Le degré d'oxydation est-il de quelle valeur? Comment déterminer le degré d'oxydation des éléments?

Un sujet du programme scolaire en tant que chimie entraîne de nombreuses difficultés pour la plupart des écoliers modernes, peu peuvent déterminer le degré d'oxydation des composés. Les plus grandes difficultés pour les écoliers qui étudient la chimie inorganique, c'est-à-dire les étudiants de l'école principale (8e à 9e année). L'incompréhension du sujet conduit à l'apparence d'aversion chez les écoliers dans ce sujet.

Les enseignants identifient un certain nombre de raisons d'une telle «dégoût» des étudiants de niveau moyen et supérieur en chimie: réticence à comprendre des termes chimiques complexes, incapacité d'utiliser des algorithmes pour considérer un processus particulier, des problèmes de connaissances mathématiques. Le ministère de l'Éducation de la Fédération de Russie a introduit un changement majeur dans le contenu du sujet. En outre, «coupé» et le nombre d'heures pour l'enseignement de la chimie. Cela a eu une incidence négative sur la qualité des connaissances sur le sujet, la diminution de l'intérêt pour l'étude de la discipline.

Quels sujets du cours de chimie sont les plus difficiles pour les écoliers?

Dans le cadre du nouveau programme au cours de la discipline «Chimie» de l'école principale, plusieurs sujets sérieux sont inclus: tableau périodique des éléments de D. Mendeleyev, classes de substances inorganiques, échange d'ions. Il est très difficile pour les élèves de la 8e année de déterminer l' état d'oxydation des oxydes.

Règles de l'arrangement

Tout d'abord, les étudiants doivent savoir que les oxydes sont des composés complexes à deux éléments, dans lesquels l'oxygène est inclus. Une condition obligatoire pour que le composé binaire appartienne à la classe des oxydes est la position de l'oxygène dans le second composé de ce composé.

Pour calculer un tel indicateur dans toutes les formules de cette classe ne sera obtenu que si l'élève possède un certain algorithme.

Algorithme pour les oxydes d'acide

Pour commencer, nous notons que le degré d'oxydation est une expression numérique de la valence des éléments. Les oxydes acides sont formés par des non-métaux ou des métaux avec une valence de quatre à sept, le second dans de tels oxydes nécessairement de l'oxygène.

Dans les oxydes, la valence de l'oxygène correspond toujours à deux, elle peut être déterminée à partir du tableau périodique des éléments de DI Mendeleev. Un tel non-métal typique que l'oxygène, étant dans le 6ème groupe du sous-groupe principal du tableau périodique, prend deux électrons pour compléter complètement son niveau d'énergie externe. Les non-métaux dans les composés à oxygène présentent le plus souvent une valence supérieure, ce qui correspond au nombre du groupe lui-même. Il est important de rappeler que le degré d'oxydation des éléments chimiques est un indicateur qui suppose un nombre positif (négatif).

Le non-métal, au début de la formule, présente un état d'oxydation positif. L'oxygène non-métal dans les oxydes est stable, son indice est de -2. Afin de vérifier la fiabilité de l'arrangement des valeurs dans les oxydes acides, vous devrez multiplier tous les nombres que vous mettez sur les indices d'un élément particulier. Les calculs sont considérés comme fiables si le total de tous les avantages et inconvénients des diplômes délivrés est de 0.

Compilation de formules à deux éléments

Le degré d'oxydation des atomes d'éléments donne la chance de créer et d'enregistrer des connexions à partir de deux éléments. Lors de la création d'une formule, pour commencer, les deux symboles sont prescrits côte à côte, l'oxygène est le second. Au-dessus de chacun des signes enregistrés, les valeurs des degrés d'oxydation sont prescrites, puis, entre les nombres trouvés, il y a le nombre qui sera divisé en deux chiffres sans aucun reste. Cet indicateur doit être divisé séparément par la valeur numérique du degré d'oxydation, en obtenant des indices pour les premier et deuxième composants de la substance à deux éléments. Le degré d'oxydation le plus élevé est égal à la valeur de la valence la plus élevée d'un non-métal typique, identique au nombre du groupe où se trouve le non-métal dans le PS.

Algorithme pour l'établissement de valeurs numériques dans les oxydes de base

Des composés similaires sont des oxydes de métaux typiques. Dans tous les composés, ils ont un indice d'oxydation ne dépassant pas +1 ou +2. Afin de comprendre quel sera le degré d'oxydation du métal, nous pouvons utiliser le système périodique. Pour les métaux des sous-groupes principaux du premier groupe, ce paramètre est toujours constant, il est similaire au nombre de groupe, c'est-à-dire +1.

Les métaux du sous-groupe principal du deuxième groupe sont également caractérisés par un degré d'oxydation stable, en termes numériques +2. Les degrés d'oxydation des oxydes dans le total, en tenant compte de leurs indices (nombres), devraient donner zéro, car une molécule chimique est considérée comme neutre, dépourvue de charge, une particule.

L'arrangement des degrés d'oxydation dans les acides contenant de l'oxygène

Les acides sont des substances complexes consistant en un ou plusieurs atomes d'hydrogène, qui sont associés à certains résidus acides. Étant donné que les états d'oxydation sont des indicateurs numériques, certaines compétences mathématiques seront nécessaires pour les calculer. Un tel indicateur de l'hydrogène (proton) dans les acides est toujours stable, c'est +1. Ensuite, vous pouvez indiquer le degré d'oxydation pour un ion oxygène négatif, il est également stable, -2.

Ce n'est qu'après ces actions qu'il est possible de calculer l'état d'oxydation de la composante centrale de la formule. Comme échantillon spécifique, considérons la détermination du degré d'oxydation des éléments dans l'acide sulfurique H2SO4. Considérant que, dans la molécule d'une substance complexe donnée, contient deux protons d'hydrogène, quatre atomes d'oxygène, on obtient une expression de ce type + 2 + X-8 = 0. Pour que le total se forme zéro, le soufre aura un état d'oxydation de +6

L'arrangement des degrés d'oxydation dans les sels

Les sels sont des composés complexes composés d'ions métalliques et d'un ou plusieurs résidus d'acide. La procédure pour déterminer les degrés d'oxydation dans chacun des constituants dans un sel complexe est la même que dans les acides contenant de l'oxygène. Étant donné que le degré d'oxydation des éléments est un indicateur numérique, il est important d'identifier correctement le degré d'oxydation du métal.

Si le métal formant le sel est situé dans le sous-groupe principal, son degré d'oxydation sera stable, correspondant au nombre de groupe, est une valeur positive. Si le sel contient un métal d'un sous-groupe similaire du PS, présentant des valences différentes , la valence du métal peut être déterminée à partir du résidu acide. Une fois que l'état d'oxydation du métal est établi, régler l' état d'oxydation de l'oxygène (-2), puis calculer le degré d'oxydation de l'élément central en utilisant l'équation chimique.

Par exemple, considérons la détermination des degrés d'oxydation dans les éléments du nitrate de sodium (sel moyen). NaNO3. Le sel est formé par le métal du sous-groupe principal du groupe 1, donc le degré d'oxydation du sodium sera +1. L'oxygène dans les nitrates a un degré d'oxydation de -2. Pour déterminer la valeur numérique du degré d'oxydation est l'équation + 1 + X-6 = 0. En résolvant cette équation, nous obtenons que X soit +5, c'est le degré d'oxydation de l'azote.

Conditions de base dans OVR

Pour l'oxydation, ainsi que le processus de récupération, il existe des termes spéciaux que les écoliers doivent apprendre.

Le degré d'oxydation d'un atome est sa capacité directe à attacher (pour donner à d'autres) des électrons provenant de certains ions ou atomes.

L'oxydant est considéré comme des atomes neutres ou des ions chargés, au cours d'une réaction chimique ils attachent eux-mêmes des électrons.

Le restaurateur sera des atomes non chargés ou des ions chargés, qui perdent leurs propres électrons dans le processus d'interaction chimique.

L'oxydation est représentée comme une procédure pour la libération d'électrons.

La récupération est associée à l'adoption d'électrons supplémentaires par un atome ou un ion non chargé.

Le processus de réduction de l'oxydation est caractérisé par une réaction, au cours de laquelle le degré d'oxydation de l'atome change nécessairement. Cette définition nous permet de comprendre comment il est possible de déterminer si la réaction OVR est.

Règles pour analyser la SAI

En utilisant cet algorithme, vous pouvez répartir les coefficients dans toute réaction chimique.

1. Tout d'abord, vous devez placer les états d'oxydation dans chaque substance chimique. Notez que dans une substance simple, le degré d'oxydation est nul, puisqu'il n'y a pas de recul (fixation) de particules négatives. Les règles pour l'organisation des degrés d'oxydation dans les substances binaires et à trois éléments ont été considérées ci-dessus.

2. Ensuite, il est nécessaire de déterminer les atomes ou ions dans lesquels les états d'oxydation ont changé au cours de la transformation qui s'est produite.

3. Du côté gauche de l'équation enregistrée, les atomes ou les ions chargés sont séparés, ce qui a changé leurs états d'oxydation. Ceci est nécessaire pour équilibrer. Les éléments sont toujours indiqués par leurs valeurs.

4. En outre, les atomes ou les ions formés pendant la réaction sont écrits, indiqués par le signe + le nombre d'électrons pris par l'atome, – le nombre de particules négatives administrées. Si l'oxydation est réduite après le processus de réaction. Cela signifie que les électrons ont été pris par un atome (ion). Avec une augmentation du degré d'oxydation, l'atome (ion) pendant la réaction émet des électrons.

5. Le nombre total le plus petit est divisé en premier en celui reçu, puis vers les électrons transférés dans le processus, les coefficients sont obtenus. Les chiffres trouvés sont les coefficients stéréochimiques requis.

6. Déterminer l'oxydant, agent réducteur, les processus se produisant pendant la réaction.

7. La dernière étape sera l'arrangement des coefficients stéréochimiques dans la réaction à l'étude.

   Exemple d'OBR

Considérons l'application pratique de cet algorithme à une réaction chimique spécifique.

Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4

Nous calculons les paramètres pour toutes les substances simples et complexes.

Comme le Fe et le Cu sont des substances simples, leur degré d'oxydation est de 0. Dans CuSO4, puis Cu + 2, puis pour l'oxygène-2, et pour le soufre +6. Dans FeSO4: Fe +2, donc, pour O-2, selon les calculs de S +6.

Maintenant, nous recherchons des éléments qui pourraient changer les indicateurs, dans notre situation, ils seront Fe et Cu.

Comme après la réaction, la valeur de l'atome de fer est de +2, 2 électrons ont été libérés dans la réaction. Le cuivre a changé sa performance de +2 à 0, donc le cuivre a pris 2 électrons. Maintenant, nous déterminons le nombre d'électrons pris et délivrés par l'atome de fer et le cation de cuivre bivalent. Au cours de la transformation, deux électrons sont pris par le cation de cuivre bivalent, le même nombre d'électrons est abandonné par l'atome de fer.

Dans ce processus, il n'est pas logique de déterminer le multiple commun minimum, car un nombre égal d'électrons est accepté et donné lors de la transformation. Les coefficients stéréochimiques correspondront également à l'unité. Dans la réaction, les propriétés de l'agent réducteur afficheront du fer, tout en l'oxydant. Le cation de cuivre bivalent est réduit en cuivre pur, dans la réaction il a le plus haut degré d'oxydation.

Application des processus

Des formules pour le degré d'oxydation doivent être connues de chaque élève de la 8e année, car cette question est incluse dans les tâches OGE. Tous les processus qui se produisent avec des signes oxydatifs et réparateurs jouent un rôle important dans notre vie. Sans eux, les processus métaboliques dans le corps humain sont impossibles.