Окислительно-восстановительные реакции. - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Рубрика: 

продукты реакции, то они выявляются в ходе уравнивания.
Для правильного использования этого метода нужно уметь
записывать ионно-молекулярные реакции. Рассмотрим сле-
дующее взаимодействие: KMnO
4
+ Na
2
SO
3
+ H
2
SO
4
→ ……
Запишем исходные вещества в ионном виде, учитывая,
что все сильные электролиты записывают в виде ионов, а
слабые электролиты, малорастворимые и летучие соедине-
ния – в виде молекул:
K
+
+ MnO
4
-
+ 2Na
+
+ SO
3
2-
+ 2H
+
+ SO
4
2-
→
Известно, что в кислой среде (в присутствии сильной
кислоты) перманганат-ион восстанавливается до катиона
Mn
2+
, а сульфит-ион окисляется до сульфат-иона, что и за-
пишем в виде полуреакций:
MnO
4
-
→ Mn
2+
SO
3
2-
→ SO
4
2-
Далее необходимо уравнять число атомов каждого
элемента и суммарные заряды всех частиц слева и справа.
Для этого используют дополнительные ионы и молекулы
среды по следующим схемам:
а) в кислой среде – ионы Н
+
и молекулы Н
2
О
ЭО
n
+ 2Н
+
→ ЭО
n-1
ЭО
n
+ Н
2
O → ЭО
n+1
+ 2H
+
б) в щелочной среде – ионы ОН
-
и молекулы Н
2
О
ЭО
n
+ Н
2
О → ЭО
n-1
+ 2ОН
-
ЭО
n
+ 2ОН
-
→ ЭО
n+1
+ Н
2
О
в) в нейтральной среде – молекулы Н
2
О
ЭО
n
+ Н
2
О → ЭО
n-1
+ 2ОН
-
ЭО
n
+ Н
2
O → ЭО
n+1
+ 2H
+
где Э – ионообразующий элемент
В нашем случае среда кислая, поэтому в первой полу-
реакции влево добавляем 8Н
+
, вправо – 4Н
2
О; во второй по-
луреакции влево – молекулу Н
2
О, вправо – 2Н
+
, чтобы
уравнять по числу атомов кислорода в каждой части:
MnO
4
-
+ 8Н
+
→ Mn
2+
+ 4Н
2
О
SO
3
2-
+ Н
2
О → SO
4
2-
+ 2Н
+
Теперь уравниваем заряды частиц. В левой части пер-
вой полуреакции сумма всех зарядов частиц равна +7, а в
правой заряд равен +2. Равенство зарядов получаем, доба-
вив влево 5 электронов, каждый из которых несет один от-
рицательный заряд. Во второй полуреакции слева заряд ра-
вен –2, а справа нулю. Поэтому из левой части вычитаем
два электрона. Получим равенства:
MnO
4
-
+ 8Н
+
+ 5ē = Mn
2+
+ 4Н
2
О 2 восстановление
SO
3
2-
+ Н
2
О - 2ē = SO
4
2-
+ 2Н
+
5 окисление
Умножая на полученные коэффициенты все члены
уравнений полуреакций и суммируя между собой левые и
правые части, получаем уравнение реакции в ионно-
молекулярной форме:
2MnO
4
-
+ 16Н
+
+ 5SO
3
2-
+5Н
2
О=2Mn
2+
+8Н
2
О+ 5SO
4
2-
+ 10Н
+
Приведя подобные, получим:
2MnO
4
-
+ 6Н
+
+ 5SO
3
2-
= 2Mn
2+
+ 3Н
2
О + 5SO
4
2-
Представляем полученное ионно-молекулярное урав-
нение в молекулярной форме, добавляя необходимые про-
тивоионы в левую и правые части уравнения:
2КMnO
4
+ 5Na
2
SO
3
+ 3Н
2
SO
4
= 2MnSO
4
+ 5Na
2
SO
4
+ 3Н
2
О
Проверим правильность расстановки коэффициентов
по водороду и кислороду слева и справа. Атомов водорода
в каждой части 6, а атомов кислорода по 31. Равенство вы-
полняется, коэффициенты расставлены верно.
Рассмотрим взаимодействие между перманганатом
калия и сульфитом натрия в щелочной и нейтральной сре-
дах, используя тот же порядок действий.
В щелочной среде получим:
MnO
4
-
+ ē = MnО
4
2-
2 восстановление
SO
3
2-
+ 2ОН
-
- 2ē = SO
4
2-
+ Н
2
О
1 окисление
2 MnO
4
-
+ SO
3
2-
+ 2ОН
-
= 2MnО
4
2-
+ SO
4
2-
+ Н
2
О
В молекулярной форме:
2КMnO
4
+ Na
2
SO
3
+ 2KОН = 2K
2
MnО
4
+ Na
2
SO
4
+ Н
2
О 
продукты реакции, то они выявляются в ходе уравнивания.           SO32- + Н2О → SO42- + 2Н+
Для правильного использования этого метода нужно уметь            Теперь уравниваем заряды частиц. В левой части пер-
записывать ионно-молекулярные реакции. Рассмотрим сле-      вой полуреакции сумма всех зарядов частиц равна +7, а в
дующее взаимодействие: KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 → ……          правой заряд равен +2. Равенство зарядов получаем, доба-
     Запишем исходные вещества в ионном виде, учитывая,     вив влево 5 электронов, каждый из которых несет один от-
что все сильные электролиты записывают в виде ионов, а      рицательный заряд. Во второй полуреакции слева заряд ра-
слабые электролиты, малорастворимые и летучие соедине-      вен –2, а справа нулю. Поэтому из левой части вычитаем
ния – в виде молекул:                                       два электрона. Получим равенства:
     K+ + MnO4- + 2Na+ + SO32- + 2H+ + SO42- →                    MnO4- + 8Н+ + 5ē = Mn2+ + 4Н2О 2 восстановление
     Известно, что в кислой среде (в присутствии сильной          SO32- + Н2О - 2ē = SO42- + 2Н+   5 окисление
кислоты) перманганат-ион восстанавливается до катиона             Умножая на полученные коэффициенты все члены
Mn2+, а сульфит-ион окисляется до сульфат-иона, что и за-   уравнений полуреакций и суммируя между собой левые и
пишем в виде полуреакций:                                   правые части, получаем уравнение реакции в ионно-
     MnO4- → Mn2+                                           молекулярной форме:
     SO32- → SO42-                                          2MnO4- + 16Н+ + 5SO32- +5Н2О=2Mn2+ +8Н2О+ 5SO42- + 10Н+
     Далее необходимо уравнять число атомов каждого               Приведя подобные, получим:
элемента и суммарные заряды всех частиц слева и справа.           2MnO4- + 6Н+ + 5SO32- = 2Mn2+ + 3Н2О + 5SO42-
Для этого используют дополнительные ионы и молекулы               Представляем полученное ионно-молекулярное урав-
среды по следующим схемам:                                  нение в молекулярной форме, добавляя необходимые про-
     а) в кислой среде – ионы Н+ и молекулы Н2О             тивоионы в левую и правые части уравнения:
           ЭОn + 2Н+ → ЭОn-1                                 2КMnO4 + 5Na2SO3 + 3Н2SO4 = 2MnSO4 + 5Na2SO4 + 3Н2О
           ЭОn + Н2O → ЭОn+1 + 2H+                                Проверим правильность расстановки коэффициентов
     б) в щелочной среде – ионы ОН- и молекулы Н2О          по водороду и кислороду слева и справа. Атомов водорода
           ЭОn + Н2О → ЭОn-1 + 2ОН-                         в каждой части 6, а атомов кислорода по 31. Равенство вы-
           ЭОn + 2ОН- → ЭОn+1 + Н2О                         полняется, коэффициенты расставлены верно.
     в) в нейтральной среде – молекулы Н2О                        Рассмотрим взаимодействие между перманганатом
           ЭОn + Н2О → ЭОn-1 + 2ОН-                         калия и сульфитом натрия в щелочной и нейтральной сре-
           ЭОn + Н2O → ЭОn+1 + 2H+                          дах, используя тот же порядок действий.
     где Э – ионообразующий элемент                               В щелочной среде получим:
     В нашем случае среда кислая, поэтому в первой полу-          MnO4- + ē = MnО42-             2 восстановление
реакции влево добавляем 8Н+, вправо – 4Н2О; во второй по-            2-       -          2-
                                                                  SO3 + 2ОН - 2ē = SO4 + Н2О 1 окисление
луреакции влево – молекулу Н2О, вправо – 2Н+, чтобы               2 MnO4- + SO32- + 2ОН- = 2MnО42- + SO42- + Н2О
уравнять по числу атомов кислорода в каждой части:                В молекулярной форме:
     MnO4- + 8Н+ → Mn2+ + 4Н2О                                 2КMnO4 + Na2SO3 + 2KОН = 2K2MnО4 + Na2SO4 + Н2О

Страницы