Взаимодействие неметаллов с щелочами и восстановление нитратов

[Rurururu]

Здравствуйте. Не могу понять общего принципа взаимодействия неметаллов с щелочами и восстановления нитратов. Возможно, проблему решили бы диаграммы латимера и пурбе, но это сугубо эмпирический метод. Хочется понять это теоретически.

 

 

1) 3S + 6NaOH → Na₂SO₃ + 2Na₂S + 3H₂O 

P₄ + 3NaOH + 3H₂O → PH₃↑ + 3NaH₂PO₂ (t°, гипофосфит натрия)

 

Почему у P образуется 2 непосредственные связи с H, и только 3 связи с O. Притом у S все связи с O, по итогу гигантская Разница в окислении , хотя разница всего лишь в 1 электроне, это соседние атомы.

 

2)

KNO₃ + 3FeCl₂ + 4HCl → NO↑ + 3FeCl₃ + KCl + 2H₂O

 

2KNO₃ + 6KI + 4H₂SO₄ → 3I₂↓ + 2NO↑ + 4K₂SO₄ + 4H₂O

 

почему KI и Fecl2 одинаково восстанавливают нитрат? В KI K легко отдает электроны, I- сильный восстановитель значит восстанавливать должен сильно, в fecl2 fe слабо отдает электроны cl- слабый восстановитель, восстанавливать должен слабее намного 

 

3) ещё один вопрос. Видел два правила, в одном что щелочная среда усиливает окислительные свойства, а в другом что кислая среда усиливает окислительные свойства, опять хочется закономерности. А что с восстановительными?

 

 

Заранее спасибо огромное!

 

 

 

 

Изменено 17 Февраля, 2025 в 00:37 пользователем Rurururu

[бродяга_]

В 17.02.2025 в 01:24, Rurururu сказал:

хотя разница всего лишь в 1 электроне, это соседние атомы.

вообще то у галогенов с инертными газами тоже разница в один атом.

и представляешь тоже соседи.

[Rurururu]

Очевидно, что галогены имеют яркие свойства за счёт не заполненности и как раз отсутствия 1 электрона. Очевидно, что у инертных элементов октет заполнен. Это предельный пример, тут все крайне очевидно. Так что ваш предельный пример не релевантный, ввиду того, что S и P оба имеют промежуточную электронную структуру

[бродяга_]

В 17.02.2025 в 04:51, Rurururu сказал:

Очевидно, что галогены

 

В 17.02.2025 в 04:51, Rurururu сказал:

Очевидно, что у инертных

 

В 17.02.2025 в 04:51, Rurururu сказал:

тут все крайне очевидно.

разве не очевидно, что надо видеть, не разницу в 1 электрон, а считать сколько не хватает до заполненного.

[Paul_S]

1) Общий принцип состоит в том, что происходит диспропорционирование, т.е. получаются продукты, содержащие неметалл в положительной и отрицательной степенях окисления. В случае серы сульфит и сульфид - наиболее устойчивые продукты, к тому же, из школьного курса. На самом деле ровно по такой стехиометрии реакцию вряд ли можно провести, там всегда получаются полисульфиды, тиосульфат и политионаты. Конкретные продукты завист от специфики химических свойств неметалла.
2) В KJ восстановитель - иодид-ион, в FeCl2 - ион железа-2+. Калий и хлор не участвуют в процессах. Если при реакциях с HNO3 азот восстанавливается в равной степени, это значит, что у редокс-пар Fe2+/Fe3+ и J-/J2 близкий потенциал. Это проявляется, например, в том, что иод не может полностью окислить железо до 3+.
3) Кислая среда усиливает окислительные свойства вещества, если при его восстановлении в водной среде получаются ионы ОН-, щелочная - если появляются ионы Н+. Восстановительные свойства восстановителей - аналогично. Смотрите уравнения редокс-процессов.

[бродяга_]

В 17.02.2025 в 01:24, Rurururu сказал:

cl- слабый восстановитель,

кури реакции ОВР.

[chemister2010]

1) Из элемента образуется отрицательная степень окисления и ближайшая стабильная положительная степень окисления.

3) Восстановители сильнее всего восстанавливают в щелочной среде.

[Rurururu]

В 17.02.2025 в 07:05, Paul_S сказал:

 сульфит и сульфид - наиболее устойчивые продукты

Что определяет устойчивость продуктов?

В 17.02.2025 в 07:23, chemister2010 сказал:

1) Из элемента образуется отрицательная степень окисления и ближайшая стабильная положительная степень окисления. 

Я хотел сказать что у серы ближайшая положительная +2, и при верхней выдаче в Гугле так действительно говорится, но ещё немного полистал, действительно, такая степень редкость и SO, допустим, быстро разлагается. Но и в учебнике видел: -2,0,+2(!),+4,+6. Что не так с +2? Эта степень окисления уводит дальше от октета серу, а +4 как бы оставляет у серы заполненный s подуровень стабильный? Такая модель удобоворима?

В 17.02.2025 в 07:23, chemister2010 сказал:

 

 

Изменено 17 Февраля, 2025 в 04:59 пользователем Rurururu

[Rurururu]

В 17.02.2025 в 07:05, Paul_S сказал:

В KJ восстановитель - иодид-ион, в FeCl2 - ион железа-2+. Калий и хлор не участвуют в процессах. Если при реакциях с HNO3 азот восстанавливается в равной степени, это значит, что у редокс-пар Fe2+/Fe3+ и J-/J2 близкий потенциал. Это проявляется, например, в том, что иод не может полностью окислить железо до 3+.

Во-первых не понятно, почему так происходит. В одной ион металла, в другой ион галогена. Я так понимаю, смотреть по редокс-потенциалам смотреть каждый элемент? Но это эмпирический метод, редокс-потенциал не раскрывает сути.

 

Во-вторых, я объясню почему я решил (точнее мне такое решение нейросеть подсказала) что два элемента в галогенидах влияют на глубину восстановления.

Вот реакции:

1. 2CuI + 4H₂SO₄(конц.) → I₂ + 2SO₂ + 2CuSO₄ + 4H₂O  

2. 8KI + 5H₂SO₄(конц.) → 4I₂ + H₂S + 4K₂SO₄ + 4H₂O  

3. 2KBr + 2H₂SO₄(конц.) → Br₂ + SO₂ + K₂SO₄ + 2H₂O  

Изменено 17 Февраля, 2025 в 05:27 пользователем Rurururu

[Caesium137]

В 17.02.2025 в 10:19, Rurururu сказал:

редокс-потенциал не раскрывает сути.

Надо тогда смотреть из чего вытекает редокс-потенциал. 
По сути ов-потенциалы - это функции энергии гиббса, а она в свою очередь функция энтальпии и энтропии. Т.Е. образуется наиболее термодинамически выгодный продукт. И у разных элементов разные устойчивые продукты. Пока что квантовая химия не так выросла, чтобы просто по составу атома мы могли предсказывать термодинамические характеристики его соединений, так что остается использовать только эмпирические методы.

У нас есть ряд законов, по которым мы можем выявлять некоторые закономерности в изменениях свойств атомов, но, как вы заметили, очень много исключений, выпадающих из этих законов.