланса (один учащийся называет один шаг).
  3. Отметить главный принцип электронного баланса – приведение в баланс, то есть уравнять число отданных и присоединенных электронов.
  4. Учитель записывает пример на доске (каждое действие пишется только после правильного произнесения этого действия учащимися).

4Al + 3O2→2Al2O3

2Al0 — 6е →2Al+3          4            2              ок — ние,  Al0  — в — тель

O20 + 4е → 2O-2         6            3       в- ние, O02 – ок — тель

  1. Закрепление. Учащиеся работают у доски.

2SO2 + O2→2SO3

 S+4 — 2е →S+6                   4            2              ок — ние,  S0+4 — в — тель

O20 + 4е → 2O-2         2            1       в — ние, O02 – ок — тель

2Na + 2h3O →2NaOH + h3↑

2H+1 + 2е → h30        1        в — ние, H+1  – ок — тель

Na0 — 1е → Na+1        2        ок — ние,  Na0  — в – тель

Работа по карточкам:

для уверенных в себе – задания № 7, 8, 9.

для сомневающихся — задания № 4, 5, 6.

  1. Рефлексия. Мы с вами сегодня на уроке выполнили большой объем работы. Поднимите, пожалуйста, руку те, кому было комфортно и уютно на уроке, кто остался доволен своей работой. Спасибо. А теперь те, у кого что-то не получалось, и поэтому часть работы придется сделать дома. Спасибо.
  2. Подведение итогов урока.  Мы изучили  очень важный  вопрос — метод электронного баланса, который будет вам верным помощником при составлении уравнений химических реакций в неорганической  и органической химии.

Спасибо за урок.

Приложение

«Шпаргалка»

Степень окисления  (СО) — это условный заряд, который приобрели бы атомы в результате полного перехода электронов.

СО простых веществ и свободных атомов = 0, например О20, Н20, Р0, Na0

В сложных веществах:

СО (Н) = +1, исключения – гидриды металлов Na+1H-1, Ca+2H-1

CO (F) = -1

СО (О) = -2, исключения  О+2F2-1, пероксиды Н2+1О2-1

СО (Ме IА) = +1

СО (Ме IIА) = +2

СО (Ме IIIА) = +3

        Минимальная СО  (низшая) (№ группы – 8) « — »

        только для атомов неМе

        

СО         промежуточная         СО

        Максимальная СО (высшая) (№ группы) « + »

        для атомов неМе и Ме

ОВР (окислительно-восстановительные реакции) – реакции, протекающие с изменением СО атомов, входящих в состав реагирующих веществ

ВОССТАНОВЛЕНИЕ – процесс присоединения электронов

2H+1 + 2е → h30

S+6 + 2е → S+4

ОКИСЛЕНИЕ —  процесс отдачи электронов

Na0 – 1е →Na+1

S-2 – 8е →S+6

ОКИСЛИТЕЛИ – частицы, которые присоединяют электроны

К ним относятся: F0,  Oo,  соединения, в состав которых входят атомы в высшей степени окисления

По периоду слева направо ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ  свойства увеличиваются,

по группе сверху вниз — уменьшаются

ВОССТАНОВИТЕЛИ — частицы, которые отдают  электроны

К ним относятся: металлы в свободном состоянии, чаще всего Н, соединения, в состав которых входят атомы в низшей  степени окисления

По периоду слева направо ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ   свойства уменьшаются ,

по группе сверху вниз — увеличиваются

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНУЮ ДВОЙСТВЕННОСТЬ  проявляют вещества, которые в своем составе содержат атомы в промежуточной степени окисления

Примеры:

N-3h4+1 – восстановитель за счет атома азота в минимальной степени окисления

h3 +1S+6O4-2 – окислитель за счет атомов водорода и серы в высшей степени окисления

S0 – обладает ОВД за счет атома серы в промежуточной степени окисления

МЕТОД ЭЛЕКТРОННОГО БАЛАНСА

Алгоритм составления уравнений ОВР методом электронного баланса

  1. Составить схему реакции.
  2. Расставить СО.
  3. Выписать атомы, которые поменяли СО:

— если простое вещество, писать полностью О20, Н20,

— если в  сложном веществе атомов больше, чем два, писать один

  1. Уравнять число выписанных атомов.
  2. Показать переход электронов

    —  если СО повышается, электроны отнимаем,

    — если СО понижается, электроны прибавляем

  1. Находим дополнительные множители.
  2. Определяем процессы и названия частиц.
  3. Переносим дополнительные множители в основное уравнение*.

*если атом с данной СО встречается в уравнении несколько раз, коэффициент перед ним может отличаться от найденного методом электронного баланса (его уравнивают позже)

Уравниваем атомы, не изменившие СО в следующем порядке:

 — металлы

— кислотные остатки

— неметаллы

— водород

— кислород

Например:

N20 + 3h30→ 2N-3h4+1

N02 + 6е →2N-3      2    1               в — ние, N02 – ок — тель

h30 — 2е → 2H+1    6    3        ок — ние,  h30  — в — тель

Zn0 + 2H+1Cl -1→Zn+2Cl2 -1 + h30

2H+1 + 2е → h30       2          1        в — ние, H+1  – ок — тель

Zn0 — 2е → Zn+2        2          1        ок — ние,  Zn0  — в – тель

Карточка для самостоятельной работы

Составить уравнения ОВР методом электронного баланса

  1. O2 + CO→CO2
  2. Ch5→C + h3
  3. Fe2O3+ CO→FeO + CO2
  4. Al + CuCl2→AlCl3 + Cu
  5. Ca + O2→CaO
  6. h3SO4 + Mg→Mg SO4 + h3
  7. SiO2 + C→CO + Si
  8. C + HNO3→ CO2+ NO + h3O
  9. Si + HNO3 + HF→SiF4 + NO + h3O
  10.  SO2 + Cl2 + h3O→ h3SO4 +HCl

Окислительно-восстановительные реакции

В учебниках, написанных авторским коллективом МГУ имени М. В. Ломоносова [1, 2], развитие представлений об окислительно-восстановительных реакциях включает несколько этапов.

На начальном этапе у обучающихся формируется фундаментальное понятие «степень окисления» как условный заряд на атоме в молекуле или кристалле, вычисленный из предположения, что все ковалентные полярные связи имеют ионный характер [1]. Здесь важно подчеркнуть условность этого понятия, но в то же время его универсальность, так как его можно применить к соединениям всех классов независимо от вида химических связей. Авторы УМК вводят новое понятие

«степень окисления» в сопоставлении с уже известным обучающимся понятием «валентность». Содержание материала и предлагаемые задания позволяют школьникам уже на первом этапе осознанно применять понятия «заряд иона», «степень окисления», «валентность». Так как в большинстве соединений, с которыми обучающиеся встречаются в курсе неорганической химии, абсолютные

значения степени окисления и валентности равны, у многих школьников создаётся представление об их полной идентичности. На формирование умения различать эти понятия, усвоение порядка действия при определении степеней окисления, осознанное применение полученных знаний направлены предлагаемые ниже задания.

  • Изобразите структурные формулы следующих молекул: О2, h3O, OF2, h3O2. Определите валентности и степени окисления кислорода в этих молекулах [1].
  • Основываясь на положении элемента в Периодической системе, обоснуйте расстановку степеней окисления в формулах веществ [2].

В ходе следующего этапа вычленяется важнейший признак ОВР — изменение степени окисления элементов. На основе его раскрывается содержание основных понятий и даются определения. Любая ОВР представлена как совокупность двух взаимосвязанных процессов (полуреакций). Таким образом

формируется представление об окислении как процессе потери электронов, сопровождающемся увеличением степени окисления, и восстановлении как процессе присоединения электронов, сопровождающемся уменьшением степени окисления. Данное суждение визуализировано цветными схемами и фотографиями рассматриваемых процессов [2].

Учитель может дополнить предложенные схемы терминами «восстановленная форма окислителя» и «окисленная форма восстановителя».

Химия в таблицах. 8–11 классы. Справочное пособие

Пособие содержит справочные материалы школьного курса химии в компактной форме таблиц и схем. Для удобства пользователя приведён предметный указатель. Предназначено для школьников 8-11 классов, абитуриентов, а также может быть полезно учителям химии.

Купить
С целью более наглядного представления процессов окисления и восстановления можно использовать так называемые оси степеней окисления, на которых обучающиеся на примере реакции оксида железа(III) с угарным газом отмечают направление изменения степеней окисления и подписывают все формы:

В итоге у школьников формируется устойчивое понятие о том, что восстановитель в ходе реакции окисляется, а окислитель — восстанавливается.

На этом же этапе для расстановки коэффициентов в уравнениях ОВР рассматривается метод электронного баланса, в основе которого лежит правило: число электронов, отданных восстановителем, равно числу электронов, приобретённых окислителем. Целесообразно организовать работу обучающихся с опорой на таблицу, в которой указана последовательность действий [2]. Предложенные авторами разнообразные задания позволяют закрепить навыки расстановки коэффициентов методом электронного баланса как в простых схемах реакций, так и в более сложных, а также развивать умение преобразовывать словесную информацию о химических явлениях в язык символов и знаков, что является одним из требований к планируемым результатам освоения учебного предмета «Химия».

Следующий этап — совершенствование умений составления уравнений окислительно-восстановительных реакций, определения степеней окисления, решения проблемных задач. На примере взаимодействия металлов с растворами солей углубляется понятие о том, что при протекании ОВР происходит перенос электронов от восстановителя к окислителю, поэтому их можно использовать для создания электрического тока. А как это сделать? Обучающиеся приходят к выводу, что надо разделить в пространстве процессы окисления и восстановления. Ставится эксперимент по получению гальванического элемента, осуществляется межпредметная связь с физикой.

Основное внимание следует обратить на изучение электрохимического ряда напряжений, характеризующего восстановительную способность металлов в водных растворах. Зная положение металла в электрохимическом ряду напряжений, обучающиеся могут предсказать протекание той или иной реакции с его участием. Глубокому пониманию сущности окислительно-восстановительных реакций и развитию химического мышления способствуют следующие задания.

  • Некоторый металл вступает в реакцию с раствором нитрата серебра, но не реагирует с разбавленной серной кислотой. Какой это металл? [2].
  • Определите металлы, которые: а) вытесняют и медь, и железо из водных растворов их солей; б) вытесняют медь, но не вытесняют железо из водных растворов их солей; в) не вытесняют ни медь, ни железо.

Химия. 9 класс. Рабочая тетрадь (С тестовыми заданиями ЕГЭ)

Предлагаемая тетрадь — часть учебного комплекса к учебнику О. С. Габриеляна «Химия. 9 класс». Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту основного общего образования. Также тетрадь может использоваться с учебником, соответствующим Федеральному компоненту государственного образовательного стандарта. Помимо тетради в состав УМК входят электронное приложение к учебнику, методическое пособие и рабочая программа. Бесплатный доступ к электронному приложению и рабочей программе можно получить на сайте www.drofa.ru. Специальными знаками отмечены задания, направленные на формирование метапредметных умений (планировать деятельность, выделять различные признаки, сравнивать, классифицировать, устанавливать причинно-следственные связи, преобразовывать информацию и др.) и личностных качеств учеников. Купить
Переходя к рассмотрению процесса электролиза, обучающиеся продолжают знакомиться с практической значимостью окислительно-восстановительных реакций, совершенствовать навыки составления уравнений реакций.
  • Для диагностики желудочно-кишечных кровотечений лаборатории необходим хром, который получают электролизом расплава хлорида хрома(III). Дополните рисунок, указав названия электродов, названия процессов, протекающих на них, а также формулы частиц, движущихся к электродам [3].

Развитие представлений об ОВР продолжается при изучении химии элементов. Рассматривается зависимость окислительно-восстановительных свойств элементов от строения атома: металлы обладают только восстановительными свойствами, неметаллы в отличие от металлов могут быть окислителями и восстановителями. Обучающиеся приходят к выводу о способности элементов в низшей степени окисления повышать её, отдавая электроны и проявляя при этом свойства восстановителей, а в высшей — понижать её, принимая электроны и проявляя свойства окислителей.

Применить знания для объяснения свойств как простых веществ, так и соединений элементов обучающиеся могут при выполнении предложенных заданий.

  • Если через иодную настойку пропустить ток сероводорода, бурая окраска исчезает, а раствор становится мутным. Объясните это явление [2].
  • Напишите уравнения реакций, иллюстрирующие схему:

N0>N+2>N+4>N+5>N+5>N

+3 [3].

При изучении химических свойств неорганических веществ полезно использовать оси степеней окисления, представленные в приложениях «Характерные степени окисления некоторых элементов» и «Важнейшие окислители и восстановители» [2].

Рассматривая свойства концентрированной серной кислоты и азотной кислоты любой концентрации, школьники осваивают способы деятельности по определению продуктов ОВР, составлению уравнений и подбору коэффициентов.

Таким образом, в процессе изучения курса химии основной школы средствами данного УМК формируется достаточно полное представление об окислительно-восстановительных процессах и их важнейшей роли как в живой природе, так и на производстве и в технике. Обучающиеся усваивают важнейшие понятия, приобретают умения составлять уравнения ОВР и объяснять причины их протекания.

Химия в формулах.8-11кл. Справ.пособие

Справочное пособие в краткой форме знакомит с основными понятиями и законами химии, с формулами и химическими уравнениями, охватывающими все разделы школьного курса химии. Книга предназначена для школьников 8-11 классов, абитуриентов, а также может быть полезна учителям химии.

Купить

В. И. Махонина

СОШ № 66, Пенза

О. Ю. Симонова

Гимназия № 42, Пенза

Урок химии 9 класс «Окислительно-восстановительные реакции» / Открытый урок

Урок 4

                                    План урока

1. Проверка Д/З

2. Самостоятельная работа:  «Генетические цепочки»(15 минут)

3. Вспомнить, что такое степень окисления и как определяется степень окисления Х Э в простых и сложных веществах.

4. Реакции окислительно- восстановительные и не окислительно- восстановительные.

2. Самостоятельная работа:  «Генетические цепочки»(15 минут)

1. Вариант 

2. Вариант 

3.
а) Простые вещества  H2  Cl2  O2 имеют связь ковалентную неполярную и степень окисления  атомов химических элементов  равную нулю.

0H-H0     0Cl-Cl0      0O=O0  т.к. здесь не происходит смещения электронов от одногл атома к другому.

Вывод: В простых веществах степень окисления  химических элементов равна нулю.

б) В сложных веществах химическая связь ковалентная полярная или ионная. В обоих случаях происходит сдвиг электронов к наиболее электроотрицательному атому

+HCl        + H-2OH+

или полное смещение электронов от атома одного химического элемента (металла) к атому другого химического элемента( неметалла)

                                                        Na+Cl      Cu+2 I2

Труднее считать степени окисления Х.Э в более сложных веществах, например

 

                                                        +2 Сu +6S |O4-2    

                                                             +8        -8

 

Правило: Суммарный алгебраический заряд всех атомов в молекуле должен быть равен нулю, молекула электронейтральна.

Упражнение: Расставьте степени окисления  в формулах веществ

N2,  N2O3, HNO3

4. Реакции окислительно-восстановительные и не окислительно-восстановительные.

Химические реакции, в результате которых происходит изменение степеней окисления атомов химических элементов или ионов, образующих реагирующие вещества, называют окислительно-восстановительными реакциями.

Окисление- процесс отдачи электронов атомами, ионами или молекулами.
Восстановление— процесс принятия электронов атомами, ионами или молекулами

Окислитель («плохой») – принимает электроны. 
Восстановитель («хороший») – отдает электроны.            

Пример: Расставьте степени окисления и определи, какая из реакций окислительно- восстановительная. Укажите окислитель и восстановитель.

а) NaOH + HClNaCl + H2O       б) Fe + HCl FeCl3 + H2

Упражнения: Хомченко 10.40,10.41

Метод электронного баланса

Урок 2.

1. Практическое решение уравнений ОВР  методом электронного баланса.

 

Ход урока

 

Суть метода электронного баланса заключается в том, что количество электронов, отданных восстановителем должно быть равно количеству электронов, принятых окислителем.

 

Дано уравнение уравняйте его методом электронного баланса. Определите окислитель и восстановитель

 

                         H2S+ HNO3 → H2SO4+ NO+ H2O

1. Расставляем степени окисления

                         

                        +H2S-2+ +H +5NO-23+H2 +6SO-24+ +2NO-2+ +H2O-2

 

2. Определим химические элементы, которые изменили свою степень окисления

 

                        +H2S-2+ +H +5NO-23+H2 +6SO-24+ +2NO-2+ +H2O-2

3. Запишем уравнение электронного баланса

  восстановитель         S-2    -8е     +6S

  окислитель                      +5N   +3е  +2N

 

   Для определения окислителя т восстановителя используйте схему:      

               восстановитель (процесс окисления)

    ———————-

    -4…..-3…..-2…0…+1….+2….+3….+4

         ————————

                 окислитель ( процесс восстановления)

4.Количество отданных электронов равно количеству принятых, поэтому уравниваем число отданных и принятых электронов.

  восстановитель         S-2   -8е     +6S      |  3

  окислитель                      +5N   +3е    +2N    |  8

 

5.Подставим коэффициенты в уравнение

3H2S+8HNO33H2SO4+ 8NO+ H2O

6.Подравняем остальные коэффициенты

3H2S+8 HNO3 → 3H2SO4+ 8NO+ 4H2O

7. Проверяем, правильно ли расставили коэффициенты. Для этого складываем количество атомов кислорода в правой и левой части уравнения и оно должно сойтись

3H2S+8 HNO3 → 3H2SO4+ 8NO+4 H2O

24 атома 12+8+4=24атома 

Д/З Хомченко10.43,10.44,10.47.

Самостоятельная работа «Окислительно-восстановительные реакции» — химия, уроки

Вариант 1

Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции, схема которой:

 

 

Определите окислитель и восстановитель.

 

 

Вариант 2

Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

Вариант 3

Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

 

Вариант 4

Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

 

Вариант 5

Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

 

Вариант  6

Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

 

Вариант  7

Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

 

 

 

 

Вариант 8

Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

 

Вариант 9

Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

 

 

Вариант 10

Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те уравнение реакции:

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель.

 

 

 

Вариант 11

Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

 

 

Вариант 12

Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те коэффициенты в урав­не­нии реакции, схема которой

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

 

 

Вариант 13

Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант14

Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

 

Вариант 15

Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

Вариант 16

Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

Вариант17

Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

 

Вариант 18

Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

Вариант19

Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

 

Вариант 20

Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

 

 

Вариант 21

Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

 

Вариант 22

Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

 

Вариант 23

Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

Вариант 24

Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

 

Вариант 25

Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

 

Вариант 26

Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 27

Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель

 

 

 

Вариант 28

Используя метод элек­трон­но­го баланса, рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии реакции, схема которой

 

 

 

Вариант 29

Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель.

 

 

 

 

Вариант 30

Используя метод элек­трон­но­го баланса, со­ставь­те урав­не­ние ре­ак­ции по схеме:

 

 

Определите окис­ли­тель и восстановитель.

 

 

Задачи к разделу Окислительно-восстановительные реакции

В данном разделе собраны задачи по теме Окислительно-восстановительные реакции. Приведены примеры задач на составление уравнений реакций, нахождение окислительно-восстановительного потенциал, и константы равновесия ОВР и другие.

Задача 1. Какие соединения и простые вещества могут проявлять только окислительные свойства? Выберите такие вещества из предложенного перечня: NH3, CO, SO2, K2MnO4, Сl2, HNO2. Составьте уравнение электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции:

HNO3 + H2S = H2SO4 + NO + H2O.

Показать решение »

Решение.

Простые вещества, атомы которых не могут отдать электрон, а могут только присоединить его в реакциях являются только окислителями. Из простых веществ только окислителем может быть фтор F2, атомы которого имеют наивысшую электроотрицательность. В сложных соединениях – если атом, входящий в состав этого соединения (и меняющий степень окисления) находится в своей наивысшей степени окисления, то данное соединение будет обладать только окислительными свойствами.

Из предложенного списка соединений, нет веществ, которые обладали бы только окислительными свойствами, т.к. все они находятся в промежуточной степени окисления.

Наиболее сильный окислитель из них – Cl2, но в реакциях с более электроотрицательными атомами будет проявлять восстановительные свойства.

N-3H3, C+2O, S+4O2, K2Mn+6O4, Сl02, HN+3O2

HNO3 + H2S = H2SO4 + NO + H2O.

Составим электронные уравнения:

N+5 +3e = N+2         | 8        окислитель

S-2 — 8e = S+6         | 3        восстановитель

Сложим два уравнения

8N+5 +3S-2 = 8N+2 + 3S+6

Подставим коэффициенты в молекулярное уравнение:

8HNO3 +3H2S = 3H2SO4 + 8NO + 4H2O.

Задача 2. Почему азотистая кислота может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства? Составьте уравнения реакций HNO2: а) с бромной водой; б) с HI; в) с KMnO4. Какую функцию выполняет азотистая кислота в этих реакциях?

Показать решение »

Решение.

HN+3O2 — Степень окисления азота в азотистой кислоте равна +3 (промежуточная степень окисления). Азот в этой степени окисления может как принимать, так и отдавать электроны, т.е. может являться как окислителем, так восстановителем.

а) HNO2 + Br2 + H2O = 2HBr + HNO3

N+3 – 2 e = N+5            | 1        восстановитель

Br20 + 2 e = 2Br       | 1        окислитель   

N+3 + Br= N+5 + 2Br

б) HNO2 + 2HI = I2 + 2NO + 2H2O

N+3 + e = N+2                | 1         окислитель

2I  — 2 e = I2            | 1        восстановитель

N+3 + 2I—  = N+2 + I

в) 5HNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5HNO3 + K2SO4 + 3H2O

N+3 – 2 e = N+5              | 5        восстановитель

Mn+7 + 5 e = Mn+2       | 2        окислитель

5N+3 + 2Mn+7 = 5N+5 + 2Mn+2

Задача 3. Определите степени окисления всех компонентов, входящих в состав следующих соединений: HСl, Cl2, HClO2 , HClO3 , Cl2O7 . Какие из веществ являются только окислителями, только восстановителями, и окислителями и восстановителями? Расставьте коэффициенты в уравнении реакции:

КСlO3 → КС1 + КСlO4.

Укажите окислитель и восстановитель.

Показать решение »

Решение.

Хлор может проявлять степени окисления от -1 до +7.

Соединения, содержащие хлор в его высшей степени окисления, могут быть только окислителями, т.е. могут только принимать электроны.

Соединения, содержащие хлор в его низшей степени окисления, могут быть только восстановителями, т.е. могут только отдавать электроны.

Соединения, содержащие хлор в его промежуточной степени окисления, могут быть как восстановителями, так и окислителями, т.е. могут отдавать, так и принимать электроны.

H+1Сl-1, Cl02, H+1Cl+3O2-2 , H+1Cl+5O3-2 , Cl2+7O7-2

Таким образом, в данном ряду

Только окислитель — Cl2O7

Только восстановитель – HСl

Могут быть как окислителем, так и восстановителем — Cl2, HClO2 , HClO3

КСlO3 → КС1 + КСlO4.

Составим электронные уравнения

Cl+5 +6e = Cl—                  | 2 | 1   окислитель

Cl+5 -2e = Cl+7            | 6 | 3   восстановитель

Расставим коэффициенты

4Cl+5 = Cl+ 3Cl+7

4КСlO3 → КС1 + 3КСlO4.

Задача 4. Какие из приведенных реакций являются внутримолекулярными? Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Укажите восстановитель, окислитель.

а) KNO3 = KNO2 + O2;

б) Mq+ N2 = Mq3N2;

в) KClO3  = KCl + O2.

Показать решение »

Решение.

В реакциях внутримолекулярного окисления-восстановления перемещение электронов происходит внутри одного соединения, т.е. и окислитель и восстановитель входят в состав одного и того же сложного вещества (молекулы)

а) 2KNO3 = 2KNO2 + O2внутримолекулярная ОВР

N+5 +2e = N+3               | 2        окислитель

2O-2 -4e = O20           | 1        восстановитель

2N+5 + 2O-2 = 2N+3 + O20

б) 3Mq + N2 = Mq3N2межмолекулярная ОВР

N2 +6e = 2N-3             | 2 | 1   окислитель

Mg0 -2e = Mg+2         | 6 | 3   восстановитель

N2 + 3Mg0 = 2N-3 + 3Mg+2

в) 2KClO = 2KCl + 3O2внутримолекулярная ОВР

Cl+5 +6e = Cl—                 | 4 | 2   окислитель

2O-2 -4e = O20            | 6 | 3   восстановитель

2Cl+5+ 6O-2 = 2Cl + 3O20

Задача 5. Какие  ОВР относятся к реакциям диспропорционирования? Расставьте коэффициенты в реакциях:

а) Cl2 + KOH = KCl + KClO3 + H2O;

б) KClO3 = KCl + KClO4 .

Показать решение »

Решение.

В реакциях диспропорционирования окислителем и восстановителем являются атомы одного и того же элемента в одинаковой степени окисления (обязательно промежуточной). В результате образуются новые соединения, в которых атомы этого элемента обладают различной степенью окисления.

а) 3Cl2 + 6KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2O;

Cl20 +2e = 2Cl—              | 10| 5  окислитель

Cl20 -10e = 2Cl+5          | 2 | 1   восстановитель

5Cl20 + Cl20 = 10Cl+ 2Cl+5

3Cl20 = 5Cl+ Cl+5

б) 4KClO3 = KCl + 3KClO4

Cl+5 +6e = Cl—                 | 2 | 1   окислитель

Cl+5 -2e = Cl+7              | 6 | 3   восстановитель

4Cl+5 = Cl+ 3Cl+7

Задача 6. Составьте электронные уравнения и подберите коэффициенты ионно-электронным методом в реакции

KMnO4 + KNO2 + H2SO4 = K2SO4 + MnSO4 + KNO3 + H2O

Показать решение »

Решение.

Составим полуреакции:

MnO4 + 8H+ +5e = Mn2+ + 4H2O             | 2        окислитель

NO2 + H2O — 2e= NO3 + 2H+              | 5        восстановитель

Сложим две полуреакции, умножив каждую на соответствующий коэффициент:

2MnO4 + 16H+ + 5NO2+ 5H2O = 2Mn2+ + 8H2O + 5NO3 + 10H+

После сокращения идентичных членов, получаем ионное уравнение:

2MnO4 + 6H+ + 5NO2 = 2Mn2+ + 3H2O + 5NO3

Подставим коэффициенты в молекулярное уравнение и уравняем его правую и левую части:

2KMnO4 + 5KNO2 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 5KNO3 + 3H2O

Задача 7. Определите методом электронного баланса коэффициенты в уравнениях окислительно-восстановительных реакций:

Zn + HNO3 = Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O

Zn + H2SO4(конц) = ZnSO4 + SO2 + H2O

Показать решение »

Решение.

4Zn + 10HNO3 = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

Составим электронные уравнения

Zn0 – 2 e = Zn2+          | 8 | 4 |          восстановитель

N+5 + 8 e = N3-              | 2 | 1 |           окислитель

4Zn0 + N+5 = 4Zn2+ + N3- 

Zn + 2H2SO4(конц) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O

Составим электронные уравнения

Zn0 – 2 e = Zn2+          | 2 | 1            восстановитель

S+6 + 2 e = S+4                | 2 | 1           окислитель

Zn0 + S+6 =  Zn2+ + S+4

Задача 8. Можно ли в качестве окислителя в кислой среде использовать K2Cr2O7 в следующих процессах при стандартных условиях:

а) 2F -2e = F2, E0 = 2,85 В

б) 2Сl -2e = Cl2, E0 = 1,36 В

в) 2Br -2e = Br2, E0 = 1,06 В

г) 2I -2e = I2, E0 = 0,54 В

Стандартный окислительно-восстановительный потенциал системы

Cr2O72- + 14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O равен E0 =1,33 В

Показать решение »

Решение.

Для определения возможности протекания ОВР в прямом направлении необходимо найти ЭДС гальванического элемента:

ЭДС = Е0ок — Е0восст

Если найденная величина ЭДС > 0, то данная реакция возможна.

Итак, определим, можно ли K2Cr2O7 использовать в качестве окислителя в следующих гальванических элементах:

F2|F || Cr2O72-|Cr3+                  E = 1,33 – 2,85 = -1,52 В

Cl2|Cl || Cr2O72-|Cr3+               E = 1,33 – 1,36 = -0,03 В

Br2|Br || Cr2O72-|Cr3+              E = 1,33 – 1,06 = +0,27 В

I2|I || Cr2O72-|Cr3+                    E = 1,33 – 0,54 = +0,79 В

Таким образом, в качестве окислителя дихромат калия можно использовать только для процессов:

2Br -2e = Br2 и 2I -2e = I

Задача 9. Вычислите окислительно-восстановительный потенциал для системы

MnO4 + 8H+ +5e = Mn2+ + 4H2O

Если С(MnO4)=10-5 М, С(Mn2+)=10-2 М, С(H+)=0,2 М.

Показать решение »

Решение.

Окислительно-восстановительный потенциал рассчитывают по уравнению Нернста:

E = + (0,059/n)lg(Cок/Cвос)

В приведенной системе в окисленной форме находятся MnO4и H+, а в восстановленной форме — Mn2+, поэтому:

E = 1,51 + (0,059/5)lg(10-5*0,2/10-2) = 1,46 В

Задача 10. Рассчитайте для стандартных условий константу равновесия окислительно-восстановительной реакции:

2KMnO4 + 5HBr + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5HBrO + K2SO4 + 3H2O

Показать решение »

Решение.

Константа равновесия K окислительно-восстановительной реакции связана с окислительно-восстановительными потенциалами соотношением:

lgK = (E10 -E20 )n/0,059

Определим, какие ионы в данной реакции являются окислителем и восстановителем:

MnO4 + 8H+ +5e = Mn2+ + 4H2O       | 2        окислитель

Br + H2O — 2e= HBrO + H+               | 5        восстановитель

Общее число электронов, принимающих участие в ОВР n = 10

E10 (окислителя) = 1,51 В

E20 (восстановителя) = 1,33 В

Подставим данные в соотношение для К:

lgK = (1,51 — 1,33 )10/0,059

lgK = 30,51

K = 3,22*1030

Примеры ОВР с ответами приведены также в разделе тест Окислительно-восстановительные реакции

100 ballov.kz образовательный портал для подготовки к ЕНТ и КТА

В 2021 году казахстанские школьники будут сдавать по-новому Единое национальное тестирование. Помимо того, что главный школьный экзамен будет проходить электронно, выпускникам предоставят возможность испытать свою удачу дважды. Корреспондент zakon.kz побеседовал с вице-министром образования и науки Мирасом Дауленовым и узнал, к чему готовиться будущим абитуриентам.

— О переводе ЕНТ на электронный формат говорилось не раз. И вот, с 2021 года тестирование начнут проводить по-новому. Мирас Мухтарович, расскажите, как это будет?

— По содержанию все остается по-прежнему, но меняется формат. Если раньше школьник садился за парту и ему выдавали бумажный вариант книжки и лист ответа, то теперь тест будут сдавать за компьютером в электронном формате. У каждого выпускника будет свое место, огороженное оргстеклом.

Зарегистрироваться можно будет электронно на сайте Национального центра тестирования. Но, удобство в том, что школьник сам сможет выбрать дату, время и место сдачи тестирования.

Кроме того, в этом году ЕНТ для претендующих на грант будет длиться три месяца, и в течение 100 дней сдать его можно будет два раза.

— Расскажите поподробнее?

— В марте пройдет тестирование для желающих поступить на платной основе, а для претендующих на грант мы ввели новые правила. Школьник, чтобы поступить на грант, по желанию может сдать ЕНТ два раза в апреле, мае или в июне, а наилучший результат отправить на конкурс. Но есть ограничение — два раза в один день сдавать тест нельзя. К примеру, если ты сдал ЕНТ в апреле, то потом повторно можно пересдать его через несколько дней или в мае, июне. Мы рекомендуем все-таки брать небольшой перерыв, чтобы еще лучше подготовиться. Но в любом случае это выбор школьника.

— Система оценивания останется прежней?

— Количество предметов остается прежним — три обязательных предмета и два на выбор. Если в бумажном формате закрашенный вариант ответа уже нельзя было исправить, то в электронном формате школьник сможет вернуться к вопросу и поменять ответ, но до того, как завершил тест.

Самое главное — результаты теста можно будет получить сразу же после нажатия кнопки «завершить тестирование». Раньше уходило очень много времени на проверку ответов, дети и родители переживали, ждали вечера, чтобы узнать результат. Сейчас мы все автоматизировали и набранное количество баллов будет выведено на экран сразу же после завершения тестирования.
Максимальное количество баллов остается прежним — 140.

— А апелляция?

— Если сдающий не будет согласен с какими-то вопросами, посчитает их некорректными, то он сразу же на месте сможет подать заявку на апелляцию. Не нужно будет ждать следующего дня, идти в центр тестирования, вуз или школу, все это будет электронно.

— С учетом того, что школьникам не придется вручную закрашивать листы ответов, будет ли изменено время сдачи тестирования?

— Мы решили оставить прежнее время — 240 минут. Но теперь, как вы отметили, школьникам не нужно будет тратить час на то, чтобы правильно закрасить лист ответов, они спокойно смогут использовать это время на решение задач.

— Не секрет, что в некоторых селах и отдаленных населенных пунктах не хватает компьютеров. Как сельские школьники будут сдавать ЕНТ по новому формату?

— Задача в том, чтобы правильно выбрать время и дату тестирования. Центры тестирования есть во всех регионах, в Нур-Султане, Алматы и Шымкенте их несколько. Школьники, проживающие в отдаленных населенных пунктах, как и раньше смогут приехать в город, где есть эти центры, и сдать тестирование.

— На сколько процентов будет обновлена база вопросов?

— База вопросов ежегодно обновляется как минимум на 30%. В этом году мы добавили контекстные задания, то что школьники всегда просили. Мы уделили большое внимание истории Казахстана и всемирной истории — исключили практически все даты. Для нас главное не зазубривание дат, а понимание значения исторических событий. Но по каждому предмету будут контекстные вопросы.

— По вашему мнению система справится с возможными хакерскими атаками, взломами?

— Информационная безопасность — это первостепенный и приоритетный вопрос. Центральный аппарат всей системы находится в Нур-Султане. Связь с региональными центрами сдачи ЕНТ проводится по закрытому VPN-каналу. Коды правильных ответов только в Национальном центре тестирования.

Кроме того, дополнительно через ГТС КНБ (Государственная техническая служба) все тесты проходят проверку на предмет возможного вмешательства. Здесь все не просто, это специальные защищенные каналы связи.

— А что с санитарными требованиями? Нужно ли будет школьникам сдавать ПЦР-тест перед ЕНТ?

— ПЦР-тест сдавать не нужно будет. Требование по маскам будет. При необходимости Центр национального тестирования будет выдавать маски школьникам во время сдачи ЕНТ. И, конечно же, будем измерять температуру. Социальная дистанция будет соблюдаться в каждой аудитории.

— Сколько человек будет сидеть в одной аудитории?

— Участники ЕНТ не за семь дней будут сдавать тестирование, как это было раньше, а в течение трех месяцев. Поэтому по заполняемости аудитории вопросов не будет.

— Будут ли ужесточены требования по дисциплине, запрещенным предметам?

— Мы уделяем большое внимание академической честности. На входе в центры тестирования, как и в предыдущие годы, будут стоять металлоискатели. Перечень запрещенных предметов остается прежним — телефоны, шпаргалки и прочее. Но, помимо фронтальной камеры, которая будет транслировать происходящее в аудитории, над каждым столом будет установлена еще одна камера. Она же будет использоваться в качестве идентификации школьника — как Face ID. Сел, зарегистрировался и приступил к заданиям. Мы применеям систему прокторинга.

Понятно, что каждое движение абитуриента нам будет видно. Если во время сдачи ЕНТ обнаружим, что сдающий использовал телефон или шпаргалку, то тестирование автоматически будет прекращено, система отключится.

— А наблюдатели будут присутствовать во время сдачи тестирования?

— Когда в бумажном формате проводили ЕНТ, мы привлекали очень много дежурных. В одной аудитории было по 3-4 человека. При электронной сдаче такого не будет, максимум один наблюдатель, потому что все будет видно по камерам.

— По вашим наблюдениям школьники стали меньше использовать запрещенные предметы, к примеру, пользоваться телефонами?

— Практика показывает, что школьники стали ответственнее относиться к ЕНТ. Если в 2019 году на 120 тыс. школьников мы изъяли 120 тыс. запрещенных предметов, по сути у каждого сдающего был телефон. То в прошлом году мы на 120 тыс. школьников обнаружили всего 2,5 тыс. телефонов, и у всех были аннулированы результаты.

Напомню, что в 2020 году мы также начали использовать систему искусственного интеллекта. Это анализ видеозаписей, который проводится после тестирования. Так, в прошлом году 100 абитуриентов лишились грантов за то, что во время сдачи ЕНТ использовали запрещенные предметы.

— Сколько средств выделено на проведение ЕНТ в этом году?

Если раньше на ЕНТ требовалось 1,5 млрд тенге из-за распечатки книжек и листов ответов, то сейчас расходы значительно сокращены за счет перехода на электронный формат. Они будут, но несущественные.

— Все-таки почему именно в 2021 году было принято решение проводить ЕНТ в электронном формате. Это как-то связано с пандемией?

— Это не связано с пандемией. Просто нужно переходить на качественно новый уровень. Мы апробировали данный формат на педагогах школ, вы знаете, что они сдают квалификационный тест, на магистрантах, так почему бы не использовать этот же формат при сдаче ЕНТ. Тем более, что это удобно, и для школьников теперь будет много плюсов.

§ 7. Окислительно-восстановительные реакции — гдз по химии для 9 класса О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов, С.А. Сладков

Параграф №7, вопрос №1

Условие:

Укажите схемы уравнений окислительно-восстановительных реакций. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса. Укажите окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления для выбранных вами уравнений.

Решение:

б) 2K + 2h3O ⟶ 2KOH + h3 2H+ + 2ē ⟶ h30       1 окислитель (восстановление) K0 — 1ē ⟶ K+          2 восстановитель (окисление) г) Cu + 2AgNO3 ⟶ Cu(NO3)2 + 2Ag Ag+ + 1ē ⟶ Ag0       2 окислитель (восстановление) Cu0 — 2ē ⟶ Cu+2    1 восстановитель (окисление)  

Советы:

Элемент отдающий электроны восстановитель

Параграф №7, вопрос №2

Условие:

Определите, в каких схемах имеет место процесс окисления, в каких – восстановления. Укажите число отданных и принятых электронов

Решение:

а) 2H+1 + 2ē ⟶ h30 – восстановление б) P0 — 5ē ⟶ P+5 – окисление в) S-2 — 6ē ⟶ S+4 – окисление г) Cr+6 + 3ē ⟶ Cr+3 – восстановление д) N-3 + 5ē ⟶ N+2 – восстановление e) Fe+3+ 1ē ⟶ Fe+2 – восстановлениеж) 2Cl-1 — 2ē ⟶ Cl20 – окисление  

Советы:

Отдача электронов процесс окисления

Параграф №7, вопрос №3

Условие:

Используя метод электронного баланса, составьте уравнения реакций, соответствующие следующим схемам превращений:

Решение:

а) 3CuO + 2Nh4 ⟶ 3Cu + N2 + 3h3O Cu+2 + 2ē ⟶ Cu0     2            3      окислитель (восстановление)                                              62N-3 — 6ē ⟶ N20     6             1     восстановитель (окисление) б) 4HCl + MnO2 ⟶ MnCl2 + Cl2 + 2h3O Mn+4 + 2ē ⟶ Mn+2  2            1         окислитель (восстановление)                                               2                                     2Cl- — 2ē ⟶ Cl20      2             1        восстановитель (окисление) в) Si + 2NaOH + h3O ⟶ Na2SiO3 +2 h3 2H+ + 2ē ⟶ h30      2                2        окислитель (восстановление)                                              4Si0 — 4ē ⟶ Si+4       4                 1       восстановитель (окисление) г) 3Cu + 8HNO3 ⟶ 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4h3ON+5+ 3ē ⟶ N+2        3                2         окислитель (восстановление)                                                 6  Cu0 — 2ē ⟶ Cu+2    2                3          восстановитель (окисление)  

Советы:

Коэффициенты, полученные в результате составления электронного баланса, являются начальными, и могут меняться в процессе уравнивания

Параграф №7, вопрос №4

Условие:

Укажите коэффициент перед формулой восстановителя в уравнении окислительно-восстановительной реакции, схема которой:

Решение:

4Nh4 + 3O2 ⟶ 2N2 + 6h3O O20 + 4ē ⟶ 2O-2          4            3     окислитель                                                    122N-3 — 6ē ⟶ N20           6              2    восстановитель  

Советы:

Если в уравнении меняются степени окисления, обязательно один атом будет отдавать электроны, а другой принимать.

Параграф №7 вопрос №5

Условие:

Укажите, в какой из реакций сера выполняет роль восстановителя, а в какой – окислителя:
Составьте уравнения реакций, используя метод электронного баланса.

Решение:

а) 3S + 2Al ⟶ Al2S3 S0 + 2ē ⟶ S-2            3 окислитель (восстановление)                                   6Al0 — 3ē ⟶ Al+3          2 восстановитель (окисление) б) S + 4HNO3 ⟶ SO2 + 4NO2 + 2h3O N+5 + 1ē ⟶ N+4             4 окислитель (восстановление)                                   4S0 — 4ē ⟶ S+4                1 восстановитель (окисление)  

Советы:

Восстановитель всегда окисляется

Параграф №7, вопрос №6

Условие:

Укажите формулы веществ, которые в химических реакциях могут быть только окислителями, только восстановителями, а также проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства:

Решение:

Проявляют только окислительные свойства:  F2; HNO3. Проявляют только восстановительные свойства:  Ca. Проявляют как окислительные, так и восстановительные свойства:  P;  SO2. 

Советы:

На свойства веществ влияет строение атома.

Балансировка окислительно-восстановительных реакций — Учебный материал для IIT JEE

Вопрос 1

Уравновесить уравнение:

KMnO 4 + H 2 SO 4 + FeSO 4 → K 2 SO 4 + MnSO 4 + Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O

Решение:

Mn +7 → Mn +2 ; Fe +2 → Fe 2 +3

Mn +7 + 5e → Mn +2 (1) 2; 2Fe +2 → Fe 2 +3 + 2e (2) 5

2Mn +7 + 10e → 2Mn +2 ; 10Fe 2 +2 → 5Fe 2 +3 + 10e .

Следовательно, коэффициент KMnO 4 равен 2, коэффициент MnSO 4 равен 2, коэффициент FeSO 4 равен 10 и коэффициент Fe 2 (SO 4 ) равен 5.

Следовательно, 2KMnO 4 + 10FeSO 4 → 2MnSO 4 + 5Fe 2 (SO 4 ) 3

Коэффициент K 2 SO 4 должен быть 1.

2KMnO 4 + 10 FeSO 4 → K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5Fe 2 (SO 4 ) 3

Чтобы сбалансировать SO 4 2- так, чтобы левая сторона имела 8H 2 SO 4 , таким образом, H 2 O также становится 8H 2 O.

2KMnO 4 + 10 FeSO 4 + 8H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + 2Mn (SO 4 ) + 5Fe 2 (SO 4 ) 3 + 8H 2 O

______________________________________________

Вопрос 2:

Уравновесить уравнение:

MnO 4 + C 2 O 4 2– + H + → CO 2 + Mn +2 + H 2 O

Решение:

Mn +7 → Mn +2 ; С 2 → С +4

5e + Mn +7 → Mn +2 (1) ´2;

C 2 → 2C +4 + 2e (2) ´5

10e + 2Mn +7 → 2Mn +2 ; 5C 2 → 10C +4 + 10e

Следовательно, 2MnO 4 + 5C 2 O 4 -2 → 10CO 2 + 2Mn +2

Справа должно быть 8H 2 O.Следовательно, должно быть 10H + , чтобы сбалансировать H.

.

2MnO 4 + 5C 2 O 4 -2 + 16H + → 10CO 2 + 2Mn +2 + 8H 2 O

Написание сбалансированных химических уравнений | Хорошая наука

Цель обучения

В этом уроке мы узнаем, как писать химические уравнения таким образом, чтобы это отражало Закон сохранения массы.

Результаты обучения

По окончании этого урока вы сможете:

  • Определите закон сохранения массы.
  • Объясните, как закон сохранения массы применяется к химическим реакциям.
  • Напишите вычисленное химическое уравнение.

Щелкните изображения, чтобы просмотреть рабочий лист этого урока и Рабочую тетрадь по химии за 9 год (PDF-версия и версия для печати)



Сохранение массы

  • Закон сохранения массы гласит, что во время физических или химических изменений материя не создается и не разрушается.
  • Следовательно, для химических реакций:
  • Общее количество атомов каждого типа одинаково до и после того, как реакция произошла.
  • Общая масса продуктов будет равна общей массе реагентов.
  • Другими словами, хотя химические реакции включают образование новых веществ, они не включают образование новых атомов.
  • Единственная разница между реагентами и продуктами заключается в том, как атомы расположены в результате разрыва и образования химических связей.


Для любой химической реакции масса реагентов равна массе продуктов.



Написание химических уравнений

  • К настоящему времени мы научились двум способам написания химических уравнений для представления реагентов и продуктов химической реакции:
  • Словесные уравнения, показывающие химические названия всех реагентов и продуктов.
  • Например: углерод + кислород → диоксид углерода
  • Формульные уравнения, показывающие химические формулы всех реагентов и продуктов.
  • Например: C + O 2 → CO 2
  • Часто формульное уравнение не показывает равное количество атомов каждого типа по обе стороны уравнения.
  • Рассмотрим следующее уравнение реакции между азотом и водородом с образованием аммиака:


  • Левая часть уравнения (реагенты) показывает 2 атома азота, тогда как правая часть уравнения (продукт) показывает 1 атом азота.
  • Аналогично, левая часть уравнения показывает 2 атома водорода, тогда как правая часть уравнения показывает 3 атома водорода.
  • Когда формульное уравнение показывает неравное количество атомов по обе стороны уравнения, уравнение считается несбалансированным.
  • Уравнение не демонстрирует сохранения массы.
  • Чтобы продемонстрировать сохранение массы за счет равного количества атомов по обе стороны уравнения, уравнение необходимо сбалансировать.



Уравновешивание химических уравнений

  • Когда вы впервые узнаете, как уравновесить химические уравнения, может быть полезно нарисовать диаграммы реагентов и продуктов.
  • Например, указанная выше реакция между азотом и водородом может быть проиллюстрирована следующей диаграммой:


  • Мы также можем создать подсчет, чтобы показать общее количество атомов каждого типа для обеих сторон уравнения:
Тип атома Число атомов в реагентах Количество атомов в продуктах
N 2 1
H 2 3
  • Если уравнение формулы неуравновешено при первом написании, это означает, что реагенты и продукты не существуют в равных соотношениях.
  • Например, в приведенной выше реакции одна молекула азота не соединяется с одной молекулой водорода с образованием одной молекулы аммиака.
  • Следовательно, нам необходимо определить правильное соотношение для всех реагентов и продуктов, которое приведет к равному количеству атомов каждого типа в обеих частях уравнения.
  • Уравновешивая химическое уравнение, работайте с атомами одного типа за раз.
  • Давайте уравновесим вышеприведенное уравнение, сначала уравновесив количество атомов азота.
  • Мы будем использовать диаграммы и счетчики, чтобы нам помочь.
  • Единственный способ уравнять количество атомов в обеих частях уравнения — это добавить больше молекул реагента или продукта.
  • Например, в приведенном выше уравнении мы не можем просто добавить 1 атом азота к продуктам, чтобы сбалансировать количество атомов азота.
  • Единственный способ увеличить количество атомов азота в правой части, это добавить еще одну молекулу аммиака:


  • Теперь наша диаграмма показывает 2 атома азота по обе стороны уравнения.
  • Давайте обновим счет:
Тип атома Число атомов в реагентах Количество атомов в продуктах
N 2 2
H 2 6
  • Теперь мы сбалансировали количество атомов азота, но количество атомов водорода остается несбалансированным. У нас 2 атома водорода слева и 6 справа.
  • Единственный способ увеличить количество атомов водорода слева — это добавить молекулы водорода. Чтобы всего было 6 атомов водорода, нам нужно 3 молекулы водорода, поэтому нам нужно добавить еще 2:


  • Теперь наша диаграмма показывает 6 атомов водорода по обе стороны уравнения.
  • Давайте обновим счет:
Тип атома Число атомов в реагентах Количество атомов в продуктах
N 2 2
H 6 6
  • Теперь мы сбалансировали количество атомов азота и количество атомов водорода.
  • Последний шаг — переписать уравнение формулы так, чтобы оно соответствовало нашей диаграмме.
  • Мы делаем это, добавляя числа, называемые коэффициентами, перед химическими формулами реагентов и продуктов, которые имеют более одной копии.
  • Итак, нам нужно добавить «3» перед H 2 , чтобы представить 3 молекулы водорода, и «2» перед NH 3 , чтобы представить 2 молекулы аммиака.
  • Мы не добавляем «1» перед N 2 для обозначения 1 молекулы азота (точно так же, как у нас нет нижнего индекса 1 рядом с N в аммиаке для обозначения 1 атома азота).
  • Следовательно, наше уравнение баланса:




Советы по уравновешиванию химических уравнений

  • Когда вы впервые учитесь уравновешивать химические уравнения, пользуйтесь диаграммами и счетами.
  • Настраивайте только один тип атома за раз.
  • Помните, что коэффициенты изменяют итоги для всех атомов в веществе, а не только для атома, который вы пытаетесь сбалансировать.
  • Если уравнение содержит элементы, оставьте их до последнего при настройке коэффициентов.Это потому, что их можно регулировать, не влияя на подсчеты других атомов.
  • Уравновесить уравнение можно, только поместив коэффициенты перед веществами. Никогда не изменяйте нижние индексы, входящие в химическую формулу.
  • Например, вы не можете изменить H 2 O на H 2 O 2 , это должно быть записано как 2 H 2 O, если вы хотите удвоить количество атомов кислорода.
  • Ставьте только целые числа (2, 3, 4 и т. Д.) Перед химическими формулами.Если вы обнаружите, что для уравновешивания уравнения требуется дробь, умножьте все коэффициенты на наименьшее число, необходимое для преобразования дроби в целое число.
  • Многоатомные группы, такие как NO 3 и SO 4 , часто остаются вместе в реакциях. Если это так, рассматривайте их как одну группу в сумме, а не как отдельные атомы — это упростит процесс.
  • Убедитесь, что коэффициенты являются наименьшими возможными числами.
  • Например, 4 H 2 + 2 O 2 → 4 H 2 O может быть упрощено до 2 H 2 + O 2 → 2 H 2 O.

Если ваше уравнение содержит элемент, балансируйте его в последнюю очередь.



Резюме

  • Закон сохранения массы гласит, что материя не создается и не уничтожается.
  • Чтобы отразить сохранение массы в химической реакции, химические уравнения должны быть сбалансированы.
  • Уравнения балансируются путем добавления коэффициентов (чисел) перед химическими формулами реагентов и продуктов.
  • Сбалансированное уравнение показывает равное количество атомов каждого типа с обеих сторон уравнения.
  • Он отражает соотношение каждого реагента и продукта, участвующих в реакции.
  • Шаги для написания вычисленного химического уравнения:
  • Напишите формулу уравнения, показывающую все реагенты и продукты.
  • Подсчитайте общее количество атомов каждого типа для обеих сторон уравнения.
  • Поместите коэффициенты перед реагентами и продуктами, пока в обеих частях уравнения не будет равное количество атомов каждого типа.



Щелкните изображения, чтобы просмотреть рабочий лист этого урока и Рабочую тетрадь по химии за 9 год (PDF-версия и версия для печати)

Домашнее задание по главе 3 по химии ответы

ОТЗЫВЫ ЭКЗАМЕНОВ И ПРОБЛЕМЫ ИЗ УЧЕБНИКА: Весенний обзорный лист 2013 г. Экзамен № 1: Обзорные заметки — Экзамен № 1 (не для 2013 г.) Обзорный лист Экзамен № 2.Обзорный лист экзамена № 3. Обзорный лист Экзамен № 4

Брошюра по Закону о правах семьи Калифорнии на испанском языке

  • Освоение химии, глава 8, ответы на ключевые ответы на викторины, экзамены, домашнее задание на доске объявлений перед идентификатором курса hs для освоения химии онлайн: Ответы на освоение химии, глава 8.. Освоение химии | pearson, эффективно вовлекайте студентов с помощью иммерсивного контента, инструментов и опыта.
  • Скачать бесплатно ответы на домашнее задание по химии, глава 3 Это также один из факторов, благодаря которым можно получить программные документы для этого домашнего задания по химии.Возможно, вам не потребуется больше времени, чтобы перейти к началу книги, так же легко, как их поиск.

Выполните контрольное задание на экзамен MasteringChemistry. Работайте над задачами и отвечайте на вопросы, желательно новые задачи из конца главы. Начните с вопросов в середине раздела, затем ближе к середине раздела, если вы правильно ответите на него. 6.) Управляйте временем и получайте помощь. Не зацикливайтесь на одной проблеме или концепции слишком долго.

Химия в лаборатории (7-е издание) Постма, Робертс, Холленберг (ISBN 978-1-4292-1954-9… Глава 3. Ответный ключ. Глава 4. Ответный ключ. Глава 5. Ключ ответа …

Ответы на различные тесты Пирсона, осваивающего химию онлайн, включает введение, учебник и тесты. Помощь в домашнем задании 100% конфиденциально. Персональная помощь не может быть заменена никаким другим методом обучения с точки зрения эффективности и результативности. ScholarOn предлагает помощь подготовленных и квалифицированных академических экспертов, чтобы сделать вас студентом 4.0 по самым доступным для студентов ценам в Интернете.

Я подумал, что буду немного умнее с моим ответом из чистой лени, и Mastering Chemistry (платформа HW для начинающих) фактически принял ответ, но дал мне обратную связь фиолетовым цветом.Я почти чувствовал, как он закатывает глаза на меня. (Отказ от ответственности: это произошло некоторое время назад, сейчас я старший, просматривал свои старые сообщения в Facebook и нашел эту жемчужину).

Экзамен и домашние задания помогают во всем, от инженерного дела до спортивной науки. … Осенний экзамен по химии A-level H532 P 1,2,3 13.06.19, октябрь 2020 г. — Обсуждение экзамена.

Рабочий лист геометрических кругов

На главную> Домашнее задание по химии. MGMT 404 ГЛАВА 3 ВОПРОСНИК Упражнение 3.28: Задачи по темам — химические формулы и молекулярная картина элементов и соединений Часть A

Заметки по курсу.Org предоставляет бесплатные заметки, схемы, словарные термины, учебные пособия, практические экзамены и многое другое, чтобы помочь старшеклассникам с домашними заданиями. Мы собрали материалы практически для каждого класса средней школы!

Перейти к главе «Экспериментальная лабораторная химия: домашнее задание» Практический тест: «Экспериментальная лабораторная химия: справочная неделя» {{:: cp.getGoalWeekForTopic (3, 20)}}

Zumdahl Textbooks Chemistry, 9th Edition Chemical Principles, 8th Edition Chemistry ( AP Edition), 10-е издание Chemistry, 10-е издание Chemistry, 7-е издание

Algebra 1: Common Core (15-е издание) Charles, Randall I.Издатель Prentice Hall ISBN 978-0-13328-114-9

Chemistry in the Laboratory (7th Ed) Postma, Roberts, Hollenberg (ISBN 978-1-4292-1954-9 Lab NotebookChapter 4 & 5 Homework Answers. 18 апреля 2017 г. ГЛАВА 4 ОСНОВНЫХ ВИДА ДАННЫХ Ответы на домашнее задание •• E4.4 Освоение химии 2 .. Загрузите и прочтите Освоение домашнего задания по химии Ответы на главу 3 Освоение домашнего задания по химии ответы на главу 3 макгроу Хилла ….

Неорганическая химия. Фотоэлектрический эффект. Осенний семестр 2020 г. .Неорганическая химия . Преподаватель: профессор Афанасиос Салифоглу. Кафедра химической инженерии, Университет Аристотеля в Салониках, Греция

Химия в лаборатории (7-е изд.) Постма, Робертс, Холленберг (ISBN 978-1-4292-1954-9 Lab Notebook

Стажировка института Брукингса

Селестрон avx вал противовеса

  • Освоение химии Глава 1 Ключ ответа Если вы занимаетесь бизнесом, вы можете постоянно планировать, что вам действительно понадобится другой человек, который отвечал бы на ваши телефонные звонки.В большинстве случаев они нанимают стойку регистрации или телефонного администратора для ответа, отслеживания и маршрутизации телефонных звонков.

    3/16/2020 Работа над законом HW Hess, позже я опубликую ссылку, чтобы решить некоторые проблемы, но посмотрите свои заметки за прошлую неделю, чтобы поработать над своим HW. Домашнее задание 13.03.2020 HW Energy and Chemical Energy Экзамен 2 SK Ответ ключевой экзамен 2 SG ключ ответа 1 экзамен 2 SG ключ ответа 2 экзамен 2 SG ключ ответа 3 экзамен 2 SG ключ ответа 4 экзамен 2 SG сдан 3/3/2020 Экзамен …

  • Глава 3.Состав веществ и растворов. Вступление; 3.1. Формула массы и концепция родинки. 3.2. Определение эмпирических и молекулярных формул. 3.3 Молярность; 3.4 Другие единицы для концентраций растворов; Глава 4. Стехиометрия химических реакций. Вступление; 4.1. Написание и балансировка химических уравнений; 4.2. Классификация химических реакций

    Cramster — еще одна доска для «помощи по химии» с практическими экзаменами, выдержками из учебников и вопросами, размещенными пользователями. Brainly Chemistry — еще один сайт для вопросов и ответов по химии. Наем репетиторов по химии. Вы можете использовать этот сайт WyzAnt для поиска местных репетиторов, просмотра профилей и квалификаций, проверки биографических данных и организации мероприятий…

Использовано 73 nova parts

  • Глава 3 Химические реакции 40 5. Сбалансируйте и назовите реагенты и продукты: (a) Fe2O3 (s) + 3 Mg (s) 3 MgO (s) + 2 Fe (s) 1. Обратите внимание на потребность как минимум в 2 атомах Fe и 3 O.

    NCERT Книги и решения, задания, образцы статей, заметки и книги для редактирования доступны для загрузки. После завершения главы для подготовки к экзамену на сессию 2020–2021 вам предлагается пройти три теста уровня 1, уровня 2 и уровня 3 и обсудить их с одноклассниками и школьным учителем для получения ответов.

Madden 21 defensive hot routes Наивысший ранг, который вы можете получить в местах размещения rocket league

Katy guru gossip64 ford falcon

дистрибьюторов товаров для дома
Масляные поставщики

Глава 8_ введение в метаболизм ответы

Как нарциссы живут в тюрьме

Карта малой азии

Получите доступ к руководству для студентов по химии, 11-е издание, решения главы 3 прямо сейчас.Наши решения написаны экспертами Chegg, поэтому вы можете быть уверены в высочайшем качестве! Введение в химию I CHE-101-DS-11 Осенний семестр Глава 3 Домашнее задание — Ответьте на ключевой вопрос 1 — Укажите закон определенных пропорций. Приведите пример, чтобы проиллюстрировать, что это означает. Элементы в определенном соединении всегда присутствуют в определенной пропорции по массе; например, в метане CH 4 12 г углерода объединяются с 4 г водорода. … Магнит Vexcode vr
Приложение Ebt ohio

Цена Ubee ubc1301

Современные песни биг-бэндов

Бесплатная пробная версия Bidsync

помощь от инженеров до занятий спортом наука…. Осенний экзамен по химии A-level H532 P 1,2,3 13.06.19, октябрь 2020 г. — Обсуждение экзамена. Наведите указатель мыши на Physics 11 — SPh4U, чтобы перейти к разделам Physics Formula Sheet Глушители Speed ​​Engineering
Тумблер Obd2

Amd a4 9120 vs intel celeron n4000

Autel ht200

Продажа домиков на реке Иллинойс

22 сентября 2013 г. · Тест с оценками 1 — Глава 1.1, 1.2, 1.3 — в среду, 18 сентября. Тест с оценками 2 — с глав с 1.4 по 1.9 — в среду, 25 сентября, с оценками, 3 — в главе 2 (все) — в среду, 9 октября — викторины с оценками 4 — в главе 3 (все) — в среду, в октябре 23 Тест с оценками 5 — Главы с 4.1 по 4.5 — Срок сдачи 30 октября Newport tennessee topix
Synaptics считыватель отпечатков пальцев wbdi не работает

Голландский пастух рядом со мной

Is jenny Doan lds

Даты базового обучения Национальной гвардии 2020

16.03.2020 Работа над законом HW Hess, я опубликую ссылку позже, чтобы решить некоторые проблемы, но посмотрите свои заметки на прошлой неделе, чтобы поработать над вашим HW.Домашнее задание 13.03.2020 HW Energy and Chemical Energy Экзамен 2 SK Ответ ключевой экзамен 2 SG ключ ответа 1 экзамен 2 SG ключ ответа 2 экзамен 2 SG ключ ответа 3 экзамен 2 SG ключ ответа 4 экзамен 2 SG сдан 3/3/2020 Экзамен … Капсулы шоколада Nespresso
Генератор домашних животных принять меня

Кнопка выхода Pyqt5

Craigslist doniphan mo

Pixel 4 Wi-Fi проблемы

Ответы 1 октября 2018 г. Сейчас 5 июля 1922 года и вскоре после этого.2. Как ни странно, он сталкивается с Джорданом Бейкером. 3. Это было самоубийство, вызванное каким-то темным делом или ситуацией. 4. Это как бог …

2017 chevy equinox v6 oil capacity Oracle net ns neexception указанный протокол ssl не поддерживается

909 go

go 910ra кран SE
счетчик Гейгера звуковой симулятор
Itunes скачать для windows

Веселая поэзия слэма

D
Блю-мерль-померанский шпиц на продажу в ПА

Lockdown macos

Arma 3 launcher

Найдите решения для домашней работы или найдите учебники.Дома. … Химия (13-е издание) Редактировать 98% (оценка 12005) для решений этой главы. Решения для главы 3. Получите решения. … Получите помощь 1: 1 от опытных преподавателей химии …
Ngk b7es иридиевый эквивалент
Ind test api 20e

Mossberg shockwave 1 extension

Adobe reader 9 pro скачать бесплатно
3

Алекса серовик facebook

AP Chemistry. Большая идея 1: атомы и элементы.1 — Молекулы и элементы 2 — Химический анализ 3 — Мол 4 — Закон Кулона 5 — Электронная конфигурация 6 — Периодичность.
Проблема с триггером колеса обозрения pdf
Kakegurui x fem reader wattpad

Сверхлегкий вертолет

Saregamapa zee telugu 2020 последний эпизод полный эпизод
Walmart цены на ликер

цены на ликер

Roobet 9408

Письмо поставщика о расторжении договора страхования
Детали безопасного замка Mosler

Текстовое поле с водяными знаками wpf

Sta437 reddit
6

Ati под руководством руководства экзаменационный банк

Как долго кто-то может оставлять свою собственность в вашем доме в Техасе

Безопасен ли bay ridge brooklyn
Rx8 nvram reset

Myeconlab test answers

БЕСПЛАТНАЯ ПЕРЕПИСКА ХИМИИ.ПЕРЕЙДИТЕ НА СЛЕДУЮЩУЮ СТРАНИЦУ. -5-ХИМИЯ. Раздел II. Время — 1 час 45 минут. 7 вопросов. ВЫ МОЖЕТЕ ИСПОЛЬЗОВАТЬ КАЛЬКУЛЯТОР ДЛЯ ЭТОГО РАЗДЕЛА. Указания. Вопросы 1–3 представляют собой длинные вопросы с бесплатными ответами, на каждый из которых требуется около 23 минут и которые оцениваются в 10 баллов.

Контроллер Xbox 360 мигает, затем выключается конвертер

Packer winrm example

Sfott yosemite beta release download

Победитель игры 600 фунтов большой питатель vp

Бесплатная загрузка PDF-файлов NCERT Solutions для класса 12 по химии Глава 3 — эксперт по электрохимии Учителя в соответствии с руководящими принципами учебников NCERT (CBSE).Все вопросы главы 3 — упражнения по электрохимии с решениями помогут вам пересмотреть полный учебный план и повысить свой балл на экзаменах.

250 миля ТВ антеннаRich bizzy tondolo mp3

Можете ли вы слушать музыку на часах Apple без Wi-Fi Продается mercedes s430 2001 года

53g vmax load data

Antonyms quiz
2

Скачать фильм terbaru 2020 lk21

Ключ статьи о поведении стада 9

Вопрос 1 Определите атомный номер?

Вопрос 2 Определить массовое число?

Вопрос 3 Определить валентность?

Вопрос 4 Что такое валентные электроны?

Вопрос 5 Что такое благородные газы?

Вопрос 6 Элемент имеет атомный номер 12.Сколько электронов присутствует в оболочке K, L, M?

Вопрос 7 Напишите распределение электронов в атоме элемента с порядковым номером 18?

Атомный номер
Число протонов в атоме элемента называется атомным номером.

Натрий
Число протонов = 11 Атомное число = 11

Углерод
Число протонов = 6 Атомное число = 6

Представляется Z.
Атомный номер элемента = Количество электронов в атоме

Массовое число
Массовое число атома обусловлено протонами и нейтронами.
Общее количество протонов и нейтронов в атоме — это его массовое число.

Массовое число = No. протонов + № нейтронов
A = P + N

Массовое число натрия 23
Массовое число углерода 12

Массовое число = атомный номер + количество нейтронов

Валентность
Внешняя электронная оболочка атома называется валентной оболочкой.
Электроны, присутствующие во внешней оболочке атома, называются валентными электронами.
Валентный электрон атома участвует в химической реакции, потому что у него больше энергии, чем у всех внутренних электронов.

Для Ex:

1) Натрий (Z = 11)
Электронная конфигурация натрия
K L M
2 8 1
Валентные электроны = 1

2) Хлор (Z = 17)
Электронная конфигурация хлора:
K L M
2 8 7
Валентные электроны = 7

3) Магний (Z = 12)
Электронная конфигурация магния:
K L M
2 8 2
Валентные электроны = 2

Название элемента Символ Атомный

Номер

Протоны Нейтроны Электронов Электронная конфигурация

К Л М Н

Водород H 1 1 0 1 1
Гелий Он 2 2 2 2 2
Литий Ли 3 3 4 3 2 1
Бериллий Be 4 4 5 4 2 2
Бор В 5 5 6 5 2 3
Углерод С 6 6 6 6 2 4
Азот N 7 7 7 7 2 5
Кислород O 8 8 8 8 2 6
фтор F 9 9 10 9 2 7
Неон Ne 10 10 10 10 2 8
Натрий Na 11 11 12 11 2 8 1
Магний мг 12 12 12 12 2 8 2
Алюминий Al 13 13 14 13 2 8 3
Кремний Si 14 14 14 14 2 8 4
фосфор P 15 15 16 15 2 8 5
сера S 16 16 16 16 2 8 6
Хлор Класс 17 17 18 17 2 8 7
Аргон Ar 18 18 22 18 2 8 8
Калий К 19 19 20 19 2 8 8 1
Кальций Ca 20 20 20 20 2 8 8 2

Объединяющая способность атома элемента образовывать химическую связь называется его валентностью .

Валентность элемента составляет
1) Равно количеству валентных электронов
2) Равно количеству электронов, необходимых для заполнения восьми электронов в валентной оболочке.

Валентность металла = № электронов валентности
валентность неметалла = 8-н. валентных электронов

Для Ex:

1) Натрий (Z = 11)
Электронная конфигурация = 2,8,1
Валентность = 1

2) Магний (Z = 2)
Электронная конфигурация = 2,8,2
Валентность = 2

3) Хлор (Z = 17)
Электронная конфигурация = 2,8,7
Валентность = 8-7 = 1

4) Кислород = 16
Электронная конфигурация = 2,8,6
Валентность = 8-6 = 2

Есть некоторые элементы, которые не сочетаются с другими элементами.Они известны как благородные газы или инертные газы .

Для Ex: 1) Гелий (Z = 2)
Электронная конфигурация = 2
Валентность = 2

2) Неон (Z = 10)
Электронная конфигурация = 2,8
Валентность = 8

3) Аргон (Z = 18)
Электронная конфигурация = 2,8,8
Валентность = 8

4) Криптон (Z = 36)
Электронная конфигурация = 2,8,18,8
Валентность = 8

Все благородные газы полностью заполнили внешние оболочки.
1) Атомы, имеющие 8 электронов на внешней оболочке, очень стабильны и химически неактивны.

2) Электроны в самой внешней оболочке стабильны только тогда, когда атом имеет только одну оболочку, k, оболочку.

Атомы объединяются друг с другом, чтобы достичь расположения электронов инертного газа и стать более стабильными.

Атом может получить конфигурацию инертного газа следующим образом:
1) Потеря одного или нескольких электронов (валентный электрон = 1,2,3)
2) Получение одного или нескольких электронов (валентный электрон = 5,6,7)
3) Совместное использование одного или нескольких электронов (валентные электроны = 4)

Презентация «Фосфор» Презентация к уроку химии (9 класс) по теме.Презентация минеральных удобрений Фосфорные удобрения презентация по химии

1 слайд

2 слайд

содержание Введение ……………………………………………………………………………. История развития фосфора ……………………………………………………… … Природные соединения и производство фосфора ………………………………… … Химические свойства …………………………………………………………… Аллотропные изменения …………………………………………………………… … а) белый ……………………………………………………………………… .. б) красный ……………………………… ……… …………………… в) черный ………………………………………………………………………….Оксиды фосфора ………………………………………………………………… Ортофосфорная кислота …………………………………………………… …… … Ортофосфаты ……………………………………………………………………. Фосфор в организме человека ………………………………………………… .. Соответствует …………………………………………………………… …………………. Фосфорные удобрения ………………………………………………………… .. Заключение …………………………………………………………… ………………. 1. Ценность фосфора ……………………………………………………………… .. 2. Использование фосфора ……………………………… …………… ………………… Библиография ……………………………………………… ..

3 слайд

Введение: Пятая группа Периодической таблицы включает два типичных элемента — азот и фосфор — и подгруппы мышьяка и ванадия.Между первым и вторым типовыми элементами есть существенная разница в свойствах. В состоянии простых веществ азот — это газ, а фосфор — твердое вещество. Эти два вещества получили широкий спектр применения, хотя, когда азот впервые был выделен из воздуха, он считался вредным газом, и на продаже фосфора можно было заработать много денег (фосфор ценился за его способность светиться в воздухе). тьма).

4 слайд

История открытия фосфора По иронии судьбы фосфор открывали несколько раз.И каждый раз они получали это от … мочи. Есть упоминания о том, что арабский алхимик Альхильд Бехил (XII век) открыл фосфор путем перегонки мочи, смешанной с глиной, известью и углем. Однако датой открытия фосфора является 1669 год. Гамбургский алхимик-любитель Хеннинг Бранд, разорившийся торговец, мечтавший улучшить свои дела с помощью алхимии, обрабатывал самые разные продукты. Предполагая, что физиологические продукты могут содержать «изначальную материю», которая считалась основой философского камня, Бранд заинтересовался человеческой мочой.Он собрал около тонны мочи из солдатских казарм и сварил ее до образования сиропообразной жидкости. Он снова перегонял эту жидкость и получил тяжелое красное «масло мочи», которое перегоняли с образованием твердого остатка. Нагревая последний без доступа воздуха, он заметил образование белого дыма, который оседал на стенках сосуда и ярко светился в темноте. Бренд назвал полученное им вещество фосфором, что в переводе с греческого означает «светоносец». В течение нескольких лет «рецепт» фосфора хранился в строжайшем секрете и был известен лишь нескольким алхимикам.В третий раз фосфор был открыт Р. Бойлем в 1680 году. В несколько измененном виде в 18 веке применялся и древний метод получения фосфора: смесь мочи с оксидом свинца (PbO), поваренной солью (NaCl). , поташ (K2CO3) и уголь (C) подвергали нагреванию. Только к 1777 году К.В. Шееле начал метод получения фосфора из рогов и костей животных.

5 слайд

Природные соединения и производство фосфора По содержанию в земной коре фосфор опережает азот, серу и хлор.В отличие от азота, фосфор из-за своей высокой химической активности встречается в природе только в виде соединений. Важнейшими минералами фосфора являются апатит Ca5 (PO4) 3X (X — фтор, реже хлор и гидроксильная группа) и фосфорит, основу которого составляет Ca3 (PO4) 2. Крупнейшее месторождение апатита находится на Кольском полуострове, в г. Хибинские горы. Месторождения фосфоритов расположены в горах Каратау, в Московской, Калужской, Брянской областях и в других местах. Фосфор входит в состав некоторых белковых веществ, содержащихся в генеративных органах растений, в нервной и костной тканях животных и человека.Клетки мозга особенно богаты фосфором. Сегодня фосфор производят в электрических печах, восстанавливая апатит углем в присутствии кремнезема: Ca3 (PO4) 2 + 3SiO2 + 5C 3CaSiO3 + 5CO + 2P Пары фосфора при этой температуре почти полностью состоят из молекул P2, которые конденсируются в P4. молекулы при охлаждении.

6 слайд

Химические свойства Электронная конфигурация атома фосфора 1s22s22p63s23p3 Внешний электронный слой содержит 5 электронов.Наличие трех неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне объясняет тот факт, что в нормальном невозбужденном состоянии валентность фосфора равна 3. Но на третьем энергетическом уровне есть свободные ячейки d-орбиталей, поэтому при переходе на В возбужденном состоянии 3S-электроны отделяются, переходят на подуровень d, что приводит к образованию 5 неспаренных элементов. Таким образом, валентность фосфора в возбужденном состоянии равна 5. В соединениях фосфор обычно проявляет степень окисления +5 (P2O5, h4PO4), реже +3 (P2O3, PF3), -3 (AlP, Ph4, Na3P, Mg3P2).

7 слайд

8 слайд

Аллотропная модификация Плотность tпл. Tboil Внешний вид и характеристики Белый 1,82 г / см3 44,1 ° C 287,3 ° C Белый кристаллический порошок, ядовитый, самовоспламеняющийся на воздухе. При 250-260 ° С становится красным (рис. 3). Очень хорошо растворим в сероуглероде. Красный 2,34 г / см3 590 ° C 416 ° C Красный кристаллический или аморфный порошок, нетоксичный. При 220 ° С и 108 Па превращается в черный фосфор. Загорается на воздухе только при возгорании.Цвет красного фосфора, в зависимости от метода и условий производства, может варьироваться от светло-красного до фиолетового и темно-коричневого. Черный 2,7 г / см3 Самая устойчивая модификация. Внешне он похож на графит. При нагревании превращается в красный фосфор. В нормальных условиях полупроводник под давлением проводит электрический ток, как металл. В отличие от белого фосфора, красный и черный фосфор не растворяются в сероуглероде, они не токсичны и не горючи.

9 слайд

Белый фосфор Модификация белого фосфора, образующаяся в результате конденсации паров, имеет молекулярную кристаллическую решетку, в узлах которой дислоцируются молекулы P4.Из-за слабости межмолекулярных сил белый фосфор летучий, легкоплавкий, режется ножом и растворяется в неполярных растворителях, таких как сероуглерод. Белый фосфор — очень реактивное вещество. Активно реагирует с кислородом, галогенами, серой и металлами. Окисление фосфора на воздухе сопровождается нагревом и люминесценцией. Поэтому белый фосфор хранится под водой, с которой не вступает в реакцию. Белый фосфор очень токсичен. Около 80% всего производства белого фосфора идет на синтез чистой ортофосфорной кислоты.Он, в свою очередь, используется для получения полифосфатов натрия (они используются для снижения жесткости питьевой воды) и пищевых фосфатов. Остальной белый фосфор расходуется на создание дымообразующих веществ и зажигательных смесей. Техника безопасности. При производстве фосфора и его соединений необходимо соблюдать особые меры предосторожности. белый фосфор — сильный яд. Длительная работа в атмосфере белого фосфора может привести к заболеванию костей, потере зубов и смерти челюсти. Белый фосфор при возгорании вызывает болезненные ожоги, которые долго не заживают.Храните белый фосфор под водой в закрытых емкостях. Горящий фосфор тушат углекислым газом, раствором CuSO4 или песком. Обожженную кожу промыть раствором KMnO4 или CuSO4. Противоядие при отравлении фосфором — 2% раствор CuSO4. При длительном хранении, а также при нагревании белый фосфор превращается в красную модификацию (впервые была получена только в 1847 году). Название красный фосфор относится сразу к нескольким модификациям, различающимся по плотности и цвету: он колеблется от оранжевого до темно-красного и даже пурпурного.Все разновидности красного фосфора нерастворимы в органических растворителях и по сравнению с белым фосфором менее реакционноспособны и имеют полимерную структуру: это тетраэдры P4, связанные друг с другом в бесконечные цепи.

10 слайд

Красный и черный фосфор Красный фосфор используется в металлургии, производстве полупроводников и ламп накаливания, а также в производстве спичек. Самая стабильная модификация фосфора — черный фосфор. Его получают аллотропным превращением белого фосфора при t = 2200С и высоком давлении.По внешнему виду напоминает графит. Кристаллическая структура черного фосфора слоистая, состоящая из гофрированных слоев (рис. 2). Черный фосфор — наименее активная модификация фосфора. При нагревании без доступа воздуха он, как красный, превращается в пар, из которого конденсируется в белый фосфор.

11 слайд

Эксперимент, иллюстрирующий переход красного фосфора в белую 1-молекулу белого фосфора; 2-кристаллический. решетка из черного фосфора 3

12 слайд

Оксид фосфора (V) — P2O5 Фосфор образует несколько оксидов.Наиболее важным из них является оксид фосфора (V) P4O10. Его формулу часто записывают в упрощенном виде — P2O5. В структуре этого оксида сохраняется тетраэдрическое расположение атомов фосфора. Белые кристаллы, температура плавления = 5700 ° С, температура кипения = 6000 ° С, ρ = 2,7 г / см3. Имеет несколько модификаций. В паре состоит из молекул P4h20, очень гигроскопичен (используется как осушитель газов и жидкостей). Получение: 4P + 5O2 = 2P2O5 Химические свойства Все химические свойства кислотных оксидов: реагирует с водой, основными оксидами и щелочами 1) P2O5 + h3O = 2HPO3 (метафосфорная кислота) P2O5 + 2h3O = h5P2O7 (пирофосфорная кислота) 3h (ортофосфорная кислота) кислота) 2) P2O5 + 3BaO = Ba3 (PO4) 2 Благодаря своей исключительной гигроскопичности оксид фосфора (V) используется в лабораторных и промышленных технологиях в качестве сушильного и обезвоживающего агента.По своему сушащему эффекту превосходит все другие вещества.

13 слайд

Ортофосфорная кислота. Известно, что некоторые кислоты содержат фосфор. Самая главная из них — ортофосфорная кислота Н3РО4. Безводная ортофосфорная кислота представляет собой легкие прозрачные кристаллы, которые при комнатной температуре растекаются в воздухе. Температура плавления 42,35 ° C. С водой фосфорная кислота образует растворы любой концентрации.

14 слайд

Ортофосфорная кислота.Получение ортофосфорной кислоты В лаборатории В промышленности окисление фосфора 30% азотной кислотой: 3P + 5NO3 + 2h3O = 3h4PO4 + 5NO Метод экстракции Термический метод обработки измельченных природных фосфатов серной кислотой: 2P + 5h3SO4 = 2h4PO4 + 5SO4 + 5SO4 + 5 2h3O Ортофосфорную кислоту отфильтровывают, а затем концентрируют упариванием. Термический метод заключается в восстановлении природных фосфатов до свободного фосфора с последующим сжиганием до P4O10 и растворением последнего в воде.Фосфорная кислота, полученная этим методом, отличается более высокой чистотой и повышенной концентрацией (до 80%).

15 слайд

Физические свойства Н3РО4 Ортофосфорная кислота в чистом виде при нормальных условиях представляет собой бесцветные кристаллы ромбической формы, плавящиеся при температуре 42,3оС. Однако химики редко находят такую ​​кислоту. Гораздо чаще речь идет о полугидрате h4PO4 * 0,5 h3O, который при охлаждении концентрированных водных растворов ортофосфорной кислоты выпадает в виде бесцветных гексагональных призм.Температура плавления полугидрата составляет 29,3 ° C. Чистый h4PO4 после плавления образует вязкую маслянистую жидкость с низкой электропроводностью и значительно сниженной способностью к диффузии. Эти свойства, а также детальное изучение спектров показывают, что молекулы h4PO4 в этом случае практически не диссоциированы и объединены прочными водородными связями в единую макромолекулярную структуру. Как правило, молекулы связаны друг с другом одной, реже двумя и очень редко тремя водородными связями.Если кислоту разбавить водой, то ее молекулы с большей вероятностью будут образовывать водородные связи с водой, чем друг с другом. Из-за такой «симпатии» к воде кислота смешивается с ней в любых отношениях. Энергия гидратации здесь не такая высокая, как у серной кислоты; следовательно, нагрев Н3РО4 при разбавлении не такой сильный и диссоциация менее выражена. По первой стадии диссоциации ортофосфорная кислота считается электролитом средней крепости (25-30%), по второй — слабым, по третьей — очень слабым.

16 слайд

По химическим свойствам ортофосфорная кислота аналогична другим кислотам. Специфические 1. Водный раствор кислоты меняет цвет индикаторов. Диссоциация происходит ступенчато: Н3РО4 —> Н ++ Н2РО4- Н2РО-4 —> Н ++ НРО42- НРО42- —> Н ++ РО43- На первой стадии диссоциация наиболее легкая и наиболее сложно в третьем 2. Реагирует с металлами, находящимися в ряду вытеснения до водорода: 6Nа + 2Н3РО4 —> 2Nа3РО4 + ЗН2 3.Реагирует с основными оксидами: ЗСаО + 2Н3РО4 —> Са3 (РО4) 2 + ЗН2О 4. Реагирует с основаниями и аммиаком; если кислота берется в избытке, то образуются кислые соли: h4PO4 + 3NaOH —> Na3PO4 + Zh3O h4PO4 + 2Nh4 —> (Nh5) 2HPO4 h4PO4 + NaOH —> Nah3PO4 + h3O 5. Реагирует с солями слабых кислот: 2Н3РО4 + ЗNа2СО3 -> 2Nа3РО4 + ЗСО2 + ЗН2О 1. При нагревании постепенно превращается в метафосфорную кислоту: 2Н3Р04 —> Н4Р207 + Н20 (бифосфорная кислота) Н4Р2О7 —> НРО 2 + Н2О 2. Под действием раствора нитрата серебра (I) появляется желтый осадок: h4PO4 + 3HNO3 —> Ag3P04 + 3HN03 желтый осадок 3.Фосфорная кислота играет важную роль в жизни животных и растений. Его остатки входят в состав АТФ аденозинтрифосфорной кислоты. Когда АТФ разлагается, выделяется большое количество энергии. Подробнее об АТФ вы узнаете из курса общей биологии и органической химии.

17 слайд

Химические свойства Н3РО4 При нейтрализации фосфорной кислоты щелочами образуются соли: дигидрофосфаты, гидрофосфаты, а также фосфаты, например: Н3РО4 + NaOH = Nah3PO4 + h3O дигидрофосфат натрия h4PO4 + 2NaOH \ u003d Na2HPO4 + 2h3O гидрофосфат натрия 3h3NaPO 3h3NaPO 3 фосфат + фосфат 3h3NaPO 3h4PO

18 слайд

Фосфор в организме человека В организме человека массой 70 кг.Содержит около 780 г фосфора. В форме фосфатов кальция фосфор присутствует в костях людей и животных. Также входит в состав белков, фосфолипидов, нуклеиновых кислот; соединения фосфора участвуют в энергетическом обмене (аденизинтрифосфорная кислота, АТФ). Суточная потребность организма человека в фосфоре составляет 1,2 г. Основное количество мы потребляем с молоком и хлебом (в 100 г хлеба содержится около 200 мг. Фосфора). Наиболее богаты фосфором рыба, бобы и некоторые виды сыров.Интересно, что для правильного питания необходимо поддерживать баланс между количеством потребляемого фосфора и кальция: оптимальное соотношение в этих пищевых элементах составляет 1,5 / 1. Избыток пищи, богатой фосфором, приводит к вымыванию кальция из костей. , а при избытке кальция развивается мочекаменная болезнь.

19 слайд

Спички Зажигательная поверхность спичечного коробки покрыта смесью красного фосфора и стеклянной пудры. В состав спичечной головки входят окислители (PbO2, KСlO3, BaCrO4) и восстановители (S, Sb2S3).При трении с зажигательной поверхности нанесенная на спичку смесь воспламеняется. Первые фосфорные спички — с головкой из белого фосфора — были созданы только в 1827 году. 6P + 5KCLO3 = 5KCL + 3P2O5 Такие спички загорались при трении о любую поверхность, что часто приводило к пожарам. Кроме того, белый фосфор очень токсичен. Описаны случаи отравления фосфорными спичками как при неосторожном обращении, так и с целью самоубийства: для этого достаточно было съесть несколько спичечных голов. Именно поэтому фосфорные спички были заменены на безопасные, которые верой и правдой служат нам по сей день.Промышленное производство безопасных спичек началось в Швеции в 1960-х годах. XIX век.

20 слайд

Минеральные удобрения Название удобрения Химический состав Цвет и внешний вид Получение в промышленности и в природе 1. Азотные удобрения Нитрат натрия (нитрат натрия) NaNO3 (15-16% N) Белое или серое кристаллическое вещество с гигроскопичными свойствами (примеси дают серый цвет) Получается при производстве азотной кислоты. Неабсорбированные водой азотистые газы (NO и NO2) пропускаются через содовые растворы: Na2CO3 + 2NO2 -> NaNO3 + NaNO2 + CO2 Нитрат калия (нитрат калия) KN03 (12.5-13% N) Белое кристаллическое вещество Относительно небольшие месторождения KNO3 находятся в Средней Азии. В промышленности его получают следующим образом: KCl + NaNO3 —> NaCl + KN03 Аммиачная селитра (нитрат аммония) Nh5NO3 (15-16% N) Белое кристаллическое вещество с высокой гигроскопичностью. Получается нейтрализацией 48-60% азотной кислоты аммиаком. : Nh4 + HNO3 —> Nh5NO3 Полученный раствор концентрируют и кристаллизацию проводят в специальных колоннах

21 слайд

Минеральные удобрения Название удобрения Химический состав Цвет и внешний вид Получение в промышленности и в природе 1.Азотные удобрения Сульфат аммония (Nh5) 2S04 (20,5-21% N) Белый (серый или зеленоватый из-за примесей) кристаллический порошок, слабо гигроскопичный Получается взаимодействием аммиака с серной кислотой: 2Nh4 + h3SO4 —> (Nh5) 2SO4 Мочевина CO (Nh3) 2 (46% N) Белое мелкокристаллическое, гигроскопичное, иногда гранулированное вещество. Получается при взаимодействии ок- углекислого газа (IV) с аммиаком (при высоком давлении и температуре): CO2 + 2Nh4 — \ u003e CO (Nh3) 2 + h3O2 .. Фосфорные удобрения Простой суперфосфат Ca (h3P04) 2 2h3O CaSO4 ∙ 2h3O (до 20% P2O5) Серый мелкозернистый порошок Получается при взаимодействии фосфоритов или апатитов с серной кислотой: Ca3 (PO4 ) 2 + 2h35O4 —> Ca (h3PO4) 2 + 2CaSO4

22 слайд

Минеральные удобрения Название удобрения Химический состав Цвет и внешний вид Получены в промышленности и на природе 2.. Фосфорные удобрения Двойной суперфосфат Ca (h3PO4) 2 h3O (40% P205) Подобно простому суперфосфату Производство осуществляется в два этапа: а) Ca3 (PO4) 2 + 3h3SO4 -> 2h4PO4 + 3CaSO4 CaSO4 осаждается, и он отделяется от фильтрация: б) Ca3 (PO4) 2 + 4h4P04 -> 3Ca (h3P04) 2 3. Калийные удобрения Хлорид калия KCl (52-60% K20) Белое мелкокристаллическое вещество Хлорид калия встречается в природе в виде минерала сильвинита (NaCI ∙ KCI)

23 слайд

Минеральные удобрения Название удобрения Химический состав Цвет и внешний вид Получены в промышленности и на природе 3.Калийные удобрения Дигидроортоаммонийфосфат Nh5h3PO4 (с примесями) Белый (сероватый из-за примесей) кристаллический порошок Получен взаимодействием фосфорной кислоты с аммиаком: Nh4 + h4P04 —> Nh5h3PO4 Водородный ортофосфат аммония (Nh5) 2HPO4 и (Nh5) 2HPO4 2HPO4 с (Nh5) 2HPO4 другие примеси То же, что и дигидрофосфат аммония. Получен аналогично дигидрофосфату аммония: 2Nh4 + h4P04 —> (Nh5) 2HP

24 слайд

Важность фосфора Фосфорная кислота имеет большое значение как один из важнейших компонентов питания растений.Фосфор используется растениями для создания своих самых важных частей — семян и плодов. Производные фосфорной кислоты очень нужны не только растениям, но и животным. Кости, зубы, раковины, когти, иглы, шипы у большинства живых организмов состоят в основном из ортофосфата кальция. Кроме того, фосфорная кислота, образуя различные соединения с органическими веществами, активно участвует в обменных процессах живого организма с окружающей средой. В результате производные фосфора обнаруживаются в костях, головном мозге, крови, мышцах и соединительных тканях организмов человека и животных.Особенно много ортофосфорной кислоты в составе нервных (мозговых) клеток, что позволило известному геохимику А.Е. Ферсману называть фосфор «элементом мысли». Крайне негативно (заболевание животных рахитом, анемией и т. Д.) Сказывается на состоянии организма снижение содержания соединений фосфора в рационе или введение их в трудноперевариваемой форме.

25 слайд

Применение фосфора Фосфорная кислота сегодня широко используется.Его основной потребитель — производство фосфорных и комбинированных удобрений. Для этих целей ежегодно во всем мире добывается около 100 миллионов тонн фосфорсодержащей руды. Фосфорные удобрения не только способствуют увеличению урожайности различных сельскохозяйственных культур, но и придают растениям зимостойкость и устойчивость к другим неблагоприятным климатическим условиям. , создать условия для более быстрого созревания сельскохозяйственных культур в районах с коротким вегетационным периодом. Они также благотворно влияют на почву, способствуя ее структурированию, развитию почвенных бактерий, изменению растворимости других веществ, содержащихся в почве, и подавлению некоторых образующихся вредных органических веществ.Много ортофосфорной кислоты потребляет пищевая промышленность. Дело в том, что вкус разбавленной фосфорной кислоты очень приятный, а небольшие добавки ее к мармеладу, лимонаду и сиропам заметно улучшают их вкус. Таким же свойством обладают некоторые соли фосфорной кислоты. Например, гидрофосфаты кальция уже давно включены в разрыхлители для улучшения вкуса булочек и хлеба. Интересны и другие промышленные применения ортофосфорной кислоты. Например, было замечено, что пропитка древесины самой кислотой и ее солями делает древесину негорючей.На этой основе сейчас производятся огнезащитные краски, негорючие фосфатно-древесные плиты, негорючая фосфатная пена и другие строительные материалы. Различные соли фосфорной кислоты широко используются во многих отраслях промышленности, в строительстве, в различных областях техники, в коммунальном хозяйстве и в домашнем хозяйстве, для защиты от излучения, для смягчения воды, борьбы с накипью на котлах и при производстве различных моющих средств. Фосфорная кислота, конденсированные кислоты и дегидратированные фосфаты служат катализаторами дегидратации, алкилирования и полимеризации углеводородов.Особое место занимают фосфорорганические соединения в качестве экстрагентов, пластификаторов, смазок, добавок к пропеллентам и абсорбентам в холодильных установках. Соли кислых алкилфосфатов используются в качестве поверхностно-активных веществ, антифризов, специальных удобрений, антикоагулянтов латекса и др. Кислые алкилфосфаты используются для экстракционной обработки щелоков урановой руды.

26 слайд

Задания Фосфор 1. Составьте электронную формулу атома фосфора.Объясните, что происходит с электронной конфигурацией атома, когда он демонстрирует высшую степень окисления. 2. Какие степени окисления фосфор может проявлять в соединениях? Приведите примеры этих связей. Напишите электронную формулу фосфора в степени окисления +3. 3. Каковы основные различия физико-химических свойств красного и белого фосфора. Как отделить красный фосфор от белых примесей? 4. Рассчитайте относительную плотность фосфина по водороду и воздуху.Фосфин легче или тяжелее этих газов? 5. Как перейти от красного фосфора к белому и наоборот? Являются ли эти процессы химическими явлениями? Объясни ответ. 6. Рассчитайте массу фосфора, которую необходимо сжечь в кислороде, чтобы получить оксид фосфора (V) массой 3,55 г? 7. Смесь красного и белого фосфора массой 20 г обрабатывали сероуглеродом. Нерастворимый остаток отделяли и взвешивали; его масса составляла 12,6 г. Рассчитайте массовую долю белого фосфора в исходной смеси.8. Каков тип химической связи в соединениях: а) Ph4; б) РСl5; в) Li3P. В полярных веществах укажите направление смещения обычных электронных пар. 9. Фосфин можно получить действием соляной кислоты на фосфид кальция. Рассчитайте объем фосфина (нормальные условия), который образуется из 9,1 г фосфида кальция. Массовая доля выхода продукта составляет 90%.

27 слайд

Ортофосфорная кислота и ее соли 1.Напишите уравнения реакций фосфорной кислоты со следующими веществами: а) оксид магния; б) карбонат калия; в) нитрат серебра; г) сульфат железа (II). 2. Составьте уравнения реакций между фосфорной кислотой и гидроксидом калия, в результате которых образуются 3 типа солей: средние и две кислые. 3. Какая кислота является более сильным окислителем: азотная кислота или ортофосфорная кислота? Объясни ответ. 4. Напишите уравнения реакций, которые можно использовать для проведения следующих превращений: P → P205 → h4P04 → Na3P04 → Ca3 (P04) 2 5.Какие реакции можно использовать для проведения следующих превращений: P → Ca3P2 → Ph4 → P2O5 → K3P04 → Ca3 (P04) 2 → Ca (h3P04) 2 Напишите уравнения этих реакций. 6. С помощью метода электронных весов подобрать коэффициенты в схемах следующих окислительно-восстановительных реакций: а) Ph4 + O2 → P2O5 + h3O b) Ca3 (PO4) 2 + C + SiO2 → CaSiO3 + P + CO 7. Что такое масса раствора с массовой долей фосфорной кислоты 40% может быть получена из фосфорита массой 100 кг с массовой долей Ca3 (PO4) 2 93%? 8.Из природного фосфорита массой 310 кг была получена фосфорная кислота массой 195 кг. Рассчитайте массовую долю Ca3 (PO4) 2 в природном фосфорите. 9. Водный раствор, содержащий фосфорную кислоту массой 19,6 г, нейтрализовали гидроксидом кальция массой 18,5 г. Определите массу образовавшегося осадка CaHPO4 2h3O. 10. Имеется раствор фосфорной кислоты массой 150 г (массовая доля h4PO4 24,5%). Рассчитайте объем аммиака (при нормальных условиях), который необходимо пропустить через раствор для получения дигидрофосфата аммония.11. Какая соль образуется при добавлении гидроксида калия массой 2,8 г к раствору, содержащему h4PO4 массой 4,9 г? Рассчитайте массу полученной соли

28 слайд

Минеральные удобрения 1. Какие азотные и фосфорные удобрения вы знаете? Составьте уравнения реакций для их получения. Зачем растениям азот и фосфор? 2. Определить массовую долю оксида фосфора (V) в осадке CaHPO4 2h3O. 3. Массовая доля оксида фосфора (V) в суперфосфате составляет 20%.Определите массу суперфосфата, который необходимо внести под плодовое дерево, если для нормального развития дерева требуется фосфор массой 15,5 г. 4. Массовая доля азота в удобрении составляет 14%. Весь азот входит в удобрение в составе мочевины CO (Nh3) 2. Рассчитайте массовую долю мочевины в этом удобрении. 5. В суперфосфате массовая доля оксида фосфора (V) составляет 25%. Рассчитайте массовую долю Ca (h3PO4) 2 в этом удобрении. 6.Рассчитайте массу сульфата аммония, которую необходимо принять для внесения азота массой 2 тонны в почву на площади 5 га. Какую массу удобрений нужно вносить на каждый квадратный метр почвы? 7. Рассчитайте массу аммиачной селитры, которую следует внести на площадь 100 га, если масса азота, внесенная на площадь 1 га, должна составлять 60 кг. 8. В почву под плодовым деревом необходимо добавить оксид фосфора (V) массой 0,4 кг. Какую массу суперфосфата нужно брать в этом случае, если массовая доля усвояемого оксида фосфора (V) в нем составляет 20%? 9.Под плодовое дерево необходимо добавить аммиачную селитру массой 140 г (массовая доля азота в нитрате 35%). Определите массу сульфата аммония, с которой можно добавить такое же количество азота.

29 слайд

Список использованной литературы: 1. Фельдман Ф.Г., Рудзитис Г.Е. ХИМИЯ. Учебник для 9 классов общеобразовательных учреждений. — М., 5-е изд., ОБРАЗОВАНИЕ, 1997. 2. ХИМИЯ. Справочные материалы. Под ред. Ю.Д. Третьяков, — М., ПРОСВЕЩЕНИЕ, 1984. 3. ХИМИЯ. Справочник школьника, — М., 1995. 4. ХИМИЯ. Энциклопедия для детей. Том 17, АВАНТА, 2000 5. Везер В.-Ж., Фосфор и его соединения, пер. с англ., — М., 1963. 6. Интернет: http://school-sector.relarn.ru/nsm/chemistry/


Задачи урока:

  • обеспечить усвоение знаний о фосфоре как химическом элементе и простом веществе;
  • аллотропные модификации фосфора;
  • повторяют зависимость свойств вещества от его состава и структуры;
  • развивать способность сравнивать;
  • способствуют формированию материалистического мировоззрения, нравственному воспитанию школьников.


Открытие фосфора

Гамбургский алхимик

Хеннинг Брэнд

1669 год

«Фосфор»

от греческого «светоносный»


период

группа

валентные электроны

степень окисления

высший оксид

водородное соединение


АЛЛОТРОПНЫЕ МОДИФИКАЦИИ

КРАСНЫЙ

БЕЛЫЙ

ЧЕРНЫЙ


ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Ca + P =

P + O 2 =


  • с бертолетной солью взрывается при ударе, воспламеняется :

KClO 3 + P = P 2 О 5 + KCl


МЕСТОНАХОЖДЕНИЕ В природе

ОРГАНИЗМОВ

MINERALS

Фосфолипиды,

ФЕРМЕНТОВ,

фосфатом кальция ЭФИРОВ

ортофосфорной

КИСЛОТЫ

ФОСФОРИТ

БИРЮЗОВЫЙ

АПАТИТ

В ЗУБАХ И КОСТИ

АПАТИТ


Физиологическое действие белый фосфор

Результат внесение избыточное количество фосфор

Появление лягушек с деформациями — результат внесение фосфорные удобрения, смываемые в реки и воды

некроз — повреждение челюстей


Получение фосфора

нагревом смеси фосфорита, угля и

песка в электропечи:

Ca 3 (ПО 4 ) 2 + C + SiO 2 п 4 + CaSiO 3 + CO


ПРИМЕНЕНИЕ PHOSPHORUS

удобрения

моющие средства

умягчение воды

пестицид

9806

9806 9807 9807 9806 9807

Производство

краски

Creature

дымовые завесы

полупроводники


ДОМАШНИЕ РАБОТЫ

§19.9 (Л.С. Гузей), §21 (Г.Э. Рудзитис)

Индивидуальные задания.

Подготовить сообщения:

1) об истории матчей;

2) о биологической роли фосфора и его соединений.

ПОВТОРИМ?



Войска США

использовали фосфор

Бомбы

в Ираке,

2004 год


БЕЛЫЙ ФОСФОР

Молекулы P 4 тетраэдрические.Это легкоплавкое t (пл) = 44,1 o C, t (тюк) = 275 o C, мягкое бесцветное воскообразное вещество. Хорошо растворяется в сероуглероде и ряде других органических растворителей. Ядовитый, легковоспламеняющийся на воздухе, светится в темноте. Храните под слоем воды.


КРАСНЫЙ ФОСФОР

Красный фосфор бывает нескольких форм. Их структуры до конца не установлены. Известно, что это атомарные вещества с полимерной кристаллической решеткой. Температура плавления 585-600 о С, цвет от темно-коричневого до красно-фиолетового.Не ядовит.


ЧЕРНЫЙ ФОСФОР

Черный фосфор имеет слоистую атомно-кристаллическую решетку. По внешнему виду он похож на графит, но является полупроводником. Не ядовит.


Фосфор как химический элемент

период

группа

валентные электроны

степень окисления

-3, +3, +5

высший оксид

R 2 О КОМПАНИИ 5

водородное соединение

PH 3


ПОВТОРМ

1.ЗАВЕРШИТЕ УРАВНЕНИЯ : P + F 2 = Al + P = Укажите окислитель и восстановитель

2. Задача:

Какова масса фосфора в вашем теле, если известно, что фосфор составляет ≈1% от массы вашего тела?

3 . Внесите преобразования:

R PH 3 R 2 О КОМПАНИИ 5 H 3 RO 4

Урок в 9 классе.Phosphorus

обеспечивает усвоение студентами знаний о фосфоре как химическом элементе и простом веществе; аллотропные модификации фосфора; развивать умение сравнивать; Цели урока:

Открытие фосфора Гамбургский алхимик Хеннинг Бранд 1669 «Фосфор» — от греческого «светоносный»

период Фосфор как химический элемент группы валентных электронов степень окисления высшее оксидное соединение водорода

АЛЛОТРОПНЫЕ МОДИФИКАЦИИ P БЕЛЫЙ КРАСНЫЙ ЧЕРНЫЙ Сравнить ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛЛОТРОПНЫХ МОДИФИКАЦИЙ ФОСФОРА

С металлами: Ca + P = С неметаллами: P + O 2 = P + S = ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

взрывается с бертолетной солью при ударе, воспламеняется: KClO 3 + P = P 2 O 5 + KCl

P ОРГАНИЗМЫ МИНЕРАЛЫ ФОСФОЛИПИДЫ, ФЕРМЕНТЫ, ЭТЕР КАЛЬЦИЯ ФОСФАТ ОРТОФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ В ЗУБАХ И КОСТИ ФОСФОРИТ ФОСФОРИТ БУРЬЮЗОВЫЙ ФОСФОР АПАТИТ АПАТИТ 9000 результат использования 9000 В НАТУРЕ фосфора Появление лягушек с уродствами — результат применения фосфорных удобрений, которые промывают в реки и водоемы Некроз фосфора — поражение челюстей

нагреванием смеси фосфорита, угля и песка в электропечи: Ca 3 (PO 4) 2 + C + SiO 2 → P 4 + CaSiO 3 + CO Получение фосфор

ПРИМЕНЕНИЕ Пестицидов удобрений PHOSPHORUS R Производство спичек Производство полупроводниковых дымовых завес Производство красок Защита от коррозии моющими средствами для смягчения воды

НАЧАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ § 19.9 (Л.С. Гузей), Индивидуальные задания. Готовим сообщения: 1) об истории матчей; 2) о биологической роли фосфора и его соединений. ПОВТОРИМ?

СПАСИБО ЗА УРОК!

Военнослужащие США использовали фосфорные бомбы в Ираке, 2004 г.

Молекулы P 4 тетраэдрические. Это легкоплавкое t (пл) = 44,1 o C, t (тюк) = 275 o C, мягкое бесцветное воскообразное вещество. Хорошо растворяется в сероуглероде и ряде других органических растворителей. Ядовитый, легковоспламеняющийся на воздухе, светится в темноте.Храните под слоем воды. БЕЛЫЙ ФОСФОР

Красный фосфор бывает нескольких форм. Их структуры до конца не установлены. Известно, что это атомарные вещества с полимерной кристаллической решеткой. Температура плавления 585-600 о С, цвет от темно-коричневого до красно-фиолетового. Не ядовит. КРАСНЫЙ ФОСФОР

Черный фосфор имеет слоистую атомную кристаллическую решетку. По внешнему виду он похож на графит, но является полупроводником. Не ядовит. ЧЕРНЫЙ ФОСФОР

период Фосфор как химический элемент III группа V А валентные электроны 5 степени окисления -3, +3, +5 высший оксид Р 2 О 5 водородное соединение РН 3

2.Задача: какова масса фосфора в вашем теле, если вы знаете, что фосфор составляет ≈1% от веса вашего тела? ПОВТОРНО 1. ЗАПОЛНИТЕ УРАВНЕНИЯ: P + F 2 = Al + P = Укажите окислитель и восстановитель 3. Произведите преобразования: РН 3 Р 2 О 5 Н 3 РО 4

Нанонаука: большие мысли, маленькие дела

Нанонаука — это развивающаяся область науки, которая включает изучение материалов в сверхмалых масштабах и новых свойств, которые эти материалы демонстрируют.

Нанонаука может изменить мир вокруг нас. Это может привести к революционным прорывам в самых разных областях — от производства до здравоохранения. Но что такое нанонаука, как она работает и как может помочь изменить нашу жизнь?

Нанонаука против нанотехнологий

Прежде чем мы продолжим, мы должны кое-что прояснить. Термины нанонаука и нанотехнология часто используются как синонимы, но на самом деле это две очень разные вещи.

Нанонаука

Нанонаука — это исследование структур и материалов в сверхмалых масштабах, а также уникальных и интересных свойств, которые демонстрируют эти материалы. Нанонаука является междисциплинарной, что означает, что ученые из различных областей, включая химию, физику, биологию, медицину, вычисления, материаловедение и инженерию, изучают ее и используют для лучшего понимания нашего мира.

Нанотехнологии

Нанотехнология (также иногда называемая молекулярным производством), с другой стороны, представляет собой проектирование, производство и применение структур, устройств и систем в наномасштабе.Итак, по сути, один изучает наноматериалы и их свойства, а другой использует эти материалы и свойства для создания чего-то нового или отличного. Понял? Хорошо, приступим.

Стеклянная наночастица, подвешенная в оптической полости открывалка

Наноразмер

Насколько маленький наноразмер — это маленький размер?

Наноразмер — это размерный диапазон приблизительно от 1 до 100 нанометров.Но что это на самом деле означает?

Ну, он такой крошечный, что может потребоваться мгновение, чтобы осознать, — пойдем медленно. Для начала взгляните на свою ладонь. Используя только глаза, вы можете фокусироваться на шкале от 1 сантиметра до 1 миллиметра. В этом масштабе кожа выглядит плоской. Однако возьмите увеличительное стекло, и вы увидите, что оно действительно морщинистое, с трещинами и складками. Увеличительное стекло позволяет изучать тонкую структуру кожи с расстояния менее миллиметра (или одной тысячной метра).

Если вы присмотритесь к микроскопу, вы сможете изучить клетки, из которых состоит ваша кожа. Теперь вы работаете в масштабе микрометров (одна тысячная миллиметра), который иногда называют микромиром. Клетки и бактерии измеряются в микрометрах, а электронные компоненты на кремниевом чипе обычно имеют размер около 1 микрометра.

Чтобы достичь наномира, вам нужно снова стать меньше. Нанометр (нм) равен 10 -9 , что составляет одну тысячную микрометра или одну миллиардную долю метра.Это масштаб, в котором мы измеряем атомы и молекулы, которые они образуют.

Чтобы дать вам некоторое представление о наномасштабе, 10 атомов водорода, уложенных бок о бок, имеют размер нанометра в поперечнике, нить ДНК — 2,5 нм в диаметре, а эритроцит — около 7000 нм в ширину. Нужны еще несколько примеров? Толщина человеческого волоса составляет от 50 000 до 100 000 нанометров, толщина отдельного листа бумаги составляет около 75 000 нанометров, а ширина булавочной головки — около миллиона нанометров. Если бы каждый человек на Земле был размером с нанометр, каждый на планете поместился бы в одну спичечную машину Hot Wheels.Итак, вы поняли: nano супер, супер крошечный.

Видя наномасштаб

Хотя это может быть прямо у нас под носом, мир сверхмалых с практической точки зрения — далекое место. Он существует вне наших чувств. Так как же ученые видят, что происходит в наномире?

По иронии судьбы, чтобы увидеть сверхмалые, нам нужны большие машины. Еще в 1930-х годах ученые могли видеть наномасштабы с помощью таких инструментов, как сканирующий электронный микроскоп (SEM), просвечивающий электронный микроскоп (TEM) и полевой ионный микроскоп (FIM).Эти электронные микроскопы использовали пучок электронов для освещения образца и обеспечивали гораздо большее разрешение, чем традиционные световые микроскопы. Они могли получить увеличение до одного миллиона раз, тогда как традиционные световые микроскопы ограничивались увеличением примерно в 1500 раз.

Однако только в последние три десятилетия технологии дали ученым инструменты, которые действительно позволили им начать работать непосредственно в этом странном маленьком мире. Эта технология положила начало нанотехнологиям.Самые последние достижения в микроскопии — это сканирующий туннельный микроскоп (СТМ), атомно-силовой микроскоп (АСМ) и голография, которая позволяет нам видеть наноразмерные материалы в 3D.

Сканирующие туннельные микроскопы позволяют ученым просматривать трехмерные изображения объектов на атомном уровне и манипулировать наноразмерными частицами, небольшими молекулами и атомами. Сканирующий туннельный микроскоп можно использовать в воздухе, воде, сверхвысоком вакууме и других жидкостях или газах при температурах от нуля до нескольких сотен градусов Цельсия.Атомно-силовые микроскопы получают информацию о наномире, «ощущая» поверхность механическим зондом. Они обеспечивают изображения с очень высоким разрешением, позволяющие различать образец по его механическим свойствам (например, твердость или шероховатость), а также могут выполнять атомные манипуляции.

 Ученый на предприятии по нанотехнологиям, Брукхейвен открывалка

Нанонаука меняет вещи

Один из самых захватывающих элементов работы в наномире — это то, что вещи ведут себя по-другому, когда вы становитесь сверхмалыми. По сути, меняются физические и химические свойства вещества.Представьте себе кусок золота желтоватого цвета. Если бы вы разбили этот кусок на куски нанометрового размера, золото изменило бы цвет в зависимости от размера кусков. В диапазоне от 10 до 100 нанометров он может казаться красноватым (а также оранжевым, пурпурным или зеленым в зависимости от размера или формы частицы). Золото также является катализатором в этом режиме размера, но химически инертно в микро / макро масштабе.

Действительно, разбивая «объемный» материал на наноразмерные частицы, вы часто можете изменить многие его свойства.Управляя способом формирования молекулярных структур нанометрового масштаба, можно управлять фундаментальными свойствами материалов, которые создают эти молекулы: такими свойствами, как цвет, электрическая проводимость, температура плавления, твердость, трещиностойкость и прочность.

Это довольно удивительно, если учесть, что мы не меняем химический состав или кристаллическую структуру вещества. Мы не добавляем красный пигмент к золоту, а просто работаем с ним в более мелких частях.Физические и химические свойства меняются, потому что мы открываем и открываем большую часть поверхности материала.

Когда размер частиц уменьшается до наномасштаба, отношение площади поверхности к объему резко увеличивается. Поскольку многие важные химические реакции, в том числе с участием катализаторов, происходят на поверхностях, неудивительно, что очень маленькие частицы обладают поразительной реакционной способностью. Это одна из причин, по которой химики очень увлечены нанонаукой: если они смогут увеличить площадь поверхности, они смогут получить больше каталитического действия с потенциалом для ускорения почти всех физических и производственных процессов, одновременно увеличивая ресурсную и энергетическую эффективность эти процессы и продукты.Квантовые свойства также проявляются в наномасштабе. Классическая физика не может объяснить, почему материалы меняют цвет при изменении размера — нам нужно квантовая механика чтобы понять это. Поэтому наночастицы иногда называют квантовые точки .

 точки uantum с яркими цветами от фиолетового до темно-красного открывалка

Квантовые точки с яркими цветами от фиолетового до темно-красного в настоящее время производятся в PlasmaChem GmbH в больших масштабах. Источник изображения: Antipoff / Wikimedia Commons.

Что такое наноматериалы?

Термин «наноматериалы» имеет особое значение.«Наноматериалы» — это материалы в наномасштабе, свойства которых (такие как проводимость, цвет и механическая твердость) меняются из-за их размеров в наномасштабе.

«Наноматериалы» охватывают все наноразмерные материалы или материалы, которые содержат по крайней мере одну наноразмерную структуру либо на своей поверхности, либо внутри. Они могут быть неорганическими, органическими или биологическими. Наноматериалы, такие как нанопластинки, наночастицы, нанопроволоки и нанотрубки, могут быть созданы в лабораториях. Наноматериалы также могут встречаться в природе — встречающиеся в природе наночастицы включают дым, морские брызги и вулканический пепел, а также минералы, почвы, частицы соли и биогенные частицы.

Наночастицы, нанопроволоки, нанотрубки и нанопластинки — это все типы наноматериалов, которые различаются своей индивидуальной формой и размерами. Общее у этих материалов то, что они имеют одно или несколько измерений на наноуровне.

  • Наночастицы имеют все три измерения в пределах наномасштаба.
  • Нанопроволоки / трубки имеют диаметр в наномасштабе, но могут быть длиной в несколько сотен нанометров или даже больше.
  • Толщина нанопластин находится в наномасштабе, но их два других размера могут быть довольно большими.Примером нанопластинки является графен — лист углерода толщиной в один атом.
Углеродные нанотрубки, вид крупным планом открывалка

Куда отсюда?

Десятилетия исследований и разработок в области нанонауки и нанотехнологий принесли как ожидаемые, так и неожиданные выгоды для нашего общества.Нанотехнологии помогают улучшать продукцию во многих областях, включая безопасность пищевых продуктов, медицину и здравоохранение, энергетику, транспорт, связь, защиту окружающей среды и производство. Он используется в автомобильной, электронной и компьютерной отраслях, а также в производстве товаров для дома, текстиля, косметики — этот список можно продолжить. На рынке уже представлено более 800 продуктов, усовершенствованных с помощью нанотехнологий.

Способность изменять основные структуры материалов на наномасштабе для достижения определенных свойств лежит в основе нанотехнологии.Вот несколько примеров современных нанотехнологий.

Продовольственная безопасность

Наносенсоры в упаковке могут обнаруживать сальмонеллу и другие загрязнители в пищевых продуктах.

Медицина

Некоторые из самых захватывающих прорывов в нанотехнологиях происходят в области медицины, позволяя медицине стать более индивидуализированной, более дешевой, безопасной и простой в доставке. Потенциал нанотехнологий для улучшения систем доставки лекарств от ряда заболеваний, включая рак, болезни сердца, диабет и другие возрастные заболевания, является областью интенсивных исследований для ученых.Например, прорыв в 2014 году ознаменовался разработкой наноклеток, которые теоретически могут доставлять лекарства, убивающие рак, непосредственно на молекулярном уровне.

Этот метод доставки лекарственного средства позволит снизить необходимую дозировку, нацелить на раковые клетки, а не на здоровые клетки, и уменьшить побочные эффекты. Технология все еще проходит испытания и утверждения, но уже в 2016 году может появиться ряд реальных приложений.

Другие интересные разработки включают возможность использования нанотехнологий для увеличения роста нервных клеток (например, в поврежденном головном или спинном мозге) и использование нановолокон для восстановления поврежденных спинномозговых нервов (в настоящее время тестируются на мышах).

Энергия

Нанотехнологии используются в ряде областей энергетики — для повышения эффективности и рентабельности солнечных панелей, создания новых типов батарей, повышения эффективности производства топлива с использованием лучшего катализа и создания более совершенных систем освещения.

Автомобильная промышленность

Наноинженерные материалы входят в ассортимент продукции, включая мощные аккумуляторные батареи, топливные присадки, топливные элементы и улучшенные каталитические нейтрализаторы, которые в течение длительного времени производят более чистые выхлопные газы.

Окружающая среда

Исследователи разрабатывают наноструктурированные фильтры, которые могут удалять вирусные клетки и другие примеси из воды, что в конечном итоге может помочь создать чистую, доступную и обильную питьевую воду.

Бумажное полотенце из нановолокна, которое может впитывать масло в 20 раз больше своего веса, может использоваться для операций по ликвидации разливов нефти.

Каждая разработка учит нас чему-то о технологии, о том, на что она способна и как мы можем ее усовершенствовать. Эти разработки — только начало.

Электроника

Во многих новых устройствах с экраном (телевизоры, телефоны, iPad и т. Д.) Используются наноструктурированные полимерные пленки, известные как органические светодиоды (OLED). Эти экраны, помимо прочего, ярче, светлее и имеют лучшее качество изображения.

Текстиль

Наноразмерные добавки в ткани помогают противостоять образованию пятен, складок и размножению бактерий.

Косметика

Наноразмерные материалы в ряде косметических средств обеспечивают такие функции, как улучшенное покрытие, впитывание или очищение.

Наночастицы придают поверхности этих текстильных волокон структуру, напоминающую листья лотоса, делая волокна водо- и грязеотталкивающими. Источник изображения: BASF / Flickr.

Обеспокоенность нанотехнологиями

Как и в случае распространения любой новой мощной технологии, нанотехнология может иметь ряд как отрицательных, так и положительных результатов.

По мере того, как инвестиции в нанонауку и нанотехнологии продолжаются, некоторые люди выражают этические, экологические и экономические проблемы.В то время как научно-фантастические теории «серой слизи» (миллионов самовоспроизводящихся наномашин), способных разрушить мир, являются надуманными, существуют серьезные опасения по поводу других областей нанонауки.

Например, как изготовленные наночастицы взаимодействуют с биологическими системами человеческого тела и какие последствия для здоровья это может иметь? В лабораторных испытаниях было показано, что некоторые наноматериалы влияют на образование волокнистых белковых клубков, аналогичных тем, которые наблюдаются при некоторых заболеваниях головного мозга.Есть некоторые свидетельства того, что наночастицы могут привести к генетическим повреждениям. Наночастицы также были исследованы на предмет их воздействия на сердце и кровеносные сосуды.

Долговременное воздействие наночастиц, особенно по мере того, как они становятся все более распространенными в повседневных предметах, необходимо контролировать. Доктор Сэм Бруски, токсиколог и член Консультативной группы по нанотехнологиям Национальной системы уведомления и оценки промышленных химикатов (NICNAS), отметил, что углеродные нанотрубки, около 5000 тонн которых производятся ежегодно для коммерческого использования, вызывают рак у животных. тестирование, и многие из них напоминают по форме и размеру волокна асбеста.

Способ взаимодействия наноматериалов с окружающей средой также требует дальнейшего изучения. То, как частица ведет себя в лаборатории, может сильно отличаться от того, как она ведет себя в воде, воздухе или почве, и как она взаимодействует с органическими веществами. Действительно, поведение наночастиц в окружающей среде зависит не только от их индивидуальных физических и химических характеристик, но и от характера принимающей среды (будь то горячая, влажная, кислая и т. Д.). При воздействии окружающей среды наночастицы могут оставаться неповрежденными или претерпевать один из следующих процессов:

  • растворение
  • видообразование (ассоциация с другими ионными или молекулярными растворенными химическими веществами)
  • поселок
  • агломерация / деагломерация
  • биологическое или химическое превращение в другие химические вещества.

Необходимы дальнейшие исследования в этих областях и создание соответствующих мер контроля в отношении оценки рисков.

Также существует вероятность того, что наноматериалы могут перемещаться из организма в организм или через пищевые цепи. Тот факт, что существует много различных типов наноматериалов, означает, что существует потенциал для широкого диапазона эффектов. Некоторые эксперименты показали, что они могут оказывать вредное воздействие на беспозвоночных и рыб, включая изменения в их поведении, развитии и воспроизводстве.

Оценка рисков и тестирование должны идти в ногу с технологией, особенно по мере того, как использование наноматериалов расширяется в производстве все большего количества потребительских товаров. Тестирование должно включать методы оценки воздействия и выявления опасностей. В настоящее время наночастицы, которые обладают наибольшим потенциальным риском, представляют собой свободные нерастворимые наночастицы, например, диспергированные в пыли или жидкости.

Как мы видели, уникальные физические и химические свойства наноматериалов также часто отличаются от свойств массивных материалов и требуют специальной оценки.Несмотря на эти опасения, большинство ученых считают, что нанонаука приведет к огромным успехам в медицине, биотехнологии, производстве, информационных технологиях и других столь же разнообразных областях.

  • Регулирование нанотехнологий в Австралии

    В Австралии существует семь различных органов, регулирующих нанотехнологии и использование наноматериалов в коммерческих продуктах. Каждый работает в рамках различных законодательных рамок, относящихся к своей конкретной области, такой как медицина, продукты питания, пестициды, ветеринария, косметика и так далее.

    • Национальная система уведомления и оценки промышленных химикатов отвечает за регулирование промышленных наноматериалов, используемых в таких продуктах, как краски, красители, чернила, пластмассы, косметика, потребительские товары и покрытия для поверхностей.
    • Стандарты пищевых продуктов Австралия Новая Зеландия регулирует нанотехнологии в пищевых продуктах, упаковке пищевых продуктов и материалах, контактирующих с пищевыми продуктами.
    • Управление терапевтических товаров управляет наночастицами в терапевтических товарах и медицинских устройствах.
    • Управление по пестицидам и ветеринарным препаратам Австралии регулирует использование нанотехнологий в сельском хозяйстве (включая пестициды) и животноводстве.
    • Worksafe Australia отвечает за регулирование использования наноматериалов на рабочем месте, таких как углеродные нанотрубки.
    • Австралийская комиссия по конкуренции и потребителям регулирует все потребительские товары, содержащие наноматериалы, которые не подпадают под другие регулирующие юрисдикции.
    • Департамент окружающей среды правительства Австралии отвечает за регулирование выбросов, которые могут повлиять на «вопросы, имеющие экологическое значение».

    Австралия относительно активно разрабатывает подходы к регулированию этих новых типов наноматериалов. Например, в отличие от многих других стран, у нас есть рабочее определение наноматериалов, которое является важным первым шагом к юридической конструкции, допускающей надлежащее регулирование.

    По мере того, как технологии продолжают меняться и совершенствоваться, оставаться впереди всех — большая задача для регулирующих органов. Существует тонкий баланс между чрезмерной осторожностью и введением излишне обременительных нормативных требований и недопущением неконтролируемых потенциально вредных инноваций.Регулирующие органы постоянно пересматривают и пересматривают свою деятельность, стандарты и законодательство по мере появления новых данных, инструментов мониторинга и проблем.

Вид на вулкан Твид с рекой на переднем плане открывалка

Наночастицы естественным образом встречаются в окружающей среде, но влияние искусственных наноматериалов на окружающую среду до сих пор неизвестно.Источник изображения: Ричард Райдж / Flickr.

Заключение

Нанонаука — это сверхмаленькие, но они могут оказать огромное влияние на нашу жизнь.