Окислительно-восстановительные реакции. - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Рубрика: 

В нейтральной среде:
MnO
4
-
+ 2Н
2
О + 3ē = MnО
2
0
+4ОН
-
2 восстановление
SO
3
2-
+ Н
2
О - 2ē = SO
4
2-
+ 2Н
+
3 окисление
2MnO
4
-
+ 3SO
3
2-
+ 7Н
2
О = 2MnО
2
0
+ 8ОН
-
+ 3SO
4
2-
+ 6Н
+
Так как 8ОН
-
+ 6Н
+
= 2ОН
-
+ 6Н
2
О, то получим:
2MnO
4
-
+ 3SO
3
2-
+ 7Н
2
О = 2MnО
2
0
+ 3SO
4
2-
+ 6Н
2
О + 2ОН
-
Приведем подобные и представим в молекулярной форме:
2MnO
4
-
+ 3SO
3
2-
+ Н
2
О = 2MnО
2
0
+ 3SO
4
2-
+ 2ОН
-
2КMnO
4
+ 3Na
2
SO
3
+ Н
2
О = 2MnО
2
0
+ 3Na
2
SO
4
+ 2KОН
Что же касается среды после окислительно-
восстановительной реакции, то она может либо остаться
близкой к нейтральной, либо становиться кислой или ще-
лочной. В последнем уравнении среда подщелачивается за
счет образования небольшого избытка гидроксогрупп.
3. Типы окислительно-восстановительных реакций
Все рассмотренные выше примеры реакций относятся
к межмолекулярным реакциям окисления-восстановления.
В них элемент-окислитель и элемент-восстановитель нахо-
дятся в составе разных веществ.
Окислительно-восстановительная реакция относится к
реакциям внутримолекулярного окисления-восстановления,
если элемент-окислитель и элемент-восстановитель нахо-
дятся в составе одного вещества (молекулы). Например, ди-
хромат аммония разлагается при нагревании по реакции
(N
-3
H
4
)
2
Cr
2
+6
O
7
→ Cr
2
+3
O
3
+ N
2
0
+ H
2
O
2N
-3
- 6ē → N
2
6 1 восстановитель, окисляется
2Cr
+6
+ 6ē → 2Cr
+3
6 1 окислитель, восстанавливается
2N
-3
+ 2Cr
+6
→ N
2
0
+ 2Cr
+3
(N
-3
H
4
)
2
Cr
2
+6
O
7
→ Cr
2
+3
O
3
+ N
2
0
+4 H
2
O
Такими реакциями являются большинство реакций
термического разложения.
В реакциях диспропорционирования один и тот эле-
мент выступает в роли как окислителя, так и восстановите-
ля. При этом одновременно образуются соединения, содер-
жащий этот элемент в более окисленном и в более восста-
новленном состоянии по сравнению с исходным. Такие ре-
акции называют также реакциями самоокисления-
самовосстановления. Например:
HN
+3
O
2
→ HN
+5
O
3
+ N
+2
O + H
2
O
Азот в азотистой кислоте находится в своей промежу-
точной степени окисления +3, поэтому является и окисли-
телем и восстановителем:
НNО
2
+ Н
2
О - 2ē → NО
3
-
+ 3Н
+
1 окисление
НNО
2
+ ē → NО + ОН
-
2 восстановление
3НNО
2
+ Н
2
О → NО
3
-
+ 2NO + 3Н
+
+ 2OH
-
Два протона и две гидроксогруппы образуют две мо-
лекулы воды: 3Н
+
+ 2OH
-
→ 2Н
2
О + Н
+
3НNО
2
+ Н
2
О → NО
3
-
+ NO + 2Н
2
О + Н
+
После приведения подобных получаем:
3НNО
2
→ NО
3
-
+ 2NO + Н
2
О + Н
+
Окончательное уравнение реакции примет вид
3HNO
2
= HNO
3
+ 2NO + H
2
O
Реакции противоположного типа, когда элемент,
имеющий в исходных соединениях разную степень окисле-
ния, в результате реакции приобретает одну и ту же, назы-
ваются реакциями контрпропорционирования. Так в реак-
ции между растворами сернистой и сероводородной кисло-
той выпадает белый осадок элементарной серы
H
2
S
+4
O
3
+ H
2
S
-2
→ S
0
+ H
2
O
В этой реакции сера, имея степени окисления +4 и –2,
приобрела степень окисления одну – нулевую.
H
2
SO
3
+ Н
2
О + 4ē → S
0
+ 4ОН
-
1 восстановление
H
2
S – 2ē → S
0
+ 2Н
+
2 окисление
H
2
SO
3
+ 2H
2
S + H
2
O → 3S
0
+4OH
-
+ 4H
+
Учитывая, что ионы Н
+
и ОН
-
связываются в воду и
приведя подобные, получим окончательное уравнение
H
2
SO
3
+ 2H
2
S = 3S
0
+ 3Н
2
О 
      В нейтральной среде:                                  жащий этот элемент в более окисленном и в более восста-
 MnO4- + 2Н2О + 3ē = MnО20 +4ОН- 2 восстановление           новленном состоянии по сравнению с исходным. Такие ре-
 SO32- + Н2О - 2ē = SO42- + 2Н+       3 окисление           акции называют также реакциями самоокисления-
  2MnO4 + 3SO3 + 7Н2О = 2MnО2 + 8ОН- + 3SO42- + 6Н+
          -       2-                0
                                                            самовосстановления. Например:
      Так как 8ОН- + 6Н+ = 2ОН- + 6Н2О, то получим:               HN+3O2 → HN+5O3 + N+2O + H2O
 2MnO4- + 3SO32- + 7Н2О = 2MnО20 + 3SO42- + 6Н2О + 2ОН-           Азот в азотистой кислоте находится в своей промежу-
 Приведем подобные и представим в молекулярной форме:       точной степени окисления +3, поэтому является и окисли-
      2MnO4- + 3SO32- + Н2О = 2MnО20 + 3SO42- + 2ОН-        телем и восстановителем:
  2КMnO4 + 3Na2SO3 + Н2О = 2MnО20 + 3Na2 SO4 + 2KОН               НNО2 + Н2О - 2ē → NО3- + 3Н+ 1 окисление
      Что же касается среды после окислительно-                   НNО2 + ē → NО + ОН-            2 восстановление
восстановительной реакции, то она может либо остаться                                 -
                                                                  3НNО2 + Н2О → NО3 + 2NO + 3Н+ + 2OH-
близкой к нейтральной, либо становиться кислой или ще-            Два протона и две гидроксогруппы образуют две мо-
лочной. В последнем уравнении среда подщелачивается за      лекулы воды: 3Н+ + 2OH- → 2Н2О + Н+
счет образования небольшого избытка гидроксогрупп.                3НNО2 + Н2О → NО3- + NO + 2Н2О + Н+
   3. Типы окислительно-восстановительных реакций                 После приведения подобных получаем:
      Все рассмотренные выше примеры реакций относятся            3НNО2 → NО3- + 2NO + Н2О + Н+
к межмолекулярным реакциям окисления-восстановления.              Окончательное уравнение реакции примет вид
В них элемент-окислитель и элемент-восстановитель нахо-           3HNO2 = HNO3 + 2NO + H2O
дятся в составе разных веществ.                                   Реакции противоположного типа, когда элемент,
      Окислительно-восстановительная реакция относится к    имеющий в исходных соединениях разную степень окисле-
реакциям внутримолекулярного окисления-восстановления,      ния, в результате реакции приобретает одну и ту же, назы-
если элемент-окислитель и элемент-восстановитель нахо-      ваются реакциями контрпропорционирования. Так в реак-
дятся в составе одного вещества (молекулы). Например, ди-   ции между растворами сернистой и сероводородной кисло-
хромат аммония разлагается при нагревании по реакции        той выпадает белый осадок элементарной серы
      (N-3H4)2Cr2+6 O7 → Cr2+3 O3 + N20 + H2O                     H2S+4O3 + H2S-2 → S0 + H2O
   2N-3 - 6ē → N2       6 1 восстановитель, окисляется            В этой реакции сера, имея степени окисления +4 и –2,
   2Cr+6 + 6ē → 2Cr+3 6 1 окислитель, восстанавливается     приобрела степень окисления одну – нулевую.
   2N-3 + 2Cr+6 → N20 + 2Cr+3                                     H2SO3 + Н2О + 4ē → S0 + 4ОН- 1 восстановление
      (N-3H4)2Cr2+6 O7 → Cr2+3 O3 + N20 +4 H2O                    H2S – 2ē → S0 + 2Н+             2 окисление
      Такими реакциями являются большинство реакций               H2SO3 + 2H2S + H2O → 3S0 +4OH- + 4H+
термического разложения.                                          Учитывая, что ионы Н+ и ОН- связываются в воду и
      В реакциях диспропорционирования один и тот эле-      приведя подобные, получим окончательное уравнение
мент выступает в роли как окислителя, так и восстановите-         H2SO3 + 2H2S = 3S0 + 3Н2О
ля. При этом одновременно образуются соединения, содер-

Страницы