Stickstoff- Element der 2. Periode der V A-Gruppe des Periodensystems, Seriennummer 7. Elektronische Formel des Atoms [ 2 He]2s 2 2p 3, charakteristische Oxidationsstufen 0, -3, +3 und +5, weniger oft +2 und +4 und andere Zustände N v gelten als relativ stabil.

Skala der Oxidationsstufen für Stickstoff:
+5 - N 2 O 5, NO 3, NaNO 3, AgNO 3

3 – N 2 O 3, NO 2, HNO 2, NaNO 2, NF 3

3 - NH 3, NH 4, NH 3 * H 2 O, NH 2 Cl, Li 3 N, Cl 3 N.

Stickstoff hat eine hohe Elektronegativität (3,07), die dritte nach F und O. Er weist typische nichtmetallische (saure) Eigenschaften auf und bildet verschiedene sauerstoffhaltige Säuren, Salze und binäre Verbindungen sowie das Ammoniumkation NH 4 und seine Salze.

In der Natur - siebzehnter nach chemischer Häufigkeit Element (neuntes unter den Nichtmetallen). Ein lebenswichtiges Element für alle Organismen.

N 2

Einfache Substanz. Es besteht aus unpolaren Molekülen mit einer sehr stabilen ˚σππ-Bindung N≡N, was die chemische Inertheit des Elements unter normalen Bedingungen erklärt.

Ein farb-, geschmacks- und geruchloses Gas, das zu einer farblosen Flüssigkeit kondensiert (im Gegensatz zu O2).

Der Hauptbestandteil von Luft beträgt 78,09 Volumen-%, 75,52 Massen-%. Stickstoff verdampft aus flüssiger Luft, bevor es Sauerstoff verdampft. Stickstoff ist in Wasser schwer löslich (15,4 ml/1 l H 2 O bei 20 ˚C), die Löslichkeit ist geringer als die von Sauerstoff.

Bei Raumtemperatur reagiert N2 mit Fluor und in sehr geringem Maße mit Sauerstoff:

N 2 + 3F 2 = 2NF 3, N 2 + O 2 ↔ 2NO

Die reversible Reaktion zur Bildung von Ammoniak erfolgt bei einer Temperatur von 200 °C, unter einem Druck von bis zu 350 atm und immer in Gegenwart eines Katalysators (Fe, F 2 O 3, FeO, im Labor mit Pt).

N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3 + 92 kJ

Nach dem Prinzip von Le Chatelier sollte eine Steigerung der Ammoniakausbeute mit steigendem Druck und sinkender Temperatur eintreten. Allerdings ist die Reaktionsgeschwindigkeit bei niedrigen Temperaturen sehr gering, sodass der Prozess bei 450–500 °C durchgeführt wird und eine Ammoniakausbeute von 15 % erreicht wird. Nicht umgesetztes N 2 und H 2 werden in den Reaktor zurückgeführt und erhöhen dadurch den Reaktionsgrad.

Stickstoff ist gegenüber Säuren und Laugen chemisch passiv und unterstützt die Verbrennung nicht.

Quittung V Industrie– fraktionierte Destillation flüssiger Luft oder Entfernung von Sauerstoff aus Luft auf chemischem Wege, beispielsweise durch die Reaktion 2C (Koks) + O 2 = 2CO beim Erhitzen. In diesen Fällen wird Stickstoff gewonnen, der auch Verunreinigungen von Edelgasen (hauptsächlich Argon) enthält.

Im Labor lassen sich durch die Kommutierungsreaktion bei mäßiger Erwärmung geringe Mengen chemisch reinen Stickstoffs gewinnen:

N -3 H 4 N 3 O 2(T) = N 2 0 + 2H 2 O (60-70)

NH 4 Cl(p) + KNO 2 (p) = N 2 0 + KCl + 2H 2 O (100˚C)

Wird zur Ammoniaksynthese verwendet. Salpetersäure und andere stickstoffhaltige Produkte als Inertmedium für chemische und metallurgische Prozesse und Lagerung brennbarer Stoffe.

N.H. 3

Binäre Verbindung, die Oxidationsstufe von Stickstoff ist – 3. Farbloses Gas mit scharfem, charakteristischem Geruch. Das Molekül hat die Struktur eines unvollständigen Tetraeders [: N(H) 3 ] (sp 3-Hybridisierung). Das Vorhandensein eines Donorelektronenpaars auf dem sp 3 -Hybridorbital des Stickstoffs im NH 3 -Molekül bestimmt die charakteristische Reaktion der Addition eines Wasserstoffkations, die zur Bildung eines Kations führt Ammonium NH4. Es verflüssigt sich unter Überdruck bei Raumtemperatur. Im flüssigen Zustand ist es über Wasserstoffbrückenbindungen verbunden. Thermisch instabil. Sehr gut wasserlöslich (mehr als 700 l/1 l H 2 O bei 20˚C); der Anteil beträgt in einer gesättigten Lösung 34 Gew.-% und 99 Vol.-%, pH = 11,8.

Sehr reaktiv, neigt zu Additionsreaktionen. Verbrennt in Sauerstoff, reagiert mit Säuren. Es weist reduzierende (aufgrund von N-3) und oxidierende (aufgrund von H+1) Eigenschaften auf. Es wird nur mit Calciumoxid getrocknet.

Qualitative Reaktionen – die Bildung von weißem „Rauch“ bei Kontakt mit gasförmigem HCl, Schwärzung eines mit einer Lösung von Hg 2 (NO3) 2 angefeuchteten Stück Papiers.

Ein Zwischenprodukt bei der Synthese von HNO 3 und Ammoniumsalzen. Wird zur Herstellung von Soda, Stickstoffdünger, Farbstoffen und Sprengstoffen verwendet. flüssiges Ammoniak ist ein Kältemittel. Giftig.
Gleichungen der wichtigsten Reaktionen:

2NH 3 (g) ↔ N 2 + 3H 2
NH 3 (g) + H 2 O ↔ NH 3 * H 2 O (p) ↔ NH 4 + + OH –
NH 3 (g) + HCl (g) ↔ NH 4 Cl (g) weißer „Rauch“
4NH 3 + 3O 2 (Luft) = 2N 2 + 6 H 2 O (Verbrennung)
4NH 3 + 5O 2 = 4NO+ 6 H 2 O (800˚C, Kat. Pt/Rh)
2 NH 3 + 3CuO = 3Cu + N 2 + 3 H 2 O (500˚C)
2 NH 3 + 3Mg = Mg 3 N 2 +3 H 2 (600 °C)
NH 3 (g) + CO 2 (g) + H 2 O = NH 4 HCO 3 (Raumtemperatur, Druck)
Quittung. IN Labore– Verdrängung von Ammoniak aus Ammoniumsalzen beim Erhitzen mit Natronkalk: Ca(OH) 2 + 2NH 4 Cl = CaCl 2 + 2H 2 O + NH 3
Oder eine wässrige Ammoniaklösung zum Kochen bringen und das Gas anschließend trocknen.
In der Industrie Ammoniak wird aus Stickstoff und Wasserstoff hergestellt. Von der Industrie entweder in verflüssigter Form oder in Form einer konzentrierten wässrigen Lösung unter dem technischen Namen hergestellt Ammoniakwasser.

AmmoniakhydratN.H. 3 * H 2 Ö. Intermolekulare Verbindung. Weiß, im Kristallgitter – NH 3 - und H 2 O-Moleküle, verbunden durch eine schwache Wasserstoffbrücke. In einer wässrigen Ammoniaklösung ist eine schwache Base vorhanden (Dissoziationsprodukte - NH 4 -Kation und OH-Anion). Das Ammoniumkation hat eine regelmäßige tetraedrische Struktur (sp 3-Hybridisierung). Thermisch instabil, zersetzt sich beim Kochen der Lösung vollständig. Neutralisiert durch starke Säuren. Zeigt reduzierende Eigenschaften (aufgrund von N-3) in einer konzentrierten Lösung. Es unterliegt Ionenaustausch- und Komplexierungsreaktionen.

Qualitative Reaktion– Bildung von weißem „Rauch“ bei Kontakt mit gasförmigem HCl. Es wird verwendet, um bei der Fällung amphoterer Hydroxide ein leicht alkalisches Milieu in der Lösung zu erzeugen.
Eine 1 M Ammoniaklösung enthält hauptsächlich NH 3 *H 2 O-Hydrat und nur 0,4 % NH 4 OH-Ionen (aufgrund der Hydratdissoziation); Somit ist das ionische „Ammoniumhydroxid NH 4 OH“ praktisch nicht in der Lösung enthalten, und im festen Hydrat ist eine solche Verbindung nicht vorhanden.
Gleichungen der wichtigsten Reaktionen:
NH 3 H 2 O (konz.) = NH 3 + H 2 O (siedend mit NaOH)
NH 3 H 2 O + HCl (verdünnt) = NH 4 Cl + H 2 O
3(NH 3 H 2 O) (konz.) + CrCl 3 = Cr(OH) 3 ↓ + 3 NH 4 Cl
8(NH 3 H 2 O) (konz.) + 3Br 2(p) = N 2 + 6 NH 4 Br + 8H 2 O (40-50˚C)
2(NH 3 H 2 O) (konz.) + 2KMnO 4 = N 2 + 2MnO 2 ↓ + 4H 2 O + 2KOH
4(NH 3 H 2 O) (konz.) + Ag 2 O = 2OH + 3H 2 O
4(NH 3 H 2 O) (konz.) + Cu(OH) 2 + (OH) 2 + 4H 2 O
6(NH 3 H 2 O) (konz.) + NiCl 2 = Cl 2 + 6H 2 O
Oft wird eine verdünnte Ammoniaklösung (3-10 %) genannt Ammoniak(Der Name wurde von Alchemisten erfunden) und die konzentrierte Lösung (18,5 - 25 %) ist eine Ammoniaklösung (von der Industrie hergestellt).

Stickoxide

StickstoffmonoxidNEIN

Nicht salzbildendes Oxid. Farbloses Gas. Das Radikal enthält eine kovalente σπ-Bindung (N′O), im festen Zustand ein Dimer von N 2 O 2 mit einer N-N-Bindung. Extrem thermisch stabil. Empfindlich gegenüber Luftsauerstoff (wird braun). In Wasser schwer löslich und reagiert nicht damit. Chemisch passiv gegenüber Säuren und Laugen. Beim Erhitzen reagiert es mit Metallen und Nichtmetallen. ein hochreaktives Gemisch aus NO und NO 2 („nitrose Gase“). Zwischenprodukt bei der Synthese von Salpetersäure.
Gleichungen der wichtigsten Reaktionen:
2NO + O 2 (g) = 2NO 2 (20˚C)
2NO + C (Graphit) = N 2 + CO 2 (400-500˚C)
10NO + 4P(rot) = 5N 2 + 2P 2 O 5 (150-200˚C)
2NO + 4Cu = N 2 + 2 Cu 2 O (500–600 °C)
Reaktionen auf Gemische aus NO und NO 2:
NO + NO 2 +H 2 O = 2HNO 2 (p)
NO + NO 2 + 2KOH(verd.) = 2KNO 2 + H 2 O
NO + NO 2 + Na 2 CO 3 = 2Na 2 NO 2 + CO 2 (450-500˚C)
Quittung V Industrie: Oxidation von Ammoniak mit Sauerstoff an einem Katalysator, in Labore— Wechselwirkung verdünnter Salpetersäure mit Reduktionsmitteln:
8HNO 3 + 6Hg = 3Hg 2 (NO 3) 2 + 2 NEIN+ 4 H 2 O
oder Nitratreduktion:
2NaNO 2 + 2H 2 SO 4 + 2NaI = 2 NEIN + I 2 ↓ + 2 H 2 O + 2Na 2 SO 4

StickstoffdioxidNEIN 2

Säureoxid, entspricht bedingt zwei Säuren - HNO 2 und HNO 3 (Säure für N 4 existiert nicht). Braunes Gas, bei Raumtemperatur ein Monomer NO 2, in der Kälte ein flüssiges farbloses Dimer N 2 O 4 (Diastickstofftetroxid). Reagiert vollständig mit Wasser und Alkalien. Ein sehr starkes Oxidationsmittel, das zur Korrosion von Metallen führt. Es wird zur Synthese von Salpetersäure und wasserfreien Nitraten, als Oxidationsmittel für Raketentreibstoff, als Ölreiniger aus Schwefel und als Katalysator für die Oxidation organischer Verbindungen verwendet. Giftig.
Gleichung der wichtigsten Reaktionen:
2NO 2 ↔ 2NO + O 2
4NO 2 (l) + H 2 O = 2HNO 3 + N 2 O 3 (syn.) (in der Kälte)
3 NO 2 + H 2 O = 3HNO 3 + NO
2NO 2 + 2NaOH (verdünnt) = NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O
4NO 2 + O 2 + 2 H 2 O = 4 HNO 3
4NO 2 + O 2 + KOH = KNO 3 + 2 H 2 O
2NO 2 + 7H 2 = 2NH 3 + 4 H 2 O (Kat. Pt, Ni)
NO 2 + 2HI(p) = NO + I 2 ↓ + H 2 O
NO 2 + H 2 O + SO 2 = H 2 SO 4 + NO (50-60˚C)
NEIN 2 + K = KNO 2
6NO 2 + Bi(NO 3) 3 + 3NO (70-110˚C)
Quittung: V Industrie - Oxidation von NO durch Luftsauerstoff, in Labore– Wechselwirkung von konzentrierter Salpetersäure mit Reduktionsmitteln:
6HNO 3 (konz., hor.) + S = H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O
5HNO 3 (konz., hor.) + P (rot) = H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O
2HNO 3 (konz., hor.) + SO 2 = H 2 SO 4 + 2 NO 2

DiastickstoffoxidN 2 Ö

Ein farbloses Gas mit angenehmem Geruch („Lachgas“), N꞊N꞊О, formale Oxidationsstufe von Stickstoff +1, schwer wasserlöslich. Unterstützt die Verbrennung von Graphit und Magnesium:

2N 2 O + C = CO 2 + 2N 2 (450˚C)
N 2 O + Mg = N 2 + MgO (500˚C)
Erhalten durch thermische Zersetzung von Ammoniumnitrat:
NH 4 NO 3 = N 2 O + 2 H 2 O (195–245 °C)
in der Medizin als Anästhetikum verwendet.

DiastickstofftrioxidN 2 Ö 3

Bei niedrigen Temperaturen – blaue Flüssigkeit, ON꞊NO 2, formale Oxidationsstufe von Stickstoff +3. Bei 20 °C zerfällt es zu 90 % in ein Gemisch aus farblosem NO und braunem NO 2 („nitrose Gase“, Industrierauch – „Fuchsschwanz“). N 2 O 3 ist ein saures Oxid, in der Kälte bildet es mit Wasser HNO 2, beim Erhitzen reagiert es anders:
3N 2 O 3 + H 2 O = 2HNO 3 + 4NO
Mit Alkalien ergibt es Salze HNO 2, zum Beispiel NaNO 2.
Erhalten durch Reaktion von NO mit O 2 (4NO + 3O 2 = 2N 2 O 3) oder mit NO 2 (NO 2 + NO = N 2 O 3)
mit starker Kühlung. Auch „nitrose Gase“ sind umweltgefährdend und wirken als Katalysatoren für die Zerstörung der Ozonschicht der Atmosphäre.

Distickstoffpentoxid N 2 Ö 5

Farblose, feste Substanz, O 2 N – O – NO 2, Stickstoffoxidationsstufe ist +5. Bei Raumtemperatur zerfällt es innerhalb von 10 Stunden in NO 2 und O 2. Reagiert mit Wasser und Alkalien als Säureoxid:
N2O5 + H2O = 2HNO3
N 2 O 5 + 2NaOH = 2NaNO 3 + H 2
Hergestellt durch Dehydrierung von rauchender Salpetersäure:
2HNO3 + P2O5 = N2O5 + 2HPO3
oder Oxidation von NO 2 mit Ozon bei -78˚C:
2NO 2 + O 3 = N 2 O 5 + O 2

Nitrite und Nitrate

KaliumnitritKNO 2 . Weiß, hygroskopisch. Schmilzt ohne Zersetzung. Stabil in trockener Luft. Sehr gut wasserlöslich (bildet eine farblose Lösung), hydrolysiert am Anion. Es ist ein typisches Oxidations- und Reduktionsmittel in einer sauren Umgebung und reagiert in einer alkalischen Umgebung sehr langsam. Geht Ionenaustauschreaktionen ein. Qualitative Reaktionen auf dem NO 2 -Ion - Verfärbung der violetten MnO 4 -Lösung und Auftreten eines schwarzen Niederschlags bei Zugabe von I-Ionen. Es wird bei der Herstellung von Farbstoffen, als analytisches Reagenz für Aminosäuren und Jodide und als Bestandteil fotografischer Reagenzien verwendet .
Gleichung der wichtigsten Reaktionen:
2KNO 2 (t) + 2HNO 3 (konz.) = NO 2 + NO + H 2 O + 2KNO 3
2KNO 2 (verdünnt)+ O 2 (z. B.) → 2KNO 3 (60-80 ˚C)
KNO 2 + H 2 O + Br 2 = KNO 3 + 2HBr
5NO 2 - + 6H + + 2MnO 4 - (violett) = 5NO 3 - + 2Mn 2+ (bts.) + 3H 2 O
3 NO 2 - + 8H + + CrO 7 2- = 3NO 3 - + 2Cr 3+ + 4H 2 O
NO 2 - (gesättigt) + NH 4 + (gesättigt) = N 2 + 2H 2 O
2NO 2 - + 4H + + 2I - (bts.) = 2NO + I 2 (schwarz) ↓ = 2H 2 O
NO 2 - (verdünnt) + Ag + = AgNO 2 (hellgelb)↓
Quittung VIndustrie– Reduzierung von Kaliumnitrat in den Prozessen:
KNO3 + Pb = KNO 2+ PbO (350–400 °C)
KNO 3 (konz.) + Pb (Schwamm) + H 2 O = KNO 2+ Pb(OH) 2 ↓
3 KNO3 + CaO + SO2 = 2 KNO 2+ CaSO 4 (300 °C)

H itrate Kalium KNO 3
Technischer Name Pottasche, oder indisch Salz , Salpeter. Weiß, schmilzt ohne Zersetzung und zersetzt sich bei weiterem Erhitzen. Stabil an der Luft. Sehr gut wasserlöslich (mit hoher Löslichkeit). Endo-Effekt, = -36 kJ), keine Hydrolyse. Ein starkes Oxidationsmittel während der Fusion (aufgrund der Freisetzung von atomarem Sauerstoff). In Lösung wird es nur durch atomaren Wasserstoff reduziert (im sauren Milieu zu KNO 2, im alkalischen Milieu zu NH 3). Es wird in der Glasherstellung, als Lebensmittelkonservierungsmittel, als Bestandteil pyrotechnischer Mischungen und Mineraldünger verwendet.

2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2 (400-500 ˚C)

KNO 3 + 2H 0 (Zn, verdünnte HCl) = KNO 2 + H 2 O

KNO 3 + 8H 0 (Al, konz. KOH) = NH 3 + 2H 2 O + KOH (80 ˚C)

KNO 3 + NH 4 Cl = N 2 O + 2H 2 O + KCl (230-300 ˚C)

2 KNO 3 + 3C (Graphit) + S = N 2 + 3CO 2 + K 2 S (Verbrennung)

KNO 3 + Pb = KNO 2 + PbO (350 - 400 ˚C)

KNO 3 + 2KOH + MnO 2 = K 2 MnO 4 + KNO 2 + H 2 O (350 - 400 ˚C)

Quittung: in der Industrie
4KOH (hor.) + 4NO 2 + O 2 = 4KNO 3 + 2H 2 O

und im Labor:
KCl + AgNO 3 = KNO 3 + AgCl↓

So bestimmen Sie den Oxidationszustand von Elementen in den Verbindungen NH3, N2O3, HNO3, N2.
Ich verstehe es nicht... und habe die beste Antwort bekommen

Antwort von Anatoly Arestov[Guru]
Es ist ganz einfach: Sehen Sie, einfache Substanzen (die nur aus Atomen eines Elements bestehen) wie N2 haben eine Wertigkeit von Null. Sauerstoff, O, hat immer die Oxidationsstufe -2. Zum Beispiel N2O3. Oxidationsstufe von Sauerstoff = -2. Wir haben drei Sauerstoffatome. 3*(-2)=-6. Das gesamte Molekül als Ganzes muss (in Ihrem Fall) eine Oxidationsstufe von Null haben. Es gibt zwei Stickstoffatome. Sie müssen eine Oxidationsstufe haben, die der Oxidationsstufe des gesamten Sauerstoffs entgegengesetzt ist, also +6. Wir haben zwei Atome, also teilen wir durch zwei. Daher ist die Wertigkeit von Stickstoff = +3. Das Wichtigste ist, dass die Wertigkeit von Sauerstoff fast immer = -2 und die von Wasserstoff = +1 ist. Die Summe für das gesamte Molekül sollte gleich 0 sein (wenn das Molekül keine Plus- oder Minuszeichen hat, Sie aber andere Beispiele haben) HNO3 - H=+1, O=-2, es gibt drei davon, wir zählen: -2*3=- 6. -6+1=-5. Im Allgemeinen sollte es 0 sein. Das bedeutet, dass die Oxidationsstufe von N = 5 ist. NH3 – 3 Wasserstoffatome mit jeweils +1, also +3, was Stickstoff = -3 bedeutet. Also NH3(-3), N2O3 ( +3), HNO3(+5),N2(0). Dies sind die Oxidationsstufen von Stickstoffatomen. Und Wasserstoff und Sauerstoff haben (+1) bzw. (-2).

Antwort von Schwere[Experte]
es wird so berechnet... Wasserstoff hat immer eine Ladung von +1, Sauerstoff hat immer eine Ladung von -2... Daraus folgt: Sagen wir HNO3, dann nehmen wir die Gesamtladung der bekannten, sie ist gleich +1 (aus Wasserstoff) +3*(-2) (aus Sauerstoff) wir erhalten -5 Gesamtladung... also hat Stickstoff +5... das Gegenteil ist 4zu dem der übrigen Atome (4so dass das Molekül ist elektrisch neutral). Die N2-Ladung beträgt 0. In NH3 -3, in N2O3 -2*3/2=-3 beträgt die Ladung von Stickstoff +3...die höchste Oxidationsstufe entspricht der Nummer der Gruppe, in der sie sich befindet... Stickstoff gehört beispielsweise zur 5. Gruppe, seine höchste Oxidationsstufe =+5....

Antwort von 3 Antworten[Guru]

Hallo! Hier finden Sie eine Auswahl an Themen mit Antworten auf Ihre Frage: So bestimmen Sie den Oxidationszustand von Elementen in den Verbindungen NH3, N2O3, HNO3, N2.
Ich verstehe nicht...

Der Grad der Stickstoffoxidation ist in NH 3 - (-3) am niedrigsten, in HN0 2 - +3 - mittel, b HN0 3 - +5 - höchste; Schwefel in H 2 S - (-2) - niedriger, in H 2 SO 3 - +4 - mittel, in H 2 S0 4 - +6 - höher; Mangan in Mn0 2 - +4 - mittel, in KMn0 4 - +7 - am höchsten.

Daher: NH 3, H 2 S – nur Reduktionsmittel; KMn0 4, HN0 3, H 2 S0 4 – nur Oxidationsmittel; H 2 S0 3, HN0 2, Mn0 2 sind Oxidations- und Reduktionsmittel.

Die wichtigsten Oxidationsmittel in Redoxreaktionen sind: F 2, 0 2, 0 3, H 2 0 2, Cl 2, HClO, HClO3, H 2 SO 4 (konz.), HN0 3, „Regia Vodka“ (eine Mischung aus konzentriertem HN0 3 und HCl ), N0 2 , KMn0 4 , Mn0 2 , K 2 Cr 2 0 7 , Cr0 3 , Pb0 2 und andere.

Schwache Oxidationsmittel: I 2, Bromwasser (Br 2 + H 2 0), S0 2, HN0 2, Fe 3+ und andere.

Zeigt starke restaurative Eigenschaften: Alkali- und Erdalkalimetalle, Mg, Al, H 2 (insbesondere zum Zeitpunkt der Isolierung), HI und Iodide, HBr und Bromide, H 2 S und Sulfide, NH 3, РНз, Н 3 Р0 4, С, CO, Fe 2+, Cr 2+ usw.

Schwache Reduktionsmittel: niedrigaktive Metalle (Pb, Cu, Ag, Hg), HCl und Chloride, S0 2, HN0 2 usw.

Wenn die Reaktionsprodukte nicht in der Gleichung angegeben sind, ist es notwendig, sie mithilfe von Tabellen charakteristischer Oxidationsstufen (Tabellen 3.1 und 3.2) und Kenntnissen über die Eigenschaften von Verbindungen bestimmter chemischer Elemente abzuleiten.

Wenn die neue Oxidationsstufe eines Elements positiv ist, muss zur Ableitung der Formel des Produkts die folgende Formelkette für Verbindungen dieses Elements erstellt werden

Zum Beispiel,

Um das Reaktionsprodukt zu entfernen, ist die Wechselwirkung des Oxids oder Hydroxids mit dem Medium wichtig. Da Aluminiumhydroxid amphoter ist, handelt es sich in einer sauren Umgebung (z. B. H2SO4) um Aluminiumsulfat und in einer alkalischen Umgebung (KOH) um K-Aluminat.

Die mittlere Formel kann nur auf einer Seite der Gleichung stehen. Wenn die abgeleitete Formel des Produkts mit der Formel des Mediums (H 2 S0 4) übereinstimmt, dann ist das Produkt, wenn K + - oder Na + -Ionen in der Lösung vorhanden sind, ein Salz der Schwefelsäure, beispielsweise Na 2 S0 4.

In einer alkalischen Umgebung ist das Produkt Fe(OH) 3 Hydroxid.

In einer sauren Umgebung ist die Auflösung von CO 2 in Wasser schwierig, sodass das Produkt Kohlendioxid (CO 2) ist.

Wenn die neue Oxidationsstufe des Elements negativ ist, sollte die Kette zur Ableitung der Produktformel wie folgt aussehen

Zum Beispiel,

Bei der Ableitung der Produkte von Redoxreaktionen muss das Verhalten bestimmter chemischer Elemente berücksichtigt werden. Daher ändert Mangan seinen Oxidationszustand je nach Umgebung unterschiedlich. Mn +7 senkt seine Oxidationsstufe: in saurer Umgebung auf +2, in neutraler Umgebung auf +4, in stark alkalischer Umgebung auf +6. Mn +2 erhöht den Oxidationsgrad: in saurer Umgebung – bis zu +7, in neutraler Umgebung – bis zu +4 und in alkalischer Umgebung – bis zu +6.

Bei der Ableitung von Produkten aus Chrom(VI)-Verbindungen ist zu berücksichtigen, dass Chromate in alkalischer Umgebung und Dichromate in saurer Umgebung stabil sind

Elemente mit einer negativen Oxidationsstufe ändern diese normalerweise durch eine Reaktion auf Null. Das Reaktionsprodukt ist in diesem Fall eine einfache Substanz (Cl 2, S, I 2 usw.).

Zum Beispiel

a) 2Cl -1 -2 = Cl 2;

b) S -2 -2 =S;

c) 2I -1 - 2 = I 2 (in einer sauren Umgebung).

Eine Ausnahme bildet das Iodidion I -1 in alkalischem Medium, da I 2 instabil in alkalischer Umgebung:

I -1 - 6 = I +5 (in alkalischer Umgebung).

Die Formeln der verbleibenden Produkte werden durch Kombination der verbleibenden Ionen mit den Ionen des Mediums erhalten.

Die oben diskutierte Methode zur Entfernung von Produkten ist nur für Redoxreaktionen in Lösungen anwendbar; Reaktionsprodukte in der Gasphase und in Schmelzen werden anhand der Referenzliteratur gefunden.

Aufgabe Nr. 1

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen der Reaktionsgleichung und der Eigenschaft des Stickstoffelements her, die es in dieser Reaktion zeigt: Wählen Sie für jede durch einen Buchstaben gekennzeichnete Position die entsprechende durch eine Zahl gekennzeichnete Position aus.

Antwort: 4221

Erläuterung:

A) NH 4 HCO 3 ist ein Salz, das das Ammoniumkation NH 4 + enthält. Im Ammoniumkation hat Stickstoff immer die Oxidationsstufe -3. Durch die Reaktion entsteht Ammoniak NH 3. Wasserstoff hat fast immer (außer seinen Verbindungen mit Metallen) eine Oxidationsstufe von +1. Damit ein Ammoniakmolekül elektrisch neutral ist, muss Stickstoff daher eine Oxidationsstufe von -3 haben. Somit ändert sich der Grad der Stickstoffoxidation nicht, d.h. es weist keine Redoxeigenschaften auf.

B) Wie oben gezeigt, hat Stickstoff in Ammoniak NH 3 eine Oxidationsstufe von -3. Durch die Reaktion mit CuO wird Ammoniak in eine einfache Substanz N 2 umgewandelt. In jeder einfachen Substanz ist die Oxidationsstufe des Elements, aus dem sie besteht, Null. Dadurch verliert das Stickstoffatom seine negative Ladung, und da für die negative Ladung Elektronen verantwortlich sind, bedeutet dies, dass das Stickstoffatom diese durch die Reaktion verliert. Ein Element, das bei einer Reaktion einen Teil seiner Elektronen verliert, wird als Reduktionsmittel bezeichnet.

C) Durch die Reaktion von NH 3 mit der Oxidationsstufe von Stickstoff gleich -3 wird daraus Stickoxid NO. Sauerstoff hat fast immer die Oxidationsstufe -2. Damit ein Stickoxidmolekül elektrisch neutral ist, muss das Stickstoffatom daher eine Oxidationsstufe von +2 haben. Dies bedeutet, dass das Stickstoffatom als Ergebnis der Reaktion seinen Oxidationszustand von -3 auf +2 änderte. Dies zeigt an, dass das Stickstoffatom 5 Elektronen verloren hat. Das heißt, Stickstoff ist wie B ein Reduktionsmittel.

D) N 2 ist eine einfache Substanz. In allen einfachen Stoffen hat das sie bildende Element die Oxidationsstufe 0. Durch die Reaktion wird Stickstoff in Lithiumnitrid Li3N umgewandelt. Der einzige von Null verschiedene Oxidationszustand eines Alkalimetalls (der Oxidationszustand 0 kommt für jedes Element vor) ist +1. Damit die Li3N-Struktureinheit elektrisch neutral ist, muss Stickstoff eine Oxidationsstufe von -3 haben. Es stellt sich heraus, dass Stickstoff durch die Reaktion eine negative Ladung erhielt, was die Zugabe von Elektronen bedeutet. Stickstoff ist bei dieser Reaktion ein Oxidationsmittel.

Aufgabe Nr. 2

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen dem Reaktionsschema und der Eigenschaft des Phosphorelements her, die es in dieser Reaktion zeigt: Wählen Sie für jede durch einen Buchstaben gekennzeichnete Position die entsprechende durch eine Zahl gekennzeichnete Position aus.

Notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben.

Antwort: 1224

Aufgabe Nr. 3

REAKTIONSGLEICHUNG
A) 4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O B) 2Cu(NO 3) 2 → 2CuO + 4NO 2 + O 2 B) 4Zn + 10HNO 3 → NH 4 NO 3 + 4Zn(NO 3) 2 + 3H 2 O D) 3NO 2 + H 2 O → 2HNO 3 + NO

Notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben.

Antwort: 1463

Aufgabe Nr. 4

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen der Reaktionsgleichung und der Änderung der Oxidationsstufe des darin enthaltenen Oxidationsmittels her: Wählen Sie für jede durch einen Buchstaben gekennzeichnete Position die entsprechende durch eine Zahl gekennzeichnete Position aus.

REAKTIONSGLEICHUNG	ÄNDERUNG DES OXIDATIONSZUSTANDS DES OXIDATIONSMITTELS
A) SO 2 + NO 2 → SO 3 + NO B) 2NH 3 + 2Na → 2NaNH 2 + H 2 B) 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O → 4HNO 3 D) 4NH 3 + 6NO → 5N 2 + 6H 2 O

Notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben.

Antwort: 3425

Aufgabe Nr. 5

Stellen Sie eine Übereinstimmung zwischen dem Reaktionsschema und dem Koeffizienten vor dem darin enthaltenen Oxidationsmittel her: Wählen Sie für jede durch einen Buchstaben gekennzeichnete Position die entsprechende durch eine Zahl gekennzeichnete Position aus.

REAKTIONSSCHEMA	KOEFFIZIENT VOR OXIDIERMITTEL
A) NH 3 + O 2 → N 2 + H 2 O B) Cu + HNO 3 (konz.) → Cu(NO 3) 2 + NO 2 + H 2 O B) C + HNO 3 → NO 2 + CO 2 + H 2 O D) S + HNO 3 →H 2 SO 4 + NO

Notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben.

Antwort: 3442

Aufgabe Nr. 6

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen der Reaktionsgleichung und der Änderung der Oxidationsstufe des darin enthaltenen Oxidationsmittels her: Wählen Sie für jede durch einen Buchstaben gekennzeichnete Position die entsprechende durch eine Zahl gekennzeichnete Position aus.

REAKTIONSGLEICHUNG	ÄNDERUNG DES OXIDATIONSZUSTANDS DES OXIDATIONSMITTELS
A) 2NH 3 + K → 2KNH 2 + H 2 B) H 2 S + K → K 2 S + H 2 B) 4NH 3 + 6NO → 5N 2 + 6H 2 O D) 2H 2 S + 3O 2 → 2SO 2 + 2H 2 O

Notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben.

Antwort: 4436

Aufgabe Nr. 7

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen den Ausgangsstoffen und der Eigenschaft von Kupfer her, die dieses Element in dieser Reaktion aufweist: Wählen Sie für jede durch einen Buchstaben gekennzeichnete Position die entsprechende durch eine Zahl gekennzeichnete Position aus.

Notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben.

Antwort: 2124

Aufgabe Nr. 8

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen dem Reaktionsschema und der Eigenschaft des Schwefels her, die er in dieser Reaktion aufweist: Wählen Sie für jede durch einen Buchstaben gekennzeichnete Position die entsprechende durch eine Zahl gekennzeichnete Position aus.

Notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben.

Antwort: 3224

Aufgabe Nr. 9

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen dem Reaktionsschema und der Eigenschaft von Phosphor her, die es in dieser Reaktion zeigt: Wählen Sie für jede durch einen Buchstaben gekennzeichnete Position die entsprechende durch eine Zahl gekennzeichnete Position aus.

Notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben.

Antwort: 3242

Aufgabe Nr. 10

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen dem Reaktionsschema und der Eigenschaft des Stickstoffs her, die er in dieser Reaktion aufweist: Wählen Sie für jede durch einen Buchstaben gekennzeichnete Position die entsprechende durch eine Zahl gekennzeichnete Position aus.

Notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben.

Antwort: 2141

Aufgabe Nr. 11

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen dem Reaktionsschema und der Eigenschaft von Fluor her, die es in dieser Reaktion zeigt: Wählen Sie für jede durch einen Buchstaben gekennzeichnete Position die entsprechende durch eine Zahl gekennzeichnete Position aus.

Notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben.

Antwort: 1444

Aufgabe Nr. 12

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen dem Reaktionsschema und der Änderung der Oxidationsstufe des Reduktionsmittels her: Wählen Sie für jede durch einen Buchstaben gekennzeichnete Position die entsprechende durch eine Zahl gekennzeichnete Position aus.

REAKTIONSSCHEMA
A) NaIO → NaI + NaIO 3 B) HI + H 2 O 2 → I 2 + H 2 O B) NaIO 3 → NaI + O 2 D) NaIO 4 → NaI + O 2	1) I +5 → I −1 2) O −2 → O 0 3) I +7 →I −1 4) I +1 → I −1 5) I +1 → I +5 6) I −1 → I 0

Notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben.

Antwort: 5622

Aufgabe Nr. 13

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen der Reaktionsgleichung und der Änderung der Oxidationsstufe des Reduktionsmittels in dieser Reaktion her: Wählen Sie für jede durch einen Buchstaben gekennzeichnete Position die entsprechende durch eine Zahl gekennzeichnete Position aus.

REAKTIONSGLEICHUNG	ÄNDERUNG DES OXIDATIONSZUSTANDS DES REDUZIERMITTELS
A) H 2 S + I 2 → S + 2HI B) Cl 2 + 2HI → I 2 + 2HCl B) 2SO 3 + 2KI → I 2 + SO 2 + K 2 SO 4 D) S + 3NO 2 → SO 3 + 3NO

Notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben.

Antwort: 5331

Aufgabe Nr. 14

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen der Gleichung der Redoxreaktion und der Änderung der Oxidationsstufe von Schwefel bei dieser Reaktion her: Wählen Sie für jede durch einen Buchstaben gekennzeichnete Position die entsprechende durch eine Zahl gekennzeichnete Position aus.

REAKTIONSGLEICHUNG	ÄNDERUNG DES SCHWEFELOXIDATIONSGRADES
A) S + O 2 → SO 2 B) SO 2 + Br 2 + 2H 2 O → H 2 SO 4 + 2HBr B) C + H 2 SO 4 (konz.) → CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O D) 2H 2 S + O 2 → 2H 2 O + 2S

Notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben.

Antwort: 4123

Aufgabe Nr. 15

ÄNDERUNG DES OXIDATIONSZUSTANDS	FORMELN VON STOFFEN
A) S −2 → S +4 B) S −2 → S +6 B) S +6 → S −2 D) S −2 → S 0	1) Cu 2 S und O 2 2) H 2 S und Br 2 (Lösung) 3) Mg und H 2 SO 4 (konz.) 4) H 2 SO 3 und O 2 5) PbS und HNO 3 (konz.) 6) C und H 2 SO 4 (konz.)

Notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben.

Antwort: 1532

Aufgabe Nr. 16

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen der Änderung der Oxidationsstufe des Schwefels bei der Reaktion und den Formeln der daran beteiligten Ausgangsstoffe her: Wählen Sie für jede durch einen Buchstaben gekennzeichnete Position die entsprechende durch eine Zahl gekennzeichnete Position aus.

ÄNDERUNG DES OXIDATIONSZUSTANDS	FORMELN VON STOFFEN
A) S 0 → S +4 B) S +4 → S +6 B) S −2 → S 0 D) S +6 → S +4	1) Cu und H 2 SO 4 (verdünnt) 2) H 2 S und O 2 (unzureichend) 3) S und H 2 SO 4 (konz.)

Notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben.

Antwort: 3523

Aufgabe Nr. 17

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen den Eigenschaften von Stickstoff und der Gleichung der Redoxreaktion her, in der er diese Eigenschaften aufweist: Wählen Sie für jede durch einen Buchstaben gekennzeichnete Position die entsprechende durch eine Zahl gekennzeichnete Position aus.

Notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben.

Antwort: 2143

Aufgabe Nr. 18

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen der Änderung der Oxidationsstufe von Chlor bei der Reaktion und den Formeln der daran beteiligten Ausgangsstoffe her: Wählen Sie für jede durch einen Buchstaben gekennzeichnete Position die entsprechende durch eine Zahl gekennzeichnete Position aus.

ÄNDERUNG DES OXIDATIONSZUSTANDS	FORMELN DER AUSGANGSTOFFE
A) Cl 0 → Cl −1 B) Cl −1 → Cl 0 B) Cl +5 → Cl −1 D) Cl 0 → Cl +5	1) KClO 3 (Heizung) 2) Cl 2 und NaOH (heiße Lösung) 3) KCl und H 2 SO 4 (konz.) 6) KClO 4 und H 2 SO 4 (konz.)

Notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben.

Antwort: 2412

Aufgabe Nr. 19

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen der Formel des Ions und seiner Fähigkeit, Redoxeigenschaften zu zeigen, her: Wählen Sie für jede durch einen Buchstaben gekennzeichnete Position die entsprechende durch eine Zahl gekennzeichnete Position aus.

Notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben.

Antwort: 2332

Aufgabe Nr. 20

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen dem chemischen Reaktionsschema und der Änderung der Oxidationsstufe des Oxidationsmittels her: Wählen Sie für jede durch einen Buchstaben gekennzeichnete Position die entsprechende durch eine Zahl gekennzeichnete Position aus.

REAKTIONSSCHEMA	ÄNDERUNG DES OXIDATIONSZUSTANDS DES OXIDATIONSMITTELS
A) MnCO 3 + KClO 3 → MnO 2 + KCl + CO 2 B) Cl 2 + I 2 + H 2 O → HCl + HIO 3 B) H 2 MnO 4 → HMnO 4 + MnO 2 + H 2 O D) Na 2 SO 3 + KMnO 4 + KOH → Na 2 SO 4 + K 2 MnO 4 + H 2 O	1) Cl 0 → Cl − 2) Mn +6 → Mn +4 3) Cl +5 → Cl − 4) Mn +7 → Mn +6 5) Mn +2 → Mn +4 6) S +4 → S +6

Notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben.

Antwort: 3124

Aufgabe Nr. 21

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen dem Reaktionsschema und der Änderung der Oxidationsstufe des Reduktionsmittels in dieser Reaktion her: Wählen Sie für jede durch einen Buchstaben gekennzeichnete Position die entsprechende durch eine Zahl gekennzeichnete Position aus.