Окисно – відновні процеси в природі. Вплив середовища на характер окисно – відновних реакцій
Матеріал
Урок 47. Окисно – відновні процеси в природі. Вплив середовища на характер окисно – відновних реакцій
Мета уроку: сформувати уявлення про окисно–відновні реакції як універсальні процеси в природі; показати залежність перебігу реакцій від середовища (кислого, нейтрального, лужного); удосконалити вміння складання ОВР методом напівреакцій.
Очікувані результати для вчителя:
Очікувані результати для учнівства:
Ключові слова
- окиснення
- відновлення
- окисник
- відновник
- середовище реакції
- корозія
- фотосинтез
- клітинне дихання
План уроку
- Мотивація.
- Теоретичний блок.
- Представлення інформації.
- Тобі може знадобитися.
- Життєва ситуація.
- Попрактикуймо самостійно.
- Рефлексія
Дружня порада для вчителя
Тривалість: до 10 хв
Уявіть, що ви — клітина. Вам щойно дали велику, соковиту молекулу глюкози, і ви хочете перетворити частину енергії цієї молекули глюкози на більш корисну форму. Як це зробити?
У симуляції за наведеним покликанням ви будете виконувати роль клітини, збираючи цінні молекули з кровотоку. Молекули глюкози та кисню можуть вступати в реакцію на внутрішньоклітинній «фабриці» для виробництва молекул АТФ. Відходи, такі як CO2 , повинні бути виведені з клітини.
Дайте наукове пояснення процесу, що відбувається. https://interactivechemistry.org/CellModel/
Відповідь:
Клітинне (тканинне) дихання – це сукупність біохімічних реакцій живих організмів. Ці реації протікають у клітинах і в ході їх протікання відбувається окиснення вуглеводів, ліпідів, амінокислот. Енергія, що вивільняється запасається в хімічних зв’язках макроенергетичних сполук (АТФ та інших) і може бути використана в мірупотреби. Реакції клітинного дихання входять до процесів катаболізму. У більшості організмів (аеробні організми) окиснення протікає з використанням кисню (O2) як акцептора електрона до вуглекислого газу і води (аеробне дихання). В умовах нормального клітинного дихання аеробне окиснення є переважаючим для більшості тканин тваринних організмів і найефективнішим шляхом метаболізму глюкози з точки зору енергетичної цінності. Складний багатоступеневий процес аеробного окислення глюкози поділяється на ряд етапів.
Сумарно: С6Н12O6 + 6O2 → 6СO2 + 6Н2O
(Інструкція до ресурсу)
Відео
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 15-17 хв
Учні представляють інформацію про значення ОВР у природі, побуті, тощо (у групах чи індивідуально), із записом рівнянь реакцій (де це можливо).
- Представлення інформації.
- Тобі може знадобитися.
Вплив середовища на перебіг окисно-відновних реакцій
Вплив кислотності середовища у деяких випадках окисно – відновної взаємодії має таке велике значення, що визначає напрямок перебігу реакції або можливість її здійснення. Приклад, реакція, що описується рівнянням:
- 3І2 + 3Н2О ⇄ НІО3 + 5НІ,
в лужному середовищі йде вправо, а в кислому – вліво.
Розглянуті раніше процеси відновлення перманганат – йона приводять до утворення різних продуктів, в залежності від реакції середовища.
| Окислена форма | Відновлена форма | ||||
| Н+ | Mn2+ | безбарвний розчин | |||
| MnО4− | Н2О | MnО2 | бурий осад | ||
| ОН− | MnО42− | розчин зеленого кольору | |||
Для створення кислого середовища використовують розведену сульфатну кислоту. Для створення сильнолужного середовища застосовують розчини калій гідроксиду й натрій гідроксиду.Кисле середовище сприяє процесам, в яких йонів Н+ на відновлення витрачається більше, ніж іонів ОН − на окиснення. В протилежних випадках слід створювати лужне середовище. Якщо кількість йонів Н+ і ОН −, що беруть участь у реакції, однакова, то реакцію можна проводити в нейтральному середовищі.
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 5 хв
Броматометрія – один з методів окислювально–відновного титрування, який застосовується для кількісного визначення відновників. Броматометричне титрування застосовується для визначення Аs (III), Sb (III), Fe (II), гідроген пероксиду, нітритів, тіокарбаміду, щавелевої кислоти, фармацевтичних препаратів, таких як Аs2О3 та інших, що містять арсен (осарсол, новарсенол та ін.). При визначенні відновників методом прямого титрування використовують індикатори: метиловий червоний, метиловий оранжевий, індигосульфокислоту, які необоротно окиснюються до безбарвних продуктів від надлишкової краплі титранту KBrO3.
Запишіть напівреакції окиснення йона AsO33– йоном BrO3– в кислому середовищі. Врахуйте, що йон AsO33– окиснюється до AsO43– , йон BrO3–
відновлюється до Br –
Відповідь:
В даному завданні слід згадати про метод титрування, зокрема окисно – відновного титрування.
- BrO3– + 6H+ + 6e– → Br – + 3H2O 1
- AsO33– + H2O – 2e– → AsO43– + 2H+ 3
- BrO3– + 3AsO33– → Br – + 3AsO43
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 10-12 хв
Складіть рівняння реакцій KMnO4 з NaNO2 у кислому, нейтральному, лужному середовищах.
Визначте, які речовини виступають окисниками, а які відновниками.
Відповідь:
- У кислому середовищі (рН < 7):
- NO2−+ Н2О – 2e– → NO3− + 2Н+ 5
- MnО4− + 8Н+ + 5 → Mn2+ + 4H2O 2
- 5 NO2− + 2MnО4− + 6Н+ → 5NO3− + 2Mn2+ + 3H2O
- 2KMnO4 + 5NaNO2 + 3H2SO4 → 2 MnSO4 + 5NaNO3 + K2SO4 + 3H2O
- У нейтральному або слабколужному середовищі (рН = 7):
- NO2−+ 2OH–– 2e–→ NO3− + H2O 3
- MnО4− + 2H2O + 3e–→ MnО2 + 4ОН − 2
- 3NO2−+ 2MnО4− + Н2О → 3NO3− + 2MnО2⭣ + 2ОН − 2KMnO4 + 3NaNO2 + H2O = 2 MnO2 + 3NaNO3 + 2KOH
- У сильнолужному середовищі (рН>7):
- NO2−+ 2 ОН − – 2e– → NO3− + Н2О 1
- MnО4− + 1e– → MnО42− 2
- NO2−+ 2ОН − + 2MnО4− → NO3− + Н2О + 2MnО42−
- 2KMnO4 + NaNO2 + 2KOH = 2K2MnO4 + NaNO3 + H2O
Відновник: NaNO2 (NO2−), окисник: KMnO4 (MnО4−).
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 2 – 3 хв
Однохвилинне есе.
Не підглядаючи у свої нотатки, напишіть, що найбільше запам’яталося про сьогоднішній урок.
Дружня порада для вчителя
Матеріал дозволить повторити тему та підготуватися до виконання діагностичної роботи.
Відео від академії Хана про електронегативність та природу хімічного зв`язку.
Перегляньте відеолекцію від ChemSTEM @ChemSTEM-z3u
Виділіть ключові моменти у вигляді плану.
Відео
Урок 47. Окисно – відновні процеси в природі. Вплив середовища на характер окисно – відновних реакцій
Робочий аркуш учнівства
Мета уроку: сформувати уявлення про окисно–відновні реакції як універсальні процеси в природі; показати залежність перебігу реакцій від середовища (кислого, нейтрального, лужного); удосконалити вміння складання ОВР методом напівреакцій.
Очікувані результати для учнівства:
Ключові слова
- окиснення
- відновлення
- окисник
- відновник
- середовище реакції
- корозія
- фотосинтез
- клітинне дихання
План уроку
- Мотивація.
- Теоретичний блок.
- Представлення інформації.
- Тобі може знадобитися.
- Життєва ситуація.
- Попрактикуймо самостійно.
- Рефлексія
Уявіть, що ви — клітина. Вам щойно дали велику, соковиту молекулу глюкози, і ви хочете перетворити частину енергії цієї молекули глюкози на більш корисну форму. Як це зробити?
У симуляції за наведеним покликанням ви будете виконувати роль клітини, збираючи цінні молекули з кровотоку. Молекули глюкози та кисню можуть вступати в реакцію на внутрішньоклітинній «фабриці» для виробництва молекул АТФ. Відходи, такі як CO2 , повинні бути виведені з клітини.
Дайте наукове пояснення процесу, що відбувається. https://interactivechemistry.org/CellModel/
- Представлення інформації.
- Тобі може знадобитися.
Вплив середовища на перебіг окисно-відновних реакцій
Вплив кислотності середовища у деяких випадках окисно – відновної взаємодії має таке велике значення, що визначає напрямок перебігу реакції або можливість її здійснення. Приклад, реакція, що описується рівнянням:
- 3І2 + 3Н2О ⇄ НІО3 + 5НІ,
в лужному середовищі йде вправо, а в кислому – вліво.
Розглянуті раніше процеси відновлення перманганат – йона приводять до утворення різних продуктів, в залежності від реакції середовища.
| Окислена форма | Відновлена форма | ||||
| Н+ | Mn2+ | безбарвний розчин | |||
| MnО4− | Н2О | MnО2 | бурий осад | ||
| ОН− | MnО42− | розчин зеленого кольору | |||
Для створення кислого середовища використовують розведену сульфатну кислоту. Для створення сильнолужного середовища застосовують розчини калій гідроксиду й натрій гідроксиду.Кисле середовище сприяє процесам, в яких йонів Н+ на відновлення витрачається більше, ніж іонів ОН − на окиснення. В протилежних випадках слід створювати лужне середовище. Якщо кількість йонів Н+ і ОН −, що беруть участь у реакції, однакова, то реакцію можна проводити в нейтральному середовищі.
Броматометрія – один з методів окислювально–відновного титрування, який застосовується для кількісного визначення відновників. Броматометричне титрування застосовується для визначення Аs (III), Sb (III), Fe (II), гідроген пероксиду, нітритів, тіокарбаміду, щавелевої кислоти, фармацевтичних препаратів, таких як Аs2О3 та інших, що містять арсен (осарсол, новарсенол та ін.). При визначенні відновників методом прямого титрування використовують індикатори: метиловий червоний, метиловий оранжевий, індигосульфокислоту, які необоротно окиснюються до безбарвних продуктів від надлишкової краплі титранту KBrO3.
Запишіть напівреакції окиснення йона AsO33– йоном BrO3– в кислому середовищі. Врахуйте, що йон AsO33– окиснюється до AsO43– , йон BrO3–
відновлюється до Br –
| ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
Складіть рівняння реакцій KMnO4 з NaNO2 у кислому, нейтральному, лужному середовищах.
Визначте, які речовини виступають окисниками, а які відновниками.
| __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
Однохвилинне есе.
Не підглядаючи у свої нотатки, напишіть, що найбільше запам’яталося про сьогоднішній урок.
| ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
Перегляньте відеолекцію від ChemSTEM @ChemSTEM-z3u
Виділіть ключові моменти у вигляді плану.
Відео
Ділись та обговорюй важливе