Во многих случаях степень окисления атома элемента не совпадает с числом образуемых им связей, т.е. не равна валентности данного элемента.Особенно наглядно это видно на примере органических соединений. Известно, что в органических соединениях валентность углерода равна 4 (образует четыре связи), однако степень окисления углерода, как легко подсчитать, в метане СН4 равна -4, метаноле СНзОН -2, в формальдегиде СН2О 0, в муравьиной кислоте НСООН +2, в СО2 +4. Валентность измеряется только числом ковалентных химических связей, в том числе возникших и по донорно-акцепторному механизму.
Степень окисления - условный заряд атома в молекуле, который получает атом в результате полной отдачи (принятия) электронов, вычисленный из предположения, что все связи имеют ионный характер.
Для определения степени окисления (СО) атомов в молекулах органических веществ существуют разные приёмы, вот один из Он означает, что более электроотрицательный атом, смещая к себе одну электронную пару, приобретает заряд -1, две электронных пары - заряд -2. Связь между одинаковыми атомами не дает вклада в степень окисления. Таким образом, связь между атомами С-С соответствует нулевой степени их окисления. В связи C-H углероду как более электроотрицательному атому соответствует заряд -1, а в связи C-O заряд углерода (менее электроотрицательного) равен +1. Степень окисления атома в молекуле подсчитывается как алгебраическая сумма зарядов, которые дают все связи данного атома.
Может менталон?! Метанол или метиловый спирт – это вещество, которое нашло массу применений во многих направлениях деятельности человека. Далее мы рассмотрим основные сферы применения данного вещества и попробуем определить его значимость для современного производства.Одной из наиболее нуждающихся в метаноле сфер является нефтеперерабатывающая промышленность. В этой отрасли метиловый спирт используют как специальный селективный растворитель эффективной очистке бензина от так называемых меркаптанов. Помимо этого метанол является азеотропным реагентом, применяемым для выделения толуола. В смеси с этиленгликолем метанол может применяться для экстракции того же толуола из бензина.В химической промышленности, где, безусловно, метанол применяется наиболее широко, веществом используют в качестве полупродукта многочисленных промышленных синтезов. Благодаря физико-химическим свойствам метанола и тому, что он склонен вступать в реакцию со многими веществами, из этого вида спирта производят несколько классов органических веществ и полимеров, которые могут использовать в дальнейшем в химическом производстве или же в одном из других направлений промышленности. Однако наибольшее количество от всего производимого в мире метанола расходуется на производство формальдегида. Метиловый спирт – это метилирующий реагент, который может быть полезен при производстве метилметакрилата, пестицидов и некоторых других продуктов. Всего на нужды производства формальдегидов ежегодно уходит до пятидесяти и более процентов метанола.В тоже время метанол является сырьевым ресурсом, используемым для получения уротропин, пентаэритрита и такого продукта, как метиламин (бесцветный газ с ярко выраженным аммиачным запахом, который используется по большей части для синтеза пестицидов). Некогда метанол широко использовался для изготовления фотопленок, однако передовые разработки сделали цифровые аппараты доступными, поэтому производство пленочных устройств перестало быть актуальным, а соответственно и фотопленка перестала быть востребованным продуктом. Примечательно, что метанол, являясь сильнейшим ядом, по сути, нашел применений и в фармацевтике. Сегодня довольно много медицинских лекарственных препаратов изготавливается с добавлением некоторого количества метанола.
1. Влияние природы реагирующих веществ на скорость химических реакций
Скорость химической реакции зависит от многих факторов. Один из них – природа реагирующих веществ. Проведем в одинаковых условиях реакции с цинком двух разных кислот. В сосуды Ландольта наливаем растворы уксусной и серной кислот одинаковой концентрации. Во второе колено обоих сосудов помещаем по две одинаковые гранулы цинка. Приливаем кислоты к цинку. Объем выделяющегося газа определяем по уровню жидкости в приборе. Газ интенсивнее выделяется в сосуде с серной кислотой, здесь реакция идет значительно быстрее. Серная кислота – более сильная кислота по сравнению с уксусной. Мы убедились в том, что природа вещества влияет на скорость химической реакции.
H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2↑
2CH3COOH + Zn = (CH3COO)2 + H2↑
Оборудование: сосуды Ландольта, мензурки, воронки, пинцет, прибор для определения скорости химических реакций.
Техника безопасности. Требуется осторожное обращение с растворами серной и уксусной кислот. В результате реакции образуется горючий газ водород: рядом не должно быть открытого пламени.
2. Влияние концентрации реагирующих веществ.При повышении концентрации хотя бы одного из реагирующих веществ скорость химической реакции возрастает в соответствии с кинетическим уравнением. Рассмотрим общее уравнение реакции: aA +bB = cC + dD. Из кинетического уравнения уравнения нетрудно установить смысл коэффициента пропорциональности k, называемый константой скорости реакции. Она численно равна скорости реакции, когда концентрация каждого из реагирующих веществ составляют 1 моль/л. Константа скорости зависит от природы реагирующих веществ, но не зависит от их концентраций.
3.Влияние температуры. Химические реакции, протекающие в гомогенных системах (смеси газов, жидкие растворы), осуществляется за счет соударения частиц. Однако, не всякое столкновение частиц реагентов ведет к образованию продуктов. Только частицы, обладающие повышенной энергией - активные частицы осуществить акт химической реакции. С повышением температуры увеличивается кинетическая энергия частиц и число активных частиц возрастает, следовательно, химические реакции при высоких температурах протекают быстрее, чем при низких температурах Возрастание химические реакции при высоких температурах протекают быстрее, чем при низких температурах скорости реакции при нагревании в первом приближении подчиняется следующему правилу: при повышении температуры на 10 0С скорость химической реакции возрастает в два - четыре раза. Зависимость скорости реакции от температуры определяется правилом Вант - Гоффа. Правило Вант - Гоффа является приближенным и применимо лишь для ориентировочной оценки влияния температуры на скорость реакции.
4.Влияние катализатора. Катализаторы - это вещества, которые повышают скорость химической реакции. Они вступают во взаимодействие с реагентами с образованием промежуточного химического соединения и освобождается в конце реакции. Влияние, оказываемое катализаторами на химические реакции, называется катализом.По агрегатному состоянию, в котором находятся катализатор и реагирующие вещества, следует различать: гомогенный катализ (катализатор образует с реагирующими веществами гомогенную систему, например, газовую смесь; гетерогенный катализ (катализатор и реагирующие вещества находятся в разных фазах; катализ идет на поверхности раздела фаз).
5. Влияние размеров поверхности соприкосновения реагирующих веществ на скорость химических реакций
Если в реакции кроме жидкости (или газа) участвуют твердые вещества, площадь их поверхности влияет на скорость реакции. Чем больше поверхность твердых тел, тем больше и поверхность соприкосновения реагирующих веществ, и выше скорость реакции. Расплющим гранулы цинка – площадь их поверхности увеличится. Проведем в одинаковых условиях две одинаковые реакции цинка с раствором серной кислоты.
Во многих случаях степень окисления атома элемента не совпадает с числом образуемых им связей, т.е. не равна валентности данного элемента.Особенно наглядно это видно на примере органических соединений. Известно, что в органических соединениях валентность углерода равна 4 (образует четыре связи), однако степень окисления углерода, как легко подсчитать, в метане СН4 равна -4, метаноле СНзОН -2, в формальдегиде СН2О 0, в муравьиной кислоте НСООН +2, в СО2 +4. Валентность измеряется только числом ковалентных химических связей, в том числе возникших и по донорно-акцепторному механизму.
Степень окисления - условный заряд атома в молекуле, который получает атом в результате полной отдачи (принятия) электронов, вычисленный из предположения, что все связи имеют ионный характер.
Для определения степени окисления (СО) атомов в молекулах органических веществ существуют разные приёмы, вот один из Он означает, что более электроотрицательный атом, смещая к себе одну электронную пару, приобретает заряд -1, две электронных пары - заряд -2. Связь между одинаковыми атомами не дает вклада в степень окисления. Таким образом, связь между атомами С-С соответствует нулевой степени их окисления. В связи C-H углероду как более электроотрицательному атому соответствует заряд -1, а в связи C-O заряд углерода (менее электроотрицательного) равен +1. Степень окисления атома в молекуле подсчитывается как алгебраическая сумма зарядов, которые дают все связи данного атома.