Окислительно-восстановительные реакции. Степень окисления HNO3 Какая степень окисления у hno3

При обычных условиях азотная кислота представляет собой бесцветную жидкость (плотность 1,52 г/см 3), кипящую при 82,6 o C, а при температуре (-41,6 o C) затвердевающую в прозрачную кристаллическую массу. Брутто-формула - HNO 3 . Молярная масса - 93 г/моль. Строение молекулы азотной кислоты приведено на рис. 1.

Азотная кислота смешивается с водой в любых соотношениях. Является сильным электролитом, т.е. в водном растворе практически полностью диссоциирует на ионы. В ОВР проявляет себя в роли окислителя.

Рис. 1. Строение молекулы азотной кислоты с указанием валентных углов между связями и длин химических связей.

HNO3, степени окисления элементов в ней

Чтобы определить степени окисления элементов, входящих в состав азотной кислоты, сначала необходимо разобраться с тем, для каких элементов эта величина точно известна.

Степени окисления водорода и кислорода в составе неорганических кислот всегда равны (+1) и (-2) соответственно. Для нахождения степени окисления азота примем её значение за «х» и определим его при помощи уравнения электронейтральности:

(+1) + х + 3×(-2) = 0;

1 + х — 6 = 0;

Значит степень окисления азота в азотной кислоте равна (+5):

H +1 N +5 O -2 3 .

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Суть метода электронного баланса заключается в:

• Подсчете изменения степени окисления для каждого из элементов, входящих в уравнение химической реакции
• Элементы, степень окисления которых в результате произошедшей реакции не изменяется - не принимаются во внимание
• Из остальных элементов, степень окисления которых изменилась - составляется баланс, заключающийся в подсчете количества приобретенных или потерянных электронов
• Для всех элементов, потерявших или получивших электроны (количество которых отличается для каждого элемента) находится наименьшее общее кратное
• Найденное значение и есть базовые коэффициенты для составления уравнения.

Визуально алгоритм решения задачи с помощью метода электронного баланса представлен на диаграмме.

Как это выглядит на практике, рассмотрено на примере задач по шагам .

А) Ag + HNO 3 → AgNO 3 + NO + H 2 O
б) Ca +H 2 SO 4 → CaSO 4 + H 2 S + H 2 O
в) Be + HNO 3 → Be(NO 3) 2 + NO + H 2 O

Решение .
Для решения данной задачи воспользуемся правилами определения степени окисления .

Применение метода электронного баланса по шагам. Пример "а"

Составим электронный баланс для каждого элемента реакции окисления Ag + HNO 3 → AgNO 3 + NO + H 2 O.

Шаг 1 . Подсчитаем степени окисления для каждого элемента, входящего в химическую реакцию.

Ag. Серебро изначально нейтрально, то есть имеет степень окисления ноль.

Для HNO 3 определим степень окисления, как сумму степеней окисления каждого из элементов .

Степень окисления водорода +1, кислорода -2, следовательно, степень окисления азота равна:

0 - (+1) - (-2)*3 = +5

(в сумме, опять же, получим ноль, как и должно быть)

Теперь перейдем ко второй части уравнения.

Для AgNO 3 степень окисления серебра +1 кислорода -2, следовательно степень окисления азота равна:

0 - (+1) - (-2)*3 = +5

Для NO степень окисления кислорода -2, следовательно азота +2

Для H 2 O степень окисления водорода +1, кислорода -2

Шаг 2. Запишем уравнение в новом виде , с указанием степени окисления каждого из элементов, участвующих в химической реакции.

Ag 0 + H +1 N +5 O -2 3 → Ag +1 N +5 O -2 3 + N +2 O -2 + H +1 2 O -2

Из полученного уравнения с указанными степенями окисления, мы видим несбалансированность по сумме положительных и отрицательных степеней окисления отдельных элементов .

Шаг 3 . Запишем их отдельно в виде электронного баланса - какой элемент и сколько теряет или приобретает электронов:
(Необходимо принять во внимание, что элементы, степень окисления которых не изменилась - в данном расчете не участвуют )

Ag 0 - 1e = Ag +1
N +5 +3e = N +2

Серебро теряет один электрон, азот приобретает три. Таким образом, мы видим, что для балансировки нужно применить коэффициент 3 для серебра и 1 для азота. Тогда число теряемых и приобретаемых электронов сравняется.

Шаг 4 . Теперь на основании полученного коэффициента "3" для серебра, начинаем балансировать все уравнение с учетом количества атомов, участвующих в химической реакции.

• В первоначальном уравнении перед Ag ставим тройку, что потребует такого же коэффициента перед AgNO 3
• Теперь у нас возник дисбаланс по количеству атомов азота. В правой части их четыре, в левой - один. Поэтому ставим перед HNO 3 коэффициент 4
• Теперь остается уравнять 4 атома водорода слева и два - справа. Решаем это путем применения коэффииента 2 перед H 2 O

Ответ:
3Ag + 4HNO 3 = 3AgNO 3 + NO + 2H 2 O

Пример "б"

Составим электронный баланс для каждого элемента реакции окисления Ca +H 2 SO 4 → CaSO 4 + H 2 S + H 2 O

Для H 2 SO 4 степень окисления водорода +1 кислорода -2 откуда степень окисления серы 0 - (+1)*2 - (-2)*4 = +6

Для CaSO 4 степень окисления кальция равна +2 кислорода -2 откуда степень окисления серы 0 - (+2) - (-2)*4 = +6

Для H 2 S степень окисления водорода +1, соответственно серы -2

Ca 0 +H +1 2 S +6 O -2 4 → Ca +2 S +6 O -2 4 + H +1 2 S -2 + H +1 2 O -2
Ca 0 - 2e = Ca +2 (коэффициент 4)
S +6 + 8e = S -2

4Ca + 5H 2 SO 4 = 4CaSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

А. H2S Б.SO3 В.H2SO3

2. Степень окисления углерода в карбонате кальция равна:
А. -4 Б.+2 В.+4

3. Вещество, в котором степень окисления фосфора равна нулю:
А. P4 Б.PH3 В.P2O5

4.Окислительно-восстановительной является реакция, уравнение которой:
А.2Al(OH)3=Al2O3+3H2O Б.H2+Cl2=2HCl В.NaOH+HNO3=NaNO3+H2O

5. Окислителем в химической реакции, CuO+H2=Cu+H2O является:
А.H20 Б.Cu2+ В.O2- Г.Cu0

6. Степень окисления хлора уменьшается в ряду:
А.Cl2– HCl–HClO Б.NaCl–Cl2–KClO3 В.HClO4–NaClO2–BaCl2

7.Процесс перехода, схема которого N-3→N+2 является:
А. Восстановлением
Б.Окислением
В. Не окислительно-восстановительным процессом.

8. В уравнении реакции S+O2→SO2 число электронов, отданных окислителем, равно:
А. 2 Б.4 В.6

9. Фосфор в степени окисления 0 может являться:
А.Только восстановителем
Б.Только окислителем
В.Окислителем и восстановителем

10.Простое вещество – неметалл, обладающее наиболее сильными окислительными свойствами:
А. Br2
Б. Cl2
В. F2

Часть Б.
11. Составьте формулы оксида азота (III) и оксида азота (V)

12. Расставите коэффициенты в схеме реакции методом электронного баланса:
Ca + O2 = CaO
Назовите процессы окисления и восстановления, и укажите окислитель и восстановитель.

13. Расположите формулы химических соединений: CH4, CO2, CO – в порядке уменьшения степеней окисления атомов углерода.

14. По схеме Сu+2 + 2ē → Cu0 составьте уравнение химической реакции и рассмотрите её с точки зрения ОВР.

15. Дополните фразу: «Восстановление – это....»

определите степень окисления каждого элемента,расставьте коэффициенты методом электронного баланса: KCIO3+S -> KCI+SO2. 3) определите пожалуйста степень окисления серы в следующих соединениях: H2SO4, SO2, H2S, SO2, H2SO3. 4 в сторону атомов какого химического элемента смещаются общие электронные пары в молекулах следующих соединений: H2O, HI, PCI3, H3N, H2S, CO2? дайте пожалуйста обоснованный ответ! 5) скажите, изменяются ли степени окисления атомов при образовании воды из водорода и кислорода? 6) напишите уравнения электролитической диссоциации: нитрата меди, соляной кислоты, сульфата алюминия, гидроксида бария, сульфата цинка. 7) пожалуйста напишите молекулярные и ионные уравнения реакций между растворами: гидроксида лития и азотной кислоты, нитрата меди и гидроксида натрия, карбоната калия и фосфорной кислоты. 8) при взаимодействии растворов каких веществ одним из продуктов реакции является вода? K2CO3 и HCI: Ca(OH)2 и HNO3: NaOH и H2SO4: NaNO3 и H2SO4? напишите пожалуйста уравнения реакций в молекулярной и ионной формулах. 9) какие из перечисленных солей подвергаются гидролизу при растворении в воде: хлорид алюминия, сульфид калия, хлорид натрия? Напишите уравнения, отвечающие гидролизу.

Рассмотрим степени окисления всех элементов в азотной кислоте. Кислород в сложных соединениях почти всегда находится в степени окисления -2 (за исключением пероксидов, надоксидов, фторида кислорода и т.д.). Атом водорода, который обязательно входит в состав протонных кислот, имеет степень окисления +1. Чтобы определить степень окисления атома азота, необходимо решить простое уравнение. Пусть х - степень окисления азота, тогда, по принципу электронейтральности молекулы, 1 + х + 3 * (-2) = 0, откуда х = 5. Ответ: степени окисления элементов в азотной кислоте равны +1, +5, -2 для водорода, азота и кислорода соответственно.

В данном задании вам необходимо определить степень окисления следующего соединения:

Определите последовательность выполнения данного задания

• Запишите что означает степень окисления;
• Определите степень окисления азотной кислоты;
• Запишите описание.

Степень окисления в данном соединении следующая

Степень окисления - вспомогательная условная величина для записи процессов окисления, восстановления и окислительно - восстановительных реакций. Она указывает на состояние окисления отдельного атома молекулы и представляет собой лишь удобный метод учёта переноса электронов: она не является истинным зарядом атома в молекуле.

Представления о степени окисления элементов положены в основу и используются при классификации химических веществ, описании их свойств, составлении формул соединений и их международных названий (номенклатуры). Но особенно широко оно применяется при изучении окислительно-восстановительных реакций.

Понятие степень окисления часто используют в неорганической химии вместо понятия валентность.

Степень окисления указывается сверху над символом элемента. В отличие от указания заряда иона, при указании степени окисления первым ставится знак, а потом численное значение, а не наоборот.

Степень окисления (в отличие от валентности) может иметь нулевое, отрицательное и положительное значения, которые обычно ставятся над символом элемента сверху.

Степень окисления азотной кислоты следующая:

HNO3 - степень окисления водорода + 1, степень окисления азота + 5, степень окисления кислорода - 2.