2HN3 + 2HСlO = 2N2 + N2O + 2HCl + 2H2O
Сl+ +2 ē = Сl - 2
4N-3 + 2N+5 -4 ē = 2N2о + [N-3 + N+5] 1
Реализуется схема 2. Реакция относится к меж - и внутримолекулярной.
Смесь НN3 + 3НCl по свойствам ведет себя как царская водка, способна растворять даже благородные металлы:
HN3 + 2HCl + HCl = 2Cl + N2 + NH4Cl
2Сl - -2е = 2Clо 1
2N-3 + N+5 +2 ē = N2о + N-3 1
Реализуется схема 1. Реакция является как межмолекулярной, так и внутримолекулярной.
Pt + 2HN3 + 4HCl = PtCl4 + 2N2 + 2NH3
Ptо -4 ē = Pt+4 1
2N-3 + N+5 +2 ē = N2о + N-3 2
Реализуется схема 1.
2Au + 3HN3 + 6HCl = 2AuCl3 + 3N2 + 3NH3
Auо -3 ē = Au+3 2
2N-3 + N+5 +2 ē = N2о + N-3 3
Реализуется схема 1.
2HN3 = H2 + 3N2
2Н+ +2 ē = H2о 1
4N-3 + 2N+5 -2 ē = 3N2о 1
Реализуется схема 4. Реакция относится к внутримолекулярной с наложением внутримолекулярной конмутации.
2NaN3 ® 2Na + 3N2
Na+ +1 ē = Naо 2
4N-3 + 2N+5 -2 ē = 3N2о 1
Реализуется схема 1.
HN3 + H2O ® N2 + NH2OH
2N-3 -6 ē = N2о 1
N+5 +6 ē = N - 1
Реализуется схема 3. Реакция протекает в разбавленных водных растворах.
2HI + HN3 = I2 + NH3 + N2
2I - -2 ē = I2о 1
2N-3 + N+5 +2 ē = N2о + N-3 1
Реализуется схема 1.
Азиды щёлочных и щёлочноземельных металлов устойчивы при нагревании. Азиды тяжёлых металлов при нагревании взрываются, поэтому азид свинца, например, применяют для изготовления запальных приспособлений, что основано на реакции:
Рb(N3)2 = Pb + 3N2
Рb+2 +2 ē = Рbо 1
4N-3 + 2N+5 -2ē = 3N2о 1
Определите тип ОВР.
Cu + HN3 + 2HN3 = Cu(N3)2 + N2 + NH3
Cuо -2 ē = Cu+2 1
2N-3 + N+5 +2 ē = N2о + N-3 1
Определите тип ОВР. Какая схема реализуется?
12. N2H4 + НNО2 = HN3 + H2O
2N-2 +2 ē = 2N-3 1
N+3 -2 ē = N+5 1
Определите тип ОВР.
Окислительно-восстановительные свойства оксида азота (I)
или оксонитрида азота (V)
Составление уравнений и определение типа ОВР с участием N2O вызывает у студентов определенные трудности в связи с неоднозначностью определения степеней окисления атомных частиц азота, а также не реализуемостью в этих системах классического метода электронного баланса.
Строение молекулы N2O можно изобразить в виде двух резонансных форм:
N :N : O и N 
NO
Атом кислорода, имеющий два неспаренных электрона, образует две ковалентных связи с центральным атомам азота. За счет неспаренного электрона, оставшегося у центрального атома азота, образуется ковалентная связь со вторым атомом азота.
Крайний атом азота является акцептором электронной пары, соседний же с ним центральный атом азота - донором неподеленной электронной пары.
В другой возможной электронной структуре акцептором является атомная частица кислорода.
Теперь все атомы в N2O обладают устойчивой восьмиэлектронной структурой внешнего слоя. Если ковалентную связь, образованную донорно - акцепторным механизмом, обозначать стрелкой, направленной от атома-донора к атому-акцептору, то резонансные структурные формулы оксида азота (1) можно представить так:
-3 +5 -2 -3 +5 -2
N N = O и N º N ® O
II IV II III IV I
Таким образом, в оксонитриде азота (V) ковалентность центрального атома азота равна четырем, степень окисления (+5), а крайнего – двум или трем, степень окисления (-3).
Рассмотрим реакции с участием N2O
Для удобства предлагаем следующие возможные электронные схемы внутримолекулярного окисления – восстановления N2O:
1) N-3 + N+5 +2 ē = N20 конмутация
2) N-3 + N+5 +4 ē = 2N - конмутация
3) N-3 + N+5 +8 ē = 2N-3
При нагревании N2O до 750°С параллельно протекают два процесса:
2N2O —® 2N2 + O2
N-3 + N+5 +2ē = N20 2
2O-2 - 4 ē = O20 1
2N2O —® 2NO + N2
N-3 -5 ē = N+2 2
2N+5 +10 ē = N2 1
Определите типы ОВР.
N2O можно восстановить растворами: H2SO3 - до свободного азота N2; SnCl2 - до NH2OH; TiCl3 - до аммиака NH3 или ионов аммония NH4+:
H2SO3 + N2O = H2SO4 + N2,
N-3 + N+5 +2 ē = N2о 1
S+4 -2 ē = S+6 1
2SnCl2 + N2O + 8HCl + H2O = 2H2[SnCl6] + 2NH2OH,
N-3 + N+5 +4 ē = 2N - 1
Sn+2 -2 ē = Sn+4 2
8TiCl3 + N2O + 7H2O = 8TiOCl2 + 2NH4Cl + 6HCl,
N-3 + N+5 +8 ē = 2N-3 1
Ti+3 -1 ē = Ti+4 8
N2O при нагревании окисляет водород, металлы, фосфор, уголь, серу и органические вещества:
Cu + N2O ® N2 + CuO.
N-3 + N+5 +2 ē = N2о 1
Cuо -2 ē = Cu+2 1
H2 + N2O ® N2 + H2O, 2P + 5N2O ® 5N2 + P2O5, С + N2O ® N2 + CO.
S + 2N2O ®2N2 + SO2.
С сильными окислителями N2O ведёт себя как восстановитель:
5N2O + 8KMnO4 + 7H2SO4 ® 3MnSO4 + 4K2SO4 + 5Mn(NO3)2 + 7H2O,
N-3 + N+5 -8 ē = 2N+5 5
Mn+7 +5 ē = Mn+2 8
Для реакции:
NH4NO3 = N2O + 2H2O
N-3 -8е = N+5 1
N+5 +8е = N-3 1
Реакцию можно разложить на две стадии:
1) NH4NO3 ® NH3 + НNO3 ,
2) NH3 + НNO3 ® N2O + 2H2O
N2O также образуется по реакции:
(NH4)2SO4 + Ca(NO3)2 = 2N2O + 4H2O + CaSO4
Окислительные и восстановительные свойства озона
Составление уравнений и определение типа ОВР с участием О3 вызывает у студентов определенные трудности в связи с тем, что степени окисления атомных частиц кислорода в нем различны.
О3 является аллотропной модификацией О2. В озоне О3 [О2О], в котором центральной атомной частице приписывают степень окисления +4, а двум крайним – (-2): [О-2О+4О-2]. Молекула О2О диамагнитна. Валентный угол составляет 116,5 оС:
+4
О
-2О О-2
Для О3 и его солей характерны реакции внутримолекулярного окисления –восстановления.
Рассмотрим реакции с участием О3. Студентам для удобства предлагаем следующие возможные электронные схемы внутримолекулярного окисления – восстановления О3:
 |
1) 2О-2 + О+4 +2 ē = О2о + О-2 ,
О3
2) 2О-2 + О+4 -2 ē = О2о + О+2 .
О3
А в качестве самостоятельной работы предлагаем студентам проанализи-ровать несколько реакций с участием озона:
NH3 + 4О3 + КОН = КNО3 + 2H2O + 4О2
N-3 -8 ē = N+5 1
2О-2 + О+4 +2 ē = О2о + О-2 4
МnО2 + О3 + 2NаОН =Nа2МnО4 + H2O + О2
Мn+4 -2 ē = Мn+6 1
2О-2 + О+4 +2 ē = О2о + О-2 1
2CrCl3 + 3О3 + 10КОН = 2К2CrO4 + 6KCl + 5H2O + 3О2
Cr+3 -3 ē = Cr+6 2
2О-2 + О+4 +2 ē = О2о + О-2 3
РbS + 4О3 = РbSO4 + 4О2
S-2 -8 ē = S+6 1
2О-2 + О+4 +2 ē = О2о + О-2 4
О3 + F2 = ОF2 + О2
F2+2 ē = 2F - 1
2О-2 + О+4 -2 ē = О2о + О+2 1
2О3 + 2НF2 = ОF2 + 2О2 + H2O
2О-2 + О+4 -2 ē = О2о + О+2 1
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 |
