Пример решения задания 1. Подберите коэффициенты в следующих реакциях ионно-электронным методом

Подберите коэффициенты в следующих реакциях ионно-электронным методом. Укажите окислитель и восстановитель, определите направление реакции и вычислите э.д.с.

Решение:

Для подбора коэффициентов к уравнениям ОВР этим методомрекомендуется следующая последовательность действий.

1). Представим схему реакции в ионно-молекулярном виде, записывая в виде ионов только сильные и хорошо растворимые электролиты.

КМnО42С2О4 +H2SO4 → МnSО4+ СО2 + K2SO42О

K++ МnО4-+H2C2O4 +2H++SO42-→Мn2++ SO42-+СО2 +2K++SO42- + H2O

2). В ионно-молекулярном уравнении ОВР, выделим молекулы и ионы, в которых происходит изменение степеней окисления элементов:

Пример решения задания 1. Подберите коэффициенты в следующих реакциях ионно-электронным методом - student2.ru

Пример решения задания 1. Подберите коэффициенты в следующих реакциях ионно-электронным методом - student2.ru

3). Составим материальный баланс для всех элементов в схемах превращений.

Реакция идет в водном растворе в кислой среде, поэтому атомы кислорода и водорода уравниваются молекулами воды (где имеется недоствток атомов кислорода) и ионами водорода противоположным стороне реакции.

В схеме (а) сначала уравниваются атомы углерода Пример решения задания 1. Подберите коэффициенты в следующих реакциях ионно-электронным методом - student2.ru , а затем атома водорода Пример решения задания 1. Подберите коэффициенты в следующих реакциях ионно-электронным методом - student2.ru

В схеме (б) в левой части имеется 4 атома кислорода, а в левой их нет. Поэтому, в правую часть схемы добавляем 4 молекулы воды, а в левую 8 ионов водорода МпО4- +8H+ →Мп2+ +4Н2О.

4). Составим баланс по зарядам. В схеме (а) подсчитаем суммарные заряды частиц в левой и правой частях схемы и уравняем их путем вычитания определённого числа электронов. В схеме (а) суммарный заряд частиц в левой частиравен нулю, в правой - плюс двум. Равенство зарядов будет наблюдаться в том случае, еслииз левой части схемы убрать два электрона:

Н2С2О4 –2e-→2СО2 +2Н+ (процесс окисления).

восстановитель

В схеме (б) МпО4- +8H+ → Мп2+ +4Н2О подсчитываем суммарные зарядычастиц в левой и правой частях схемы.

Суммарный заряд частиц в левой части равен (+7), а в правой (+2). Равенство зарядов будет соблюдаться в том случае, еслик левой части уравнения прибавить пять электронов:

МпО4- +8H+ +5ē → Mп2+ +4H2O (процесс восстановления).

окислитель

5). Уравняем число отданных ипринятых электронов,найдя наименьшее общее кратное соответствующихчисел имножители к ним. В рассматриваемом примере наименьшее общее кратное для чисел 2 и 5 равно 10. Поэтому для процесса окисления дополнительным множителем будет 5, а для процесса восстановления - дополнительный множитель 2.

6). С учётомэтих множителей произведём суммирование левых и правых частей полученныхуравнений:

5 | Н2С2О4-2 ē →2CO2 + 2Н+

2 | МпО4- + 8H+ + 5 ē →Мп2+ +4H2O

 
  Пример решения задания 1. Подберите коэффициенты в следующих реакциях ионно-электронным методом - student2.ru

2С2О4+ 2МпО4- + 16H+ →10CО2 +10Н+ +2Мn2+ +8H2O

После приведения подобных членов получим сокращённое ионно-молекулярное уравнение рассматриваемой реакции.

2С2О4 +2МпО4- +6Н+ →10CО2 +2Мп2++8H2O

Коэффициенты этого уравнения соответствуют коэффициентам молекулярного уравнения:

5 Н2С2О4 +2KМпО4 +3H2SO4=10СО2 + 2МпSО4 +K2SO4 +8H2O

Проверка правильности подобранных коэффициентов производится по равенству числа атомов всех элементов в обеих частях уравнения.

э.д.с. = ∆φ = φокс – φвосс = 1,51-(-0,49) = 2 В; ∆φ > 0, следовательно реакция идёт в прямом направлении.

Если реакция протекает в щелочной среде, то для составления материального баланса используются частицы ОН- и Н2О.

В ту часть схемы, в которой не хватает атомов кислорода, добавляют удвоенное число ОН- - групп. В противоположную часть схемы записывают молекулы воды, число которых равно половине количества ОН- - ионов.

Например Пример решения задания 1. Подберите коэффициенты в следующих реакциях ионно-электронным методом - student2.ru (процесс окисления)

Наши рекомендации