Исследовательский проект

муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

"СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 13"

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ

"Окислительно-восстановительные реакции(ОВР) в природе и жизни человека"

Выполнил: ученик 9 А класса

Чаплыгин Владимир

Руководитель:Котенко Ольга Викторовна

Курск-2023

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.

1. Основная часть.

1.1 Окислительно-восстановительные реакции (ОВР). Основные понятия и определения.

1.2 Основные правила расчета степени окисления.

1.3 Окислители и восстановители

2. Практическая часть

2.1 Эксперименты

Заключение

Список используемых источников(литературы)

Приложения

Введение

Химия – наука, тесно связанная с вещественным миром знакомство с химией как с наукой начинается со школы. Как-никак в школе зарождается интерес к данной науке , именно в школе дети учатся писать химические формулы и уравнения реакций и изучать каков их мир.

Химические реакции - процессы, в следствии которых из одних веществ возникают другие, отличающиеся от них по составу и строению. Классификация химических реакций сложная, в её принцип могут быть положены разные признаки.

Окислительно-восстановительные процессы наиболее распространенные химические реакции и имеют огромное значение в химии. Окисление-восстановление - один из важнейших процессов природы и жизни человека. С этими реакциями связана жизнь любого живого существа: процессы обмена веществ в организме, фотосинтез, гниение и брожение.

По изменению степеней окисления химических элементов, образующих вещества, отличают окислительно-восстановительные реакции, и реакции протекающие без изменения степеней окисления химических элементов.

План:

Подготовительный этап: выбор темы, определение цели, задач, гипотезы проекта, поиск информации.

Основной этап: анализ собранной информации.

Заключительный этап: редактирование, окончательное оформление проекта, создание презентации, выводы.

Актуальность темы: Окислительно-восстановительные реакции самые распространенные и представляют большую функцию в природе. Они являются основной жизнью на земле, так как с ними связан фотосинтез, гниение, брожение и многое другое.

Проблема: Вероятнее всего проблема проекта в том, что окислительно-восстановительные реакции очень распространены и будет легко сделать практическую часть.

Цель: Сформировать представление о понятии ОВР и установить то как они проходят в природе и жизни человека.

Гипотеза: Предполагаю, то что окислительно-восстановительные реакции очень частые в нашей жизни и их можно сделать подручно.

Задачи проекта:

1. Рассказать об основных понятиях и определениях про ОВР

2. Сформулировать правила расчета степени окисления

3. Рассказать кто относится к окислителям , а кто к восстановителям.

4. Перейти к практической части и доказать данные факторы на основе природы и жизни человека.

Объект исследования: Окислительно-восстановительные реакции.

Предмет исследования: Понятия и определения о ОВР, правила расчета степени окисления, окислители и восстановители.

Методы исследования:

• Изучение литературы и источников СМИ.

1.1 Окислительно-восстановительные реакции (ОВР). Основные понятия и определения

Окислительно-восстановительные процессы наиболее распространенные химические реакции и имеют огромное значение в химии. Поэтому сейчас я поясню что это.

• Окислительно-восстановительные реакции – это реакции, в результате которых изменяются степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ вследствие переноса электрона между ними.

• Степень окисления – число условно отданных или принятых электронов.

Химические вещества можно разделить на окислители, восстановители.

• Окислители — это частицы , которые принимают электроны в ходе химической реакции. При этом степень окисления окислителя понижается. Окислители при этом восстанавливаются.

• Восстановители — это частицы , которые отдают электроны в ходе химической реакции. При этом степень окисления восстановителя повышается. Восстановители при этом окисляются.

Итак мы разобрались с основными понятиями о ОВР. Сейчас мы поговорим подробно о том как рассчитывать степень окисления. Основные правила и закономерности и позже плавно перейдем к окислителям и восстановителям.

1.2 Основные правила расчета степени окисления.

Сумма степеней окисления атомов в молекуле равна нулю , а в ионе - заряду иона. Это правило поможет получить уравнение и посчитать степень окисления химического элемента в соединении. Ещё больше могут облегчить расчеты другие закономерности такие как:

• У водорода в большинстве соединений степень окисления равна +1,но в соединении с металлами она равна -1

• У кислорода степень окисления в органических соединениях всегда -2.

• У неметаллов в соединениях с водородом и металлами окислительное число всегда отрицательное

• У металлов степень окисления всегда положительная

Также есть другие химические элементы, которые во всех соединениях отдают или принимают одинаковое количество электронов, поэтому их степень окисления — неизменная величина.

1.3 Окислители и восстановители

К окислителям относят:

• Нейтральные молекулы: F2,Cl2,Br2,O2,O3,S

• Положительные заряженные ионы металлов и водорода:H+ ,Cr+3 , Fe3+ , Cu2+ , Ag+)

• Сложные молекулы и ионы, содержащие атомы металла в высшей степени окисления.(CuO,Ag2O,Mn2O,CrO3,KMnO4 и т. п.)

К восстановителям относят:

• Простые вещества - металлы(наиболее сильные восстановители из них - щелочные и щелочноземельные)

• Некоторые простые вещества - неметаллы (например ,водород и углерод)

• Многие органические соединения(углеводороды, спирты, глюкоза, муравьиная и щавелевая кислота)

• Сложные вещества, в составе которых есть атомы или ионы неметаллов с отрицательной степенью окисления.(H2S,K2S и тп)

2. Практическая часть

2.1 Эксперименты

Эксперимент №1

Я проводил реакцию взаимодействия глицерина и перманганата калия. В крышку я насыпал чайную ложку перманганата калия , затем взял емкость с 50 мл глицерина и капнул несколько капель. Примерно через одну минуту смесь воспламеняется, при этом происходит вспышка фиолетового цвета, горение сопровождается разбросом раскаленных частиц продуктов реакции. В ходе реакции образуется карбонат калия, оксид марганца(4), вода и углекислый газ.

4КМnО₄ + 3С₃Н₅(ОН)₃ = 7K₂CO₃ + 14MnO₂ + 12H₂O + 2CO₂

14Mn⁺⁷– +42ē – 14Mn⁺⁴ 1 процесс восстановления, Mn – окислитель

42

9С^-2/3– -42ē –9С⁺⁴ 1 процесс окисления, С – восстановитель

Эксперимент №2

Я проводил реакцию перманганата калия с пероксидом водорода. Реакция довольно бурная, при ней выделяется много кислорода и появляется вода на дне. Наличие кислорода я проверил с помощью листа бумаги который поджог. Так как кислород питает огонь и поддерживает горение, то лист воспламенялся еще больше. Так же во время реакции образуется оксид марганца(IV) , гидроксид калия.

3H₂O₂ + 2KMnO₄ → 3O₂ + 2MnO₂ + 2KOH + 2H₂O

2Mn⁺⁷– +6ē – 2Mn⁺⁴ 1 процесс восстановления Mn – окислитель

6

6O^-1– -6ē – 6O⁰ 1 процесс окисление O – восстановитель

Вывод: Благодаря проведенным экспериментам я доказал свою гипотезу, так как используя практически любые подручные средства можно сделать окислительно-восстановительную реакцию, следовательно эти реакции очень частые.

Заключение

В ходе проведенной исследовательской работы была изучена литература, посвященная данной теме, проведены эксперименты по  изучению наличия окислительно-восстановительных реакций.

На основании проведенных исследований можно сделать следующий вывод: Окислительно-восстановительные процессы наиболее распространенные химические реакции и имеют огромное значение в химии. Окисление-восстановление - один из важнейших процессов природы и жизни человека. Гипотеза, предложенная мной, в самом начале моей работы, подтвердилась.

Важнейшие химические реакции(ОВР) очень распространены и их можно сделать подручно.

Список литературы

1. Морозов,Болтанин,Карпина Окислительно-восстановительные процессы

2. https://obuchalka.org/20200425120682/okislitelno-vosstanovitelnie-reakcii-v-neorganicheskoi-i-organicheskoi-himii-dityateva-o-a-2017.html

3. Друдцова Д. Д., Бестаева Л.Б. Окислительно-восстановительные реакции

4. https://ru.wikipedia.org