Что такое диспропорционирование в химии
Диспропорционирование
Диспропорциони́рование (дисмутация) — химическая реакция, в которой один и тот же элемент выступает и в качестве окислителя, и в качестве восстановителя, причём в результате реакции образуются соединения, которые содержат один и тот же элемент в разных степенях окисления.
Примером может служить реакция взаимодействия оксида азота(IV) с водой:
или реакция разложения хлората калия (реакция Тищенко):
Реакция диспропорционирования обратна реакции конпропорционирования. Чтобы понять, при каких условиях возможна реакция диспропорционирования, можно использовать диаграмму Фроста, диаграмму Пурбе или таблицу окислительно-восстановительных потенциалов.
Смотреть что такое «Диспропорционирование» в других словарях:
ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЕ — в неорганической химии реакция самоокисления самовосстановления, напр. (над атомами приведены их степени окисления): 4KCl+5O3 3KCl+7O4 + KCl 1. Диспропорционирование в органической химии обычно перераспределение атомов или их группировок между… … Большой Энциклопедический словарь
ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЕ — ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЕ, одновременное окисление и восстановление химического вещества. В качестве примера можно привести диспропорционирование хлорида меди (I), при котором одновременно происходит окисление до хлорида меди (II) и восстановление до … Научно-технический энциклопедический словарь
диспропорционирование — disproporcionavimasis statusas T sritis chemija apibrėžtis Atomų arba grupių persiskirstymas tarp dviejų vienodų molekulių, radikalų, grupių. atitikmenys: angl. dismutation; disproportionation rus. дисмутация; диспропорционирование ryšiai:… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
диспропорционирование — disproporcionavimasis statusas T sritis chemija apibrėžtis Elemento oksidacijos laipsnio padidėjimas ir sumažėjimas vienodų molekulių reakcijos metu. atitikmenys: angl. dismutation; disproportionation rus. дисмутация; диспропорционирование ryšiai … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЕ — (от лат. dis приставка, означающая отрицание, и proportio соразмерность) (дисмутация). В органической химии. Перераспределение атомов или их группировок между двумя одинаковыми молекулами или своб. радикалами, напр.: Иногда Д. называют также… … Химическая энциклопедия
ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЕ — в неорганич. химии реакция самоокисления самовосстановления, напр. (над атомами приведены их степени окисления): +5 +7 1 4КС1О3 >ЗКСlO4 + КС1. Д. в органич. химии обычно перераспределение атомов или их группировок между двумя одинаковыми… … Естествознание. Энциклопедический словарь
диспропорционирование — диспропорцион ирование, я … Русский орфографический словарь
диспропорционирование — дис/пропорци/он/ир/ова/ни/е [й/э] … Морфемно-орфографический словарь
ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЕ ВОДОРОДА — окислительно восстановительный процесс внутреннего перераспределения водорода, при котором одни молекулы вещества гидрируются за счет дегидрирования др. без изменения массы и элементарного состава системы в целом. Пример процесса Д. в. в… … Геологическая энциклопедия
Диспропорционирование
Из Википедии — свободной энциклопедии
Диспропорциони́рование (дисмутация) — химическая реакция, в которой один и тот же элемент выступает и в качестве окислителя, и в качестве восстановителя, причём в результате реакции образуются соединения, которые содержат один и тот же элемент в разных степенях окисления.
Примером может служить реакция взаимодействия оксида азота(IV) с водой:
<\mbox
или реакция разложения хлората калия :
<\mbox
Некоторые реакции диспропорционирования идут только при определенном рН среды. Например, иод, так же как и сера, диспропорционирует только в щелочной среде:
<5><\stackrel <-1><\mbox>><>^<<>—<>>+<><\stackrel <+5><\mbox>><\mbox
Реакция диспропорционирования обратна реакции конпропорционирования. Чтобы понять, при каких условиях возможна реакция диспропорционирования, можно использовать диаграмму Фроста, диаграмму Пурбе или таблицу окислительно-восстановительных потенциалов.
Реакции диспропорционирования.
Это реакции, в которых атомы одного и того же элемента, входящие в состав одного и того же исходного вещества, повышают и понижают степень окисления. Они очень часто встречаются в заданиях С2, поэтому их нужно запомнить тем, кто хочет сдать ЕГЭ на высокий балл.
1.Все галогены, кроме F2, диспропорционируют в растворах всех щелочей. При комнатной температуре или на холоде получаются две соли – МГ, МГО и Н2О; при нагревании – две соли: МГ, МГО3 и Н2О.
Cl2 +2KOH = KCl + KClO + H2O – на холоде,
3Cl2 + 6KOH = 5KCl +KClO3 + 3H2O – при нагревании,
Аналогично происходят реакции с растворами карбонатов:
2. Диспропорционирование серы в растворах щелочей:
3. Диспропорционирование фосфора в растворах щелочей.
4. Диспропорционирование оксида азота (IV) в воде и щелочах:
5. Другие реакции диспропорционирования:
Особо обратим внимание на те случаи, когда образуется соль, которая в таблице растворимости показана прочерком. Здесь возможны 2 варианта:
1) соль не существует, потому что необратимо гидролизуется.
2) Соль не существует за счёт внутримолекулярного окисления-восстановления, таким солям относятся Fe2S3, FeI3, CuI2. Как только они получаются, тут же разлагаются: Fe2S3 = 2FeS+ S; 2FeI3 = 2FeI2 +I2; 2CuI2 = 2CuI + I2
Например; FeCl3 + 3KI = FeI3 + 3KCl (1),
но вместо FeI3 нужно записать продукты его разложения: FeI2 +I2.
Тогда получится: 2FeCl3 + 6KI = 2FeI2 +I2 + 6KCl
Это не единственный вариант записи данной реакции, если йодид был в недостатке, то может получиться йод и хлорид железа (II):
В зависимости от количественного соотношения реагирующих веществ могут получиться различные соединения железа (II):
2FeCl3 + Na2S = S¯ + 2FeCl2 + 2NaCl или 2FeCl3 + 3Na2S = S¯ + FeS + 6NaCl
2CuCl2 + 4KI = 2CuI¯ + I2¯ + 4KCl
2CuCl2 + 4HI = 2CuI¯ + I2¯ + 4HCl
4. Окислитель – азотная кислота или серная концентрированная кислота, восстановитель – соединения железа (II). При этом азотная кислота восстанавливается до NO2 или NO, серная – до SO2, а катион Fe 2+ окисляется до катиона Fe 3+ :
5. Окислитель – серная кислота концентрированная, восстановитель – сульфиды, йодиды и бромиды. При этом серная кислота восстанавливается до SO2, S или
H2S; сульфид – анион S 2- окисляется до серы S, SO2 или H2SO4; йодид – анион до йода I2, бромид – анион до брома Br2 :
наиболее вероятный вариант продуктов,
При взаимодействии с большинством кислот происходит реакция обмена, получаются две соли:
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
1.Дописать продукты окислительно-восстановительных реакций и уравнять реакции:
Окислительно-восстановительные реакции
Окислительно-восстановительные реакции — это химические реакции, сопровождающиеся изменением степени окисления у атомов реагирующих веществ. При этом некоторые частицы отдают электроны, а некоторые получают.
Окислители и восстановители
Окислители — это частицы (атомы, молекулы или ионы), которые принимают электроны в ходе химической реакции. При этом степень окисления окислителя понижается. Окислители при этом восстанавливаются.
Восстановители — это частицы (атомы, молекулы или ионы), которые отдают электроны в ходе химической реакции. При этом степень окисления восстановителя повышается. Восстановители при этом окисляются.
Химические вещества можно разделить на типичные окислители, типичные восстановители, и вещества, которые могут проявлять и окислительные, и восстановительные свойства. Некоторые вещества практически не проявляют окислительно-восстановительную активность.
К типичным окислителям относят:
Типичные восстановители – это, как правило:
Большинство остальных веществ может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.
Типичные окислители и восстановители приведены в таблице.
В лабораторной практике наиболее часто используются следующие окислители :
Классификация окислительно-восстановительных реакций
Окислительно-восстановительные реакции обычно разделяют на четыре типа: межмолекулярные, внутримолекулярные, реакции диспропорционирования (самоокисления-самовосстановления), и реакции контрдиспропорционирования.
C 0 + 4H N +5 O3(конц) = C +4 O2 ↑ + 4 N +4 O2 ↑+ 2H2O.
Внутримолекулярные реакции – это такие реакции, в которых разные элементы из одного реагента переходят в разные продукты, например:
Реакции диспропорционирования (самоокисления-самовосстановления) – это такие реакции, в которых окислитель и восстановитель – один и тот же элемент одного реагента, который при этом переходит в разные продукты:
3Br2 + 6 KOH → 5KBr + KBrO3 + 3 H2O,
Репропорционирование (конпропорционирование, контрдиспропорционирование ) – это реакции, в которых окислитель и восстановитель – это один и тот же элемент, который из разных реагентов переходит в один продукт. Реакция, обратная диспропорционированию.
Основные правила составления окислительно-восстановительных реакций
Окислительно-восстановительные реакции сопровождаются процессами окисления и восстановления:
Окисление — это процесс отдачи электронов восстановителем.
Восстановление — это процесс присоединения электронов окислителем.
В окислительно-восстановительных реакциях соблюдается электронный баланс: количество электронов, которые отдает восстановитель, равно количеству электронов, которые получает окислитель. Если баланс составлен неверно, составить сложные ОВР у вас не получится.
Используется несколько методов составления окислительно-восстановительных реакций (ОВР): метод электронного баланса, метод электронно-ионного баланса (метод полуреакций) и другие.
«Опознать» ОВР довольно легко — достаточно расставить степени окисления во всех соединениях и определить, что атомы меняют степень окисления:
Выписываем отдельно атомы элементов, меняющих степень окисления, в состоянии ДО реакции и ПОСЛЕ реакции.
Степень окисления меняют атомы марганца и серы:
Mn +7 + 1e = Mn +6
Марганец поглощает 1 электрон, сера отдает 2 электрона. При этом необходимо, чтобы соблюдался электронный баланс. Следовательно, необходимо удвоить число атомов марганца, а число атомов серы оставить без изменения. Балансовые коэффициенты указываем и перед реагентами, и перед продуктами!
Схема составления уравнений ОВР методом электронного баланса:
Внимание! В реакции может быть несколько окислителей или восстановителей. Баланс необходимо составить так, чтобы ОБЩЕЕ число отданных и полученных электронов было одинаковым.
Общие закономерности протекания окислительно-восстановительных реакций
Самый очевидный фактор, определяющий — среда раствора реакции — кислая, нейтральная или щелочная. Как правило (но не обязательно), вещество, определяющее среду, указано среди реагентов. Возможны такие варианты:
Среда протекания реакции позволяет определить состав и форму существования остальных продуктов ОВР. Основной принцип — продукты образуются такие, которые не взаимодействуют с реагентами!
Обратите внимание! Е сли среда раствора кислая, то среди продуктов реакции не могут присутствовать основания и основные оксиды, т.к. они взаимодействуют с кислотой. И, наоборот, в щелочной среде исключено образование кислоты и кислотного оксида. Это одна из наиболее частых, и наиболее грубых ошибок.
При увеличении температуры большинство ОВР, как правило, проходят более интенсивно и более глубоко.
Рассмотрим наиболее типичные лабораторные окислители.
Основные схемы окислительно-восстановительных реакций
Схема восстановления перманганатов
В составе перманганатов есть мощный окислитель — марганец в степени окисления +7. Соли марганца +7 окрашивают раствор в фиолетовый цвет.
Перманганаты, в зависимости от среды реакционного раствора, восстанавливаются по-разному.
3 K2S + 2 KMnO4 + 4 H2O = 2 MnO2↓ + 3 S↓ + 8 KOH,
Распространенной ошибкой в этой реакции является указание на взаимодействие серы и щелочи в продуктах реакции. Однако, сера взаимодействует с щелочью в довольно жестких условиях (повышенная температура), что не соответствует условиям этой реакции. При обычных условиях правильно будет указывать именно молекулярную серу и щелочь отдельно, а не продукты их взаимодействия.
При составлении этой реакции также возникают трудности. Дело в том, что в данном случае написание молекулы среды (КОН или другая щелочь) в реагентах не требуется для уравнивания реакции. Щелочь принимает участие в реакции, и определяет продукт восстановления перманганата калия, но реагенты и продукты уравниваются и без ее участия. Этот, казалось бы, парадокс легко разрешим, если вспомнить, что химическая реакция — это всего лишь условная запись, которая не указывает на каждый происходящий процесс, а всего лишь является отображением суммы всех процессов. Как определить это самостоятельно? Если действовать по классической схеме — баланс-балансовые коэффициенты-уравнивание металла, то вы увидите, что металлы уравниваются балансовыми коэффициентами, и наличие щелочи в левой части уравнения реакции будет лишним.
Перманганаты окисляют:
KMnO4 + неМе (низшая с.о.) = неМе 0 + другие продукты
KMnO4 + неМе (промежуточная с.о.) = неМе(высшая с.о.) + др. продукты
KMnO4 + Ме 0 = Ме (стабильная с.о.) + др. продукты
Схема восстановления хроматов/бихроматов
Соединения хрома VI окисляют:
Хромат/бихромат + неМе (отрицательная с.о.) = неМе 0 + другие продукты
Хромат/бихромат + неМе (промежуточная положительная с.о.) = неМе(высшая с.о.) + др. продукты
Хромат/бихромат + Ме 0 = Ме (стабильная с.о.) + др. продукты
Хромат/бихромат + P, As (отрицательная с.о.) = P, As +5 + другие продукты
Разложение нитратов
Например:
Активные металлы в природе встречаются в виде солей (KCl, NaCl).
Металлы средней активности чаще всего в природе встречаются в виде оксидов (Fe2O3, Al2O3 и др.).
Неактивные металлы в природе встречаются в виде простых веществ.
Некоторые исключения!
Разложение нитрата аммония :
При нагревании нитрат аммония разлагается. При температуре до 270 о С образуется оксид азота (I) («веселящий газ») и вода:
Результирующая степень окиcления азота — среднее арифметическое степени окисления атомов азота в исходной молекуле.
При более высокой температуре оксид азота (I) разлагается на простые вещества — азот и кислород :
При разложении нитрита аммония NH4NO2 также происходит контрдиспропорционирование.
Термическое разложение нитрата марганца (II) сопровождается окислением металла:
Нитрат железа (II) при низких температурах разлагается до оксида железа (II), при нагревании железо окисляется до степени окисления +3:
Нитрат никеля (II) разлагается до нитрита при нагревании до 150 о С под вакуумом и до оксида никеля при более высоких температурах (разложения нитрата никеля в ЕГЭ по химии не должно быть, но это не точно)).
Окислительные свойства азотной кислоты
Это связано с тем, что в составе кислоты есть очень сильный окислитель — азот в степени окисления +5. При взаимодействии с восстановителями — металлами образуются различные продукты восстановления азота.
Азотная кислота + металл = соль металла + продукт восстановления азота + H2O
Некоторые закономерности позволят верно определять основной продукт восстановления металлами азотной кислоты в реакции:
пассивация металлов — это перевод поверхности металла в неактивное состояние за счет образования на поверхности металла тонких слоев инертных соединений, в данном случае преимущественно оксидов металлов, которые не реагируют с концентрированной азотной кислотой
Для приближенного определения продуктов восстановления азотной кислоты при взаимодействии с разными металлами я предлагаю воспользоваться принципом маятника. Основные факторы, смещающие положение маятника: концентрация кислоты и активность металла. Для упрощения используем 3 типа концентраций кислоты: концентрированная (больше 30%), разбавленная (30% или меньше), очень разбавленная (меньше 5%). Металлы по активности разделим на активные (до алюминия), средней активности (от алюминия до водорода) и неактивные (после водорода). Продукты восстановления азотной кислоты располагаем в порядке убывания степени окисления:
Чем активнее металл, тем больше мы смещаемся вправо. Чем больше концентрация или меньше степень разбавления кислоты, тем больше мы смещаемся влево.
Взаимодействие металлов с серной кислотой
Например :
Концентрированная серная кислота взаимодействует с металлами, стоящими в ряду напряжений как до, так и после водорода.
H2SO4 (конц) + металл = соль металла + продукт восстановления серы (SO2, S, H2S) + вода
Основные принципы взаимодействия концентрированной серной кислоты с металлами:
1. Концентрированная серная кислота пассивирует алюминий, хром, железо при комнатной температуре, либо на холоду;
2. Концентрированная серная кислота не взаимодействует с золотом, платиной и палладием ;
3. С неактивными металлами концентрированная серная кислота восстанавливается до оксида серы (IV).
Cu 0 + 2H2 S +6 O4(конц) = Cu +2 SO4 + S +4 O2 + 2H2O
4. При взаимодействии с активными металлами и цинком концентрированная серная кислота образует серу S либо сероводород H2S 2- (в зависимости от температуры, степени измельчения и активности металла).
Пероксид водорода
При взаимодействии с окислителями перекись окисляется до молекулярного кислорода (степень окисления 0): O2. Например :
диспропорционирование
Смотреть что такое «диспропорционирование» в других словарях:
ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЕ — в неорганической химии реакция самоокисления самовосстановления, напр. (над атомами приведены их степени окисления): 4KCl+5O3 3KCl+7O4 + KCl 1. Диспропорционирование в органической химии обычно перераспределение атомов или их группировок между… … Большой Энциклопедический словарь
ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЕ — ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЕ, одновременное окисление и восстановление химического вещества. В качестве примера можно привести диспропорционирование хлорида меди (I), при котором одновременно происходит окисление до хлорида меди (II) и восстановление до … Научно-технический энциклопедический словарь
диспропорционирование — disproporcionavimasis statusas T sritis chemija apibrėžtis Atomų arba grupių persiskirstymas tarp dviejų vienodų molekulių, radikalų, grupių. atitikmenys: angl. dismutation; disproportionation rus. дисмутация; диспропорционирование ryšiai:… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
диспропорционирование — disproporcionavimasis statusas T sritis chemija apibrėžtis Elemento oksidacijos laipsnio padidėjimas ir sumažėjimas vienodų molekulių reakcijos metu. atitikmenys: angl. dismutation; disproportionation rus. дисмутация; диспропорционирование ryšiai … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЕ — (от лат. dis приставка, означающая отрицание, и proportio соразмерность) (дисмутация). В органической химии. Перераспределение атомов или их группировок между двумя одинаковыми молекулами или своб. радикалами, напр.: Иногда Д. называют также… … Химическая энциклопедия
ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЕ — в неорганич. химии реакция самоокисления самовосстановления, напр. (над атомами приведены их степени окисления): +5 +7 1 4КС1О3 >ЗКСlO4 + КС1. Д. в органич. химии обычно перераспределение атомов или их группировок между двумя одинаковыми… … Естествознание. Энциклопедический словарь
Диспропорционирование — (дисмутация) химическая реакция, в которой один и тот же элемент выступает и в качестве окислителя, и в качестве восстановителя, причём в результате реакции образуются соединения, которые содержат один и тот же элемент в разных степенях окисления … Википедия
диспропорционирование — диспропорцион ирование, я … Русский орфографический словарь
диспропорционирование — дис/пропорци/он/ир/ова/ни/е [й/э] … Морфемно-орфографический словарь
ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЕ ВОДОРОДА — окислительно восстановительный процесс внутреннего перераспределения водорода, при котором одни молекулы вещества гидрируются за счет дегидрирования др. без изменения массы и элементарного состава системы в целом. Пример процесса Д. в. в… … Геологическая энциклопедия