Uppgift C1 på EGÄ i kemi. Egenskaper, tips, rekommendationer.
Artikelns författare – professionell handledare O. V. Ovtsjinnikova.

Del C på EGÄ i kemi börjar med uppgift C1, som handlar om att upprätta en oxidation-reduktionsreaktion (som redan innehåller vissa reaktanter och produkter). Den är formulerad så här:
C1. Använd metoden för elektronbalans för att skriva reaktionsformeln. Bestäm oxidatorn och reduktorn.
Ofta tror blivande studenter att denna uppgift inte kräver någon särskild förberedelse. Men den har dolda svårigheter som kan hindra att man får full poäng. Låt oss gå igenom vad man ska vara uppmärksam på.

Teoretiska kunskaper.
Kaliumpermanganat som oxidator.

  • reduktorer
    i sur miljö
    i neutral miljö
    i alkalisk miljö
    (salt från den syra som deltar i reaktionen)

Manganat eller, -
Dikromat och kromat som oxidatorer.
(syrlig och neutral miljö), (alkalisk miljö) + reduktorer ger alltid
sur miljö
neutral miljö
alkalisk miljö
Salter från de syror som deltar i reaktionen:

i lösning eller i smält form
Ökning av oxidationstillståndet för krom och mangan.

  • mycket starka oxidatorer (alltid, oavsett miljö!)
    , salter, hydroxokomplex

  • mycket starka oxidatorer: a) syrgasinnehållande klorsalter (i alkalisk smältning) b) (i alkalisk lösning)
    Alkalisk miljö:
    bildar kromat
    , salter

  • mycket starka oxidatorer i sur miljö eller
    Sur miljö:
    bildar dikromat eller dikromsyra
    — oxid, hydroxid, salter

  • mycket starka oxidatorer: syrgasinnehållande klorsalter (i smält form)
    Alkalisk miljö:
    — manganat
    — salter

  • mycket starka oxidatorer i sur miljö eller
    Sur miljö:
    — kaliumpermanganat — manganensyra
    Salpetersyra med metaller.
    — väte frigörs inte, utan det bildas produkter som reducerar kväve.
    Ju mer aktiv metallen är och ju lägre koncentrationen av syra är, desto längre reduceras kvävet.

Icke-aktiva metaller (till höger om järn) + koncentrerad syra
Icke-metaller + koncentrerad syra
Icke-aktiva metaller (till höger om järn) + utspädd syra
Aktiva metaller (alkaliska, alkaliska jordmetaller, zink) + koncentrerad syra
Aktiva metaller (alkaliska, alkaliska jordmetaller, zink) + syra av mellanliggande koncentration
Aktiva metaller (alkaliska, alkaliska jordmetaller, zink) + mycket utspädd syra
Passivering: reagerar inte med kall koncentrerad salpetersyra:
Reagerar inte med salpetersyra vid någon koncentration:
Svavelsyra med metaller.
— utspädd svavelsyra reagerar som en vanlig mineralsyra med metaller som är till vänster i spänningsserien, och väte frigörs;
— vid reaktion med metaller i koncentrerad svavelsyra frigörs inte väte, utan det bildas produkter som reducerar svavel.

Icke-aktiva metaller (till höger om järn) + koncentrerad syra
Icke-metaller + koncentrerad syra
Alkaliska jordmetaller + koncentrerad syra
Alkaliska metaller och zink + koncentrerad syra.
Utspädd svavelsyra beter sig som en vanlig mineralsyra (t.ex. saltsyra)
Passivering: reagerar inte med kall koncentrerad svavelsyra:
Reagerar inte med svavelsyra vid någon koncentration:
Disproportionering.
Disproportioneringsreaktioner är reaktioner där samma element både är oxidator och reduktor, samtidigt som det både höjer och sänker sin oxidationstillstånd:

Disproportionering av icke-metaller – svavel, fosfor, halogener (utom fluor).
Svavel + hydroxid 2 salter, sulfider och sulfiter av metall (reaktionen sker vid kokning)
och
Fosfor + hydroxid fosfin och hypofosfit-salt (reaktionen sker vid kokning)
och
Klor, brom, jod + vatten (utan uppvärmning) 2 syror, Klor, brom, jod + hydroxid (utan uppvärmning) 2 salter, och vatten
och
Brom, jod + vatten (vid uppvärmning) 2 syror, Klor, brom, jod + hydroxid (vid uppvärmning) 2 salter, och vatten
och
Disproportionering av kväveoxid (IV) och salter.

  • vatten 2 syror, salpetersyra och nitrosyra + hydroxid 2 salter, nitrat och nitrit
    och

sulfid och sulfatkalium

och

2 salter, klorid och perklorat

och
Metallers och icke-metallers aktivitet.
För att analysera metallernas aktivitet använder man antingen den elektrokemiska spänningsserien för metaller eller deras position i det periodiska systemet. Ju mer aktiv en metall är, desto lättare kommer den att avge elektroner och vara en bättre reduktor i oxidation-reduktionsreaktioner.
Elektrokemisk spänningsserie för metaller.
Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au
Aktiviteten hos icke-metaller kan också bestämmas utifrån deras position i periodiska systemet.
Kom ihåg! Kväve är en mer aktiv icke-metall än klor!
Den mer aktiva icke-metallen kommer att vara oxidator, och den mindre aktiva kommer att vara reduktor, om de reagerar med varandra.
Elektronegativitetsserien för icke-metaller:

ökning av elektronegativitet
Egenskaper hos vissa oxidatorer och reduktorer.
a) syrgasinnehållande salter och klorsyror i reaktioner med reduktorer går vanligtvis över till klorider:
b) om reaktionen involverar ämnen där samma element har både negativa och positiva oxidationstillstånd – de finns i noll oxidationstillstånd (det bildas ett rent ämne).

Nödvändiga färdigheter.
Att ange oxidationstillstånd. Det är viktigt att komma ihåg att oxidationstillstånd är en hypotetisk laddning för en atom (det vill säga en tänkt laddning), men den ska inte gå utanför rimliga gränser. Den kan vara ett heltal, ett bråk eller lika med noll.
Uppgift 1: Ange oxidationstillstånden i ämnena:

Att ange oxidationstillstånd i organiska ämnen. Kom ihåg att vi är intresserade av oxidationstillstånden för endast de kolatomer som förändrar sitt omgivning i en oxidation-reduktionsreaktion, samtidigt som den totala laddningen för kolatomen och dess icke-kolomgivning sätts till 0.

Uppgift 2: Bestäm oxidationstillståndet för kolatomerna som är markerade i ramar tillsammans med deras icke-kolomgivning:
2-metylbuten-2: –=
Aceton:
Ättiksyra: –
Kom ihåg att alltid ställa den huvudsakliga frågan: Vem avger elektroner i denna reaktion, och vem tar emot dem, och vad omvandlas de till? För att undvika att elektroner verkar komma från ingenstans eller försvinna utan spår.
Exempel:
I denna reaktion bör man se att kaliumjodid kan bara vara en reduktor, så kaliumnitrit kommer att ta emot elektroner och minska sitt oxidationstillstånd. Det är särskilt viktigt att i dessa förhållanden (utspädd lösning) kväve går från ett oxidationstillstånd till det närmaste.

Att skriva elektronbalansen är svårare om den formelnheten för ämnet innehåller flera atomer av oxidator eller reduktor. I detta fall måste man ta hänsyn till det i halvreaktionen, genom att beräkna antalet elektroner. Det vanligaste problemet är med kaliumdichromat, där den fungerar som en oxidator och övergår till:

Dessa par får inte glömmas bort vid att balansera reaktionen, eftersom de anger antalet atomer av den aktuella typen i reaktionen.
Uppgift 3: Vilken koefficient ska sättas framför och framför

Uppgift