If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание
Текущ час:0:00Обща продължителност:10:54

Видео транскрипция

Тук имаме записана реакция на горене. Имаме въглеводорода метан ето тук. Взимаш това. Взимаш малко молекулярен кислород. Даваш им достатъчно топлина. И те ще започнат да горят. И ще произведат въглероден диоксид, вода и повече енергия, отколкото им подаваш. Това е екзотермична реакция. Излиза повече енергия, отколкото подаваш. Ето защо пожарите продължават да се разпространяват. Ето защо горенето се използва за захранване на неща. Но в това видео няма да се фокусираме върху това. В това видео искаме да говорим за – кой от тези компоненти, от тези молекули, кой от тях окислява и кой се редуцира? И за да направим това нека първо помислим за окислителните състояния на началните атоми и окислителните състояния на продуктите – на различните съставни части на тези молекули. Окуражавам те сега да спреш видеото и да опиташ да откриеш това самостоятелно. Приемам, че се опита. Нека сега решим това заедно. Нека първо да помислим за метана. Тук имам няколко електроотрицателни елемента в скалата на Полинг ето тук, но нека визуализираме само метана. Метанът е въглерод, свързан с 4 водородни атома. Когато говорим за окисляване – въпреки че това всъщност е ковалентна връзка – се преструваме, че хипотетично това са йонни връзки. Трябва да дадем електронната двойка на една от страните на връзката. Ако разгледаме въглерода и водорода, въглеродът е по-електроотрицателен от водорода. Така че ще приемем, че въглеродът ще задържи електроните, а водородът ще отдаде електроните. Така че в този хипотетичен свят въглеродът хипотетично ще приеме един електрон от всеки от тези водородни атоми. Ще има степен на окисление от -4, един електрон от всеки от 4-те водородни атома. -4. И, отново, пишем знака след числото, вероятно за да не го объркваме със степенните показатели. Нека сега помислим за водородните атоми. От всеки от тези водородни атоми – в този хипотетичен свят – бива отнет един електрон. Можем да кажем, че има степен на окисление от +1, което можем да запишем като 1+. Или можехме просто да запишем "+" ето тук – знак плюс. Сега имаме молекулярен кислород – кислороден атом свързан с кислороден атом. Всички кислородни атоми са създадени еднакви. Или ще приемем, че тези кислородни атоми са създадени еднакви, че не са различни изотопи или нещо подобно. В тази ситуация няма причина един кислороден атом да привлече електрони от друг кислороден атом. В тази ситуация кислородният атом има степен на окисление – когато е в тази молекулярна кислородна форма – има степен на окисление от 0 или окислително число от 0. Нека помислим за тази страна, за продуктите. Какво се случва тук с въглеродния диоксид? Въглеродният диоксид е въглероден атом, двойно свързан с 2 различни кислородни атома. Виждаме, че кислородът е един от най-електроотрицателните елементи тук, определено по-електроотрицателен от въглерода. Така че в хипотетичната ни ситуация с йонната връзка бихме казали, че кислородът ще приеме 4 електрона. Всички тези връзки ще преминат до различните електрони. Всеки кислороден атом ще приеме 2 електрона от въглеродния атом. Въглеродът ще загуби 4 електрона. Можем да кажем, че въглеродът губи 4 електрона. "Губиш 4 електрона." Това ти дава хипотетичен положителен заряд от +4. Всеки от тези кислородни атоми приема 2 електрона. Така че това дава на всеки от тях хипотетичен заряд от -2. И виждаме, че сумата се изравнява. +4. 2*(-2) е -4. Сборът излиза точен. Това е неутрална молекула. И видяхме това ето тук – когато имахме -4 + 4*(+1). Всичко се изравнява и молекулата е неутрална. И това е логично, понеже това са неутрални молекули. И накрая имаш вода. Вече много пъти сме виждали това. Кислород – това, което в реалността, са ковалентни връзки с водородните атоми – в хипотетичната ни йонна връзка кислородът е доста по-електроотрицателен. Тоест приемаме, че той ще приеме електроните от водородните атоми. Всеки от водородните атоми отдава един електрон, което му дава степен на окисление 1. Дори мога да го запиша така, ако предпочиташ. Степен на окисление +1. Кислородният атом е приел 2 електрона. Така че това му дава степен на окисление -2. След като направихме това нека помислим кое бива окислено и кое бива редуцирано. Нека първо се съсредоточим върху въглерода. Въглеродът започва със степен на окисление -4. Протича реакция. И после въглеродът има степен на окисление +4. Как нещо преминава от степен на окисление -4 до +4? Начинът да увеличиш заряда – или хипотетичният заряд – е да загубиш електрони. Всеки път, когато загубиш един електрон, това става по-малко отрицателно. И евентуално ще стане положително. Така че трябва да отдадеш (изгубиш) 8 електрона. Ще запиша +8 електрона тук. Взимаш тези електрони, даваш ги на този въглероден атом. Ще стигнеш до тази страна на реакцията. И по начинът, по който записвам това сега, тези се наричат "полу-реакции" – когато се фокусирам независимо върху всеки от елементите на тези реакции. Тук имаш въглерод. В тази реакция въглеродът – при хипотетичната ситуация с оксидационния номер – е изгубил (отдал) 8 електрона. Как наричаме ситуацията, при която се губят (отдават) тези хипотетични електрони? Можем да си припомним ОКО, РЯП(А) – Окисляване е отдаване, Редукция е Получаване. Или ЗЕЛЕНО – Загубата на ЕЛЕктроНи е Окисляване – и ПЕРУ – Получаването на Електрони е РедУкция. Тук е очевидно, че въглеродът бива окислен. Губи електрони. Окисляването е загуба на електрони. Въглеродът бива окислен. Нека помислим за водорода. В лявата страна имаш 4 водородни атома, всеки от които има степен на окисление от +1. Вдясно имаш 4 водородни атома. Записваме го по малко по-различен начин. Можем да го запишем така 2Н2, всеки от които има степен на окисление +1. Степените на окисление за водородните атоми не са се променили. Водородните атоми не са нито окислени, нито редуцирани. Нека помислим за кислородните атоми. Вляво имаш неутралната степен на окисление на 2О2. А какво имаш вдясно? Имаш общо 4 кислородни атома. Ще ги комбинирам. Просто ще запиша това като общо 4 кислородни атома. И каква е степентта на окисление на всеки от тях? Виждаме, че е -2. Какво се е случило с всеки от тези 4 кислородни атома? Можех да запиша 4О вместо 2О2. И по двата начина просто се опитвам да запиша кислородните атоми. Тук имам 4 кислородни атома с неутрална степен на окисление – със степен на окисление 0. И тук имам 4 кислородни атома с отрицателна степен на окисление. Как преминаваш от 0 до отрицателно число? Всеки от тях трябва да е получил 2 електрона. Ако имаш 4 кислородни атома, всеки от тях получил 2 електрона, тогава можем да запишем реакцията ето така. Нека я запиша така. Нека преместя тази част. Изрязвам и поставям. Нека го преместим малко надясно, понеже искам да покажа получаването на електроните. + 8 електрона. Какво се е случило с кислородните атоми? Кислородът е получил електрони. При кое имаме получаване на електрони? Редукцията е получаване – РЯП(А). ПЕРУ – получаването на електрони е редукция. Кислородът е редуциран. А кое е окислило въглерода? Въглеродът е загубил електрони за сметка на кислорода. Тоест въглеродът е окислен от кислорода, което е част от логиката да наричаме това "окисляване". Кое редуцира кислорода? Кислородът е приел тези електрони от въглерода. Кислородът е редуциран от въглерода. И този вид реакция – при която имаш и окисляване, и редуциране, и те са двете страни на една и съща монета... Едно от нещата ще бъде окислено, ако друго нещо е редуцирано и обратно. Наричаме тези реакции окислително-редукционни. Или понякога, за по-кратко, "редокс". Взимаме "ред" от редукция и "окс" от "окисляване" и получаваме "редокс". Това е редокс реакция. Нещо бива окислено. Нещо друго бива редуцирано. Не всичко ще бъде окислено или редуцирано и можем да видим това много ясно, когато го изобразим в тези полуреакции. И един начин да проверим дали полуреакцията е логична е да сборуваме двете страни. Ако вземеш лявата страна и я сборуваш трябва да получиш всички елементи ето тук минус електроните. И същото нещо важи за тук. Трябва да получиш всички елементи, които имаш вдясно, минус електроните. Един начин да помислим за това е че ако събереш всичко това вляво, тогава ще получиш това плюс тези 8 електрона вляво. Ако събереш всичко това, тогава ще имаш плюс 8-те електрона и от тази страна. Така че за 8-те електрона можеш да си кажеш: "Нека ги извадим от двете страни." Ще получиш оригиналната си реакция. И ще приключим тук. Това е много, много мощен инструмент в химията, понеже ни помага да помислим какво става в някакъв вид реакция.