Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций

Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций дает возможность установить количественные соотношения реагирующих веществ, а иногда указывает и условия проведения реакции. При этом применяются метод электронного баланса и электронно-ионный метод.

При составлении данных уравнений необходимо учитывать два условия: во-первых, число атомов, вступивших в реакцию, должно быть равным числу атомов, входящих в состав продуктов реакции; во-вторых, число электронов, отдаваемых восстановителем, должно быть равно числу электронов, принимаемых окислителем.

Метод электронного баланса.

Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций данным методом обычно осуществляется в следующем порядке:

1. Записывают формулы исходных веществ и продуктов:

  • 2. Выявляют атомы элементов, которые изменяют степени окисления (в нашем случае это бром и марганец), и выделяют окислитель и восстановитель.
  • 3. Составляют окислительно-восстановительную реакцию — отдельно процессы восстановления и окисления. Определяют число присоединенных окислителем и потерянных восстановителем электронов и записывают уравнения электронного баланса:

2Br — 2e -» Br°21 5 восстановитель (процесс окисления);

Mn+7 + 5e -> Mn+2 | 2 окислитель (процесс восстановления).

Определяют коэффициенты перед окислителем и восстановителем, исходя из того, что число присоединенных окислителем электронов равно числу отданных восстановителем электронов. Поэтому в рассматриваемом примере это коэффициент 5 для процесса окисления и коэффициент 2 для процесса восстановления.

4. Уравнивают коэффициенты перед другими молекулами, причем вначале уравнивают коэффициенты перед атомами металла, а затем — перед атомами неметаллов. Подсчитывают число атомов водорода и проверяют число атомов кислорода в левой и правой частях уравнения. Если уравнение составлено правильно, то число атомов кислорода в обеих частях уравнения одинаково:

Электронно-ионный метод весьма удобен, поскольку осуществляется между простым веществом и элементарным ионом или между элементарными ионами. В качестве примера составим уравнение реакции окисления хлорида двухвалентного железа бихроматом калия в кислой среде, которая протекает по ионной схеме:

Составим электронно-ионные уравнения.

1. Для процесса восстановления иона Сг207-2 в ион Сг+3:

При переходе иона Сг207-2 в Сг+3 кислород связывается с ионами водорода, образуя молекулы воды:

Так как в левой части 12 положительных зарядов, а в правой 6, значит, в левую часть уравнения необходимо добавить 6 электронов. Тогда схема процесса восстановления иона Сг207-2 примет вид:

2. Для процесса окисления Fe+2 —> Fe+3, учитывая, что общее число отдаваемых восстановителем электронов равно общему числу присоединенных окислителем электронов, запишем уравнение:

Для уравнивания числа электронов в полуреакциях уравнение окисления железа умножаем на коэффициент 6:

Складываем составленные электронно-ионные уравнения для процессов окисления и восстановления и получаем сокращенное ионное уравнение реакции:

На основании ионного уравнения запишем молекулярное уравнение реакции:

Составленное молекулярное уравнение является правильным, так как число атомов каждого элемента справа и слева от знака равенства одинаково.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

  • 1. Какой из ионов МпО~4 или ReO~4 более сильный окислитель?
  • 2. Приведите примеры двух реакций с одним и тем же сложным веществом, в одной из которых оно реагирует с восстановителем, в другой — с окислителем.
  • 3. Какие металлы могут вытеснить серебро из водного раствора AgN03?
  • 4. Составьте суммарное ионное и молекулярное уравнения для каждой из следующих реакций, протекающих по схемам:

5. Проанализируйте возможность взаимодействия перхлорат-иона С104 и оксида марганца (II) в кислой среде.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >