Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций

A Электронный баланс- метод нахождения коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций, в котором рассматривается обмен электронами между атомами элементов, изменяющих свою степень окисления. Число электронов, отданное восстановителем равно числу электронов, получаемых окислителем.

Уравнение составляется в несколько стадий:

1. Записывают схему реакции.

KMnO4 + HCl ® KCl + MnCl2 + Cl2­ + H2O

2. Проставляют степени окисления над знаками элементов, которые меняются.

KMn+7O4 + HCl-1 ® KCl + Mn+2Cl2 + Cl20­ + H2O

3. Выделяют элементы, изменяющие степени окисления и определяют число электронов, приобретенных окислителем и отдаваемых восстановителем.

Mn+7 + 5ē ® Mn+2

2Cl-1 - 2ē ® Cl20

4. Уравнивают число приобретенных и отдаваемых электронов, устанавливая тем самым коэффициенты для соединений, в которых присутствуют элементы, изменяющие степень окисления.

Mn+7 + 5ē ® Mn+2
2Cl-1 - 2ē ® Cl20

––––––––––––––––––––––––

2Mn+7 + 10Cl-1 ® 2Mn+2 + 5Cl20

5. Подбирают коэффициенты для всех остальных участников реакции.

2KMn+7O4 + 16HCl-1 ® 2KCl + 2Mn+2Cl2 + 5Cl20 + 8H2O

B Электронно-ионный баланс (метод полуреакций) метод нахождения коэффициентов, в которомрассматривается обмен электронами между ионами в растворе с учетом характера среды:

2Cl1- – 2ē ® Cl20  
MnO41- + 8H+ + 5ē ® Mn2+ + 4H2O
7+   2+  

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

10Cl- + 2MnO41- + 16H+ ® 5Cl20­ + 2Mn2+ + 8H2O

(для уравнивания ионной полуреакции используют H+, OH- или воду)

Типичные реакции окисления-восстановления

Реакции с участием перманганата калия в качестве окислителя

При взаимодействии перманганата калия с восстановителем образуются различные продукты восстановления в зависимости от pH среды.

Реакции в кислой среде.

5K2S+4O3 + 2KMn+7O4 + 3H2SO4 ® 6K2S+6O4 + 2Mn+2SO4 + 3H2O

электронный баланс

Mn+7 + 5ē ® Mn+2
S+4 – 2ē ® S+6

метод полуреакций

MnO4- + 8H+ + 5ē ® Mn2+ + 4H2O
SO32- + H2O – 2ē ® SO42- + 2H+

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

2MnO4- + 16H+ + 5SO32- + 5H2O ® 2Mn2+ + 8H2O + 5SO42- + 10H+

или 2MnO4- + 6H+ + 5SO32- ® 2Mn2+ + 3H2O + 5SO42-

Фиолетовый раствор KMnO4 обесцвечивается при добавлении раствора K2SO3.

Реакции в нейтральной среде

3K2S+4O3 + 2KMn+7O4 + H2O ® 3K2S+6O4 +2Mn+4O2¯ + 2KOH

электронный баланс

S+4 – 2ē ® S+6
Mn+7 + 3ē ® Mn+4

метод полуреакций:

MnO41- + 2H2O + 3ē ® MnO2 + 4OH-
SO32- + 2OH- - 2ē ® SO42- + H2O

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

2MnO4- + 4H2O + 3SO32- + 6OH- ® 2MnO2 + 8OH- + 3SO42- + 3H2O

или 2MnO4- + H2O + 3SO32- ® 2MnO2 + 2OH- + 3SO42-

Фиолетовый раствор KMnO4 после окончания реакции обесцвечивается и наблюдается выпадение бурого осадка.

Реакции в щелочной среде.

K2S+4O3 + 2KMn+7O4 + 2KOH ® K2S+6O4 +2K2Mn+6O4 + H2O

электронный баланс

S+4 – 2ē ® S+6
Mn+7 + 1ē ® Mn+6

метод полуреакций:

SO32- + 2OH- - 2ē ® SO42- + H2O
MnO41- + ē ® MnO42-

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––

SO32- + 2OH- + 2MnO4- ® SO42- + H2O + 2MnO42-

Фиолетовый раствор KMnO4 превращается в зеленоватый раствор K2MnO4.

Таким образом,

Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций - student2.ru

Реакции с дихроматом калия в качестве окислителя

Степень окисления хрома понижается с +6 до +3. Наблюдается изменение окраски реакционной массы с желто-оранжевого цвета до зеленого или фиолетового.

1)

K2Cr2+6O7 + 3H2S-2 + 4H2SO4 ® K2SO4 + Cr2+3(SO4)3 + 3S0¯ + 7H2O

электронный баланс:

2Cr+6 + 6ē ® 2Cr+3
S-2 - 2ē ® S0

метод полуреакций:

Cr2O72- + 14H+ + 6ē ® 2Cr3+ + 7H2O
H2S0 - 2ē ® S0 + 2H+

––––––––––––––––––––––––––––––––––

Cr2O72- + 8H+ + 3H2S ® 2Cr3+ + 7H2O + 3S0

2)

K2Cr2+6O7 + 6Fe+2SO4 + 7H2SO4 ® 3Fe2+3(SO4)3 + K2SO4 + Cr2+3(SO4)3 + 7H2O

электронный баланс:

2Cr+6 + 6ē ® 2Cr+3
Fe+2 – ē ® Fe+3

метод полуреакций:

Cr2O72- + 14H+ + 6ē ® 2Cr3+ + 7H2O
Fe2+ - ē ® Fe3+

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––

6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ ® 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O

3)

K2Cr2+6O7 + 14HCl-1 ® 3Cl20­ + 2KCl + 2Cr+3Cl3 + 7H2O

электронный баланс:

2Cr+6 + 6ē ® 2Cr+3
2Cl-1 – 2ē ® Cl20

метод полуреакций:

Cr2O72- + 14H+ + 6ē ® 2Cr3+ + 7H2O
2Cl1- - 2ē ® Cl20

–––––––––––––––––––––––––––––––––––

Cr2O72- + 6Cl- + 14H+ ® 2Cr3+ + 3Cl20 + 7H2O

Наши рекомендации