ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
5. В левой и правой частях уравнения по двадцать атомов
кислорода, следовательно, уравнение реакции составлено верно.
Электронно-ионный метод баланса (метод полуреак-
ций).
Этот метод применяется для реакций, протекающих в рас-
творах электролитов. В получающихся электронно-ионных урав-
нениях, как и в ионных уравнениях реакций обмена слабодиссо-
циирующие, летучие и малорастворимые вещества записывают в
молекулярном виде, а сильные электролиты в ионном виде.
Также в ионную схему включают частицы, характеризующие
среду: кислую – ион
+
H , щелочную – ион
−
OH и нейтральную –
молекула
OH
2
.
Пример 2. Осуществите превращение перманганата калия
в сульфат марганца.
Решение. Более удобно данное превращение реализовать в
ионной форме, а затем ионы дать в составе соответствующих мо-
лекул. Таким образом, исходная схема превращения выглядит
следующим образом:
+
→
2-
4
MnMnO
.
Последовательность рассуждений следующая:
1. Прежде всего обеспечивается закон сохранения массы по
основному веществу – марганцу. В данном случае, по условию
задачи, слева и справа по одному атому марганца.
2. Далее, необходимо обеспечить закон сохранения массы
по кислороду. Видно, что в левой части схемы превращения на-
ходятся четыре атома кислорода, а в правой части кислород от-
сутствует. Уравнять количество атомов кислорода можно за счет
молекул воды, т.е. в правую часть добавить четыре молекулы
OH
2
:
OH4MnMnO
2
2-
4
+→
+
.
3. Теперь необходимо уравнять количество атомов водоро-
да. Это обеспечивается введением в левую часть восьми ионов
водорода
+
H :
OH4MnH8MnO
2
2-
4
+→+
++
.
114
Таким образом, закон сохранения массы для данной задачи
обеспечен.
4. Перейдем к реализации закона сохранения заряда. При
этом надо исходить из суммы зарядов в правой части полуреак-
ции. Так, в правой части полуреакции суммарный заряд равен +2.
Следовательно, такой же заряд должен быть и в левой части по-
луреакции. Это обеспечивается прибавлением к левой части 5
электронов:
OH4Mn5H8MnO
2
2-
4
+→++
++
e
.
Поскольку один электрон имеет заряд “–1”, то
(
)
515
−
=
−
⋅
. Тогда суммарный заряд в левой части полуреакции
также становится равным “+2”. Таким образом, закон сохране-
ния заряда для данной задачи также обеспечен.
Согласно данной полуреакции, перманганат-ион присоеди-
няет 5 электронов и является окислителем.
5. Теперь подберем восстановитель, который должен отве-
чать следующему условию:
0ЭДС
.
0
восст
0
MnMnO
2-2
4
>−=
+
ϕϕ
.
Этому условию отвечают, например, следующие схе-
мы переходов:
-
3
-
2
NONO →
;
-2
4
-2
2
SOSO →
;
+
→
2
ZnZn
.
6. Для решения нашей задачи выберем первую схему. Со-
гласно приведенной выше последовательности рассуждений, со-
ставим следующую полуреакцию:
+
+→−+ 2HNO2OHNO
-
32
-
2
e
.
7. Объединим обе полуреакции в одну систему и определим
основные коэффициенты:
OH4Mn5H8MnO
2
2-
4
+→++
++
e
5 2
+
+→−+ 2HNO2OHNO
-
32
-
2
e
2 5
115
5. В левой и правой частях уравнения по двадцать атомов Таким образом, закон сохранения массы для данной задачи
кислорода, следовательно, уравнение реакции составлено верно. обеспечен.
4. Перейдем к реализации закона сохранения заряда. При
Электронно-ионный метод баланса (метод полуреак- этом надо исходить из суммы зарядов в правой части полуреак-
ций). Этот метод применяется для реакций, протекающих в рас- ции. Так, в правой части полуреакции суммарный заряд равен +2.
творах электролитов. В получающихся электронно-ионных урав- Следовательно, такой же заряд должен быть и в левой части по-
нениях, как и в ионных уравнениях реакций обмена слабодиссо- луреакции. Это обеспечивается прибавлением к левой части 5
циирующие, летучие и малорастворимые вещества записывают в электронов:
молекулярном виде, а сильные электролиты в ионном виде. MnO -4 + 8H + + 5e → Mn 2+ + 4H 2 O .
Также в ионную схему включают частицы, характеризующие
Поскольку один электрон имеет заряд “–1”, то
среду: кислую – ион H + , щелочную – ион OH − и нейтральную – 5 ⋅ (− 1) = −5 . Тогда суммарный заряд в левой части полуреакции
молекула H 2 O .
также становится равным “+2”. Таким образом, закон сохране-
Пример 2. Осуществите превращение перманганата калия ния заряда для данной задачи также обеспечен.
в сульфат марганца. Согласно данной полуреакции, перманганат-ион присоеди-
Решение. Более удобно данное превращение реализовать в няет 5 электронов и является окислителем.
ионной форме, а затем ионы дать в составе соответствующих мо- 5. Теперь подберем восстановитель, который должен отве-
лекул. Таким образом, исходная схема превращения выглядит чать следующему условию:
следующим образом:
ЭДС = ϕ MnO
0
2-
Mn 2 +
− ϕ восст
0
> 0.
MnO -4 → Mn 2+ . 4
.
Этому условию отвечают, например, следующие схе-
Последовательность рассуждений следующая:
мы переходов:
1. Прежде всего обеспечивается закон сохранения массы по
основному веществу – марганцу. В данном случае, по условию NO -2 → NO 3- ;
задачи, слева и справа по одному атому марганца. SO 22- → SO 24- ;
2. Далее, необходимо обеспечить закон сохранения массы
Zn → Zn 2+ .
по кислороду. Видно, что в левой части схемы превращения на-
ходятся четыре атома кислорода, а в правой части кислород от- 6. Для решения нашей задачи выберем первую схему. Со-
сутствует. Уравнять количество атомов кислорода можно за счет гласно приведенной выше последовательности рассуждений, со-
молекул воды, т.е. в правую часть добавить четыре молекулы ставим следующую полуреакцию:
H 2O : NO -2 + H 2 O − 2e → NO 3- + 2H + .
MnO -4 → Mn 2+ + 4H 2 O . 7. Объединим обе полуреакции в одну систему и определим
основные коэффициенты:
3. Теперь необходимо уравнять количество атомов водоро-
да. Это обеспечивается введением в левую часть восьми ионов MnO -4 + 8H + + 5e → Mn 2+ + 4H 2 O 5 2
водорода H + : NO -2 + H 2 O − 2e → NO 3- + 2H + 2 5
MnO -4 + 8H + → Mn 2+ + 4H 2 O .
114 115
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- …
- следующая ›
- последняя »
