Практикум по общей химии. Охинов Б.Д - 50 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

99
В соответствии с первой схемой в ходе взаимодействия
идет восстановление:
OH4MnH8MnO
2
2
4
+=+
++−
.
Из подсчета положительных и отрицательных зарядов в
левой и правой частях полуреакции окислитель принимает пять
электронов:
OH4Mnе5H8MnO
2
2
4
+=++
++−
(полуреакция восстановления окислителя).
Одновременно протекает процесс окисления сульфит-иона
в сульфат-ион по уравнению:
+−−
+=−+ H2SOe2OHSO
2
42
2
3
(полуреакция окисления восстановителя).
Так как в соответствии с первой полуреакцией потребует-
ся пять электронов, а согласно второй освобождается два элек-
трона, необходимо уравнять общее число участвующих во взаи-
модействии электронов подбором дополнительных множителей
по правилу наименьшего общего кратного:
5
2
H2SOe2OHSO
OH4Mne5H8MnO
2
42
2
3
2
2
4
+−−
++−
+=−+
+=++
Теперь сложим обе полуреакции с учетом дополнительных
множителей
.H10SO5OH8Mn2
e10OH5SO5e10H16MnO2
2
42
2
2
2
34
+−+
−+−
+++=
=−++++
После приведения подобных членов получаем
−+−+−
++=++
2
42
22
34
SO5OH3Mn2SO5H6MnO2 .
Или в молекулярной форме
OH3SOK6MnSO2SOH3SOK5KMnO2
242442324
+
+
=
+
+
.
Используя тот же подход для нахождения стехиометриче-
ских коэффициентов при взаимодействии в нейтральной среде
(схема 2), запишем:
3
2
OHSOe2OH2SO
OH4MnOe3OH2MnO
2
2
4
2
3
224
+=−+
+=++
−−−
−−
100
Суммируя, получаем
OH3SO3OH8MnO2
e6OH6SO3e6OH4MnO2
2
2
42
2
324
+++=
=−++++
−−
−−−
или после приведения подобных членов
−−−−
++=++
2
42
2
324
SO3OH2MnO2SO3OHMnO2 .
В молекулярной форме это взаимодействие описывается
уравнением
4223224
SOK3KOH2MnO2SOK3OHKMnO2
+
+
=
+
+
.
Аналогичным образом применение метода полуреакций к
взаимодействию в щелочной среде (схема 3) дает следующие
уравнения ионно-электронного баланса:
1
2
OHSOe2OH2SO
MnOeMnO
2
2
4
2
3
2
44
+=−+
=+
−−−
−−
OHSOMnO2e2OH2SOe2MnO2
2
2
4
2
4
2
34
++=−+++
−−−−−
или
OHSOMnO2OH2SOMnO2
2
2
4
2
4
2
34
++=++
−−−−−
.
В молекулярной форме
OHSOKMnOK2KOH2SOKKMnO2
24242324
+
+
=
+
+
.
Таким образом, использование метода полуреакций для
составления уравнений окислительно-восстановительных взаи-
модействий позволяет, во-первых, избежать формального пред-
ставления о степени окисления, во-вторых, составить сокращен-
ное ионное уравнение окислительно-восстановительной реакции
и, в-третьих, выявить влияние среды на характер процесса.
Лабораторная работа 
      В соответствии с первой схемой в ходе взаимодействия                   Суммируя, получаем
идет восстановление:                                                            2MnO 4− + 4H 2 O + 6 e + 3SO 32 − + 6OH − − 6 e =
                MnO 4− + 8H + = Mn 2 + + 4H 2 O .
                                                                                = 2MnO 2 + 8OH − + 3SO 24 − + 3H 2 O
      Из подсчета положительных и отрицательных зарядов в
левой и правой частях полуреакции окислитель принимает пять            или после приведения подобных членов
электронов:                                                                  2MnO 4− + H 2 O + 3SO 32 − = 2MnO 2 + 2OH − + 3SO 24 − .
              MnO −4 + 8H + + 5е = Mn 2 + + 4H 2 O                          В молекулярной форме это взаимодействие описывается
           (полуреакция восстановления окислителя).                    уравнением
      Одновременно протекает процесс окисления сульфит-иона               2KMnO 4 + H 2 O + 3K 2 SO 3 = 2MnO 2 + 2KOH + 3K 2 SO 4 .
в сульфат-ион по уравнению:                                                 Аналогичным образом применение метода полуреакций к
                SO 32 − + H 2 O − 2e = SO 24 − + 2H +                  взаимодействию в щелочной среде (схема 3) дает следующие
           (полуреакция окисления восстановителя).                     уравнения ионно-электронного баланса:
      Так как в соответствии с первой полуреакцией потребует-                                  MnO −4 + e = MnO 24 −         2
ся пять электронов, а согласно второй освобождается два элек-                        SO   2−         −
                                                                                               + 2OH − 2 e = SO   2−
                                                                                                                       + H 2O 1
                                                                                          3                       4
трона, необходимо уравнять общее число участвующих во взаи-
модействии электронов подбором дополнительных множителей                2MnO −4 + 2e + SO 32 − + 2OH − − 2e = 2MnO 24 − + SO 24 − + H 2 O
по правилу наименьшего общего кратного:                                или
                       −       +              2+
             MnO + 8H + 5e = Mn + 4H 2 O 2
                       4                                                     2MnO 4− + SO 32 − + 2OH − = 2MnO 24 − + SO 24 − + H 2 O .
              SO + H 2 O − 2 e = SO 24 − + 2H + 5
                     2−
                     3
                                                                             В молекулярной форме
    Теперь сложим обе полуреакции с учетом дополнительных               2KMnO 4 + K 2 SO 3 + 2KOH = 2K 2 MnO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O .
множителей                                                                    Таким образом, использование метода полуреакций для
               −           +
        2MnO + 16H + 10 e + 5SO              2−
                                                   + 5H 2 O − 10 e =   составления уравнений окислительно-восстановительных взаи-
               4                             3
                2+                    2−
                                                                       модействий позволяет, во-первых, избежать формального пред-
        = 2Mn        + 8H 2 O + 5SO   4    + 10H + .                   ставления о степени окисления, во-вторых, составить сокращен-
     После приведения подобных членов получаем                         ное ионное уравнение окислительно-восстановительной реакции
      2MnO −4 + 6H + + 5SO 32 − = 2Mn 2 + + 3H 2 O + 5SO 24 − .        и, в-третьих, выявить влияние среды на характер процесса.
     Или в молекулярной форме
2KMnO 4 + 5K 2 SO 3 + 3H 2 SO 4 = 2MnSO 4 + 6K 2 SO 4 + 3H 2 O
                              .
      Используя тот же подход для нахождения стехиометриче-
ских коэффициентов при взаимодействии в нейтральной среде
(схема 2), запишем:
            MnO −4 + 2H 2 O + 3e = MnO 2 + 4OH − 2
             SO 32 − + 2OH − − 2 e = SO 24 − + H 2 O 3                                         Лабораторная работа
                                   99                                                                    100

Страницы