Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций

Для нахождения коэффициентов при составлении окислительно-восстановительных реакций необходимо:

· соблюдение материального баланса (число атомов данного элемента в левой и правой части должно быть одинаково);

· соблюдение электронного баланса: число электронов, отданных восстановителем (Red), должно быть равно числу электронов, принятых окислителем (Ox), например: Al + Cl 2® AlCl3

Red Ox

2 Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций - student2.ru Al - 3 ē = Al3+ процесс окисления, или полуреакция окисления

3 Cl 2 + 2 ē = 2Clпроцесс восстановления, или полуреакция восстановления

Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций - student2.ru 2Al + 3Cl2 = 2Al 3+ + 6Cl

2Al + 3Cl2 = 2AlCl3

При составлении окислительно-восстановительных реакций в водных растворах часто возникает необходимость использовать среду (Н+, ОН , Н2О). При этом, если частица в левой части полуреакции содержит кислорода больше, чем в правой (NO3 ® NO2 ), то нужно связать "О2"; если частица в левой части полуреакции содержит кислорода меньше, чем в правой части (SO32– ® SO4 2 ), то нужно ввести "О2" (представлено в табл. 4.1).

Таблица 4.1

Процессы Среда в окислительно-восстановительных реакциях в расчете на "О2 " в соединении
  кислая (Н+) щелочная (ОН-) нейтральная (Н2О)
Связать "О2 " NO3® NO2 О2 + 2Н+ = Н2О О2 + Н2О = 2ОН О2 + Н2О = 2ОН
Ввести "О2–" SO32 ® SO42 Н2О = О2 + 2Н+ 2ОН= О2– + Н2О Н2О = О2+ 2Н+

Для реакции К2Cr2O7 + КI + Н2SO4 ® Cr2(SO4)3 + I2 + Н2О + К2 SO4

ниже представлена последовательность однотипных операций, с помощью которых составляют уравнения полуреакций с использованием среды.

· Записывают исходные вещества и продукты полуреакций окисления и восстановления (сильные электролиты записывают в виде ионов, а неэлектро-литы, слабые электролиты, газы, осадки - в виде молекул):

Cr2O7 2®Cr3+; I ® I2.

· Уравнивают количество атомов элемента, изменяющего степень окисления:

Cr2O 7 2®2Cr 3+; 2I = I2.

· По изменению степени окисления подсчитывают количество отданных или принятых электронов: Cr2O7 2 + 6 ē ® 2Cr 3+; 2I- 2ē = I2.

· При необходимости уравнивают кислород и водород, используя правила среды: Cr2O7 2 + 6 ē + 14Н + = 2Cr 3+ + 7Н2О

· Проверяют суммарный заряд ионов и электронов левой и правой части уравнения.

· Составляют суммарное ионное уравнение реакции:

Cr2O7 2 + 6I + 14Н + = 2Cr 3+ + 3I2 + 7Н2О

· Составляют суммарное молекулярное уравнение реакции:

К2Cr2O7 + 6КI + 7Н2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3I2 + 7Н2О + 4К2 SO4

Пример 1. Среда кислая.

Na3PO3 + KMnO4 + H2 SO 4 ® Na3PO 4 + MnSO4 +

Red Ox

Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций - student2.ru 5 PO33-2 ē + Н2О = PO43 + 2Н+

2 MnO4 + 5 ē + 8Н + = Mn2+ + 4 H2O

 
  Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций - student2.ru

5PO33 + 2MnO4+ 5Н2О + 16Н+ = 5PO4 3 + 2Mn 2+ + 10Н+ + 8Н2О

5PO33+ 2MnO4+ 6Н+ = 5PO43 + 2Mn 2+ + 3Н2О

5Na3PO3 + 2KMnO4 + 3H2SO 4 = 5Na3PO 4 + 2MnSO 4 + 3Н2О + K2SO4

Пример 2. Среда щелочная.

KCrO2 + KClO4 + KOH® K2CrO 4 + KCl + ...

Red Ox

Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций - student2.ru 8 CrO 2 - 3 ē + 4ОН= CrO4 2 + 2Н2О

3 ClO4 + 8 ē + 4Н2О = Cl + 8ОН

Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций - student2.ru

8CrO2+ 3ClO4+ 32ОН + 12Н2О = 8CrO42 + 3Cl + 16Н2О + 24ОН

8CrO2+ 3ClO4 + 8ОН = 8CrO42 + 3Cl+ 4Н2О

8KCrO2 + 3КClO 4 + 8КОН = 8К2СrО 4 + 3КСl + 4Н2О

Пример 3. Среда нейтральная.

КMnO4 + MnSO4 + Н2О ® MnO2 +

Ox Red

Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций - student2.ru 3 Mn 2+ - 2 ē + 2Н2 О = MnO2 + 4Н+

2 MnO4+ 3 ē + 2Н2 О = MnO2 + 4ОН

 
  Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций - student2.ru

3Mn 2+ + 2MnO4+ 10Н2О = 5MnO2 + 12Н+ + 8ОН

3Mn2+ + 2MnO4+ 2Н2О = 5MnO2 + 4Н+

3MnSO4 + 2KMnO4 + 2Н2О = 5MnO2 + K2SO4 + 2Н2SO4

Наши рекомендации