Введение в химию. Стась Н.Ф. - 47 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

3.5. Метод электронного баланса
Определение стехиометрических коэффициентов в уравнениях окислительно-
восстановительных реакций проводят двумя методами: электронного баланса и полуреакций.
По методу электронного баланса сначала находят окислитель, восстановитель и элементы в их
составе, у которых изменяется степень окисления, например:
2
2
2
0
2
0
3
3
OHNOHN
вос ок
После этого записывают электронные схемы отдачи электронов восстановителем и их присое-
динения окислителем:
2
03
Ne6N2
2
2
2
0
O2e4O
3
Цифры справа от вертикальной черты показывают, какими должны быть наименьшие числа
атомов восстановителя и окислителя, чтобы число отданных и присоединенных электронов было
одинаковым. Они являются стехиометрическими коэффициентами в уравнении реакции:
4NH
3
+ 3O
2
= 2N
2
+ 6H
2
O
Метод электронного баланса не согласуется с современными данными, полученными при ис-
следовании механизма реакций. В большинстве окислительно-восстановительных реакций перехода
электронов от атома к атому не происходит, а причиной изменения степени окисления элементов яв-
ляется изменение состава и строения веществ. Поэтому электронные схемы в методе электронного
баланса не отражают реального механизма окислительно-восстановительных реакций. Но подбирать
стехиометрические коэффициенты этим методом можно, если схема реакции дана полностью, если
известны исходные вещества и продукты реакции.
Пример. Определите стехиометрические коэффициенты в уравнениях реакций, которые приве-
дены в п. 3.4. Классификация окислительно-восстановительных реакций.
Вставка
3.6. Метод полуреакций
Метод полуреакций студенты общетехнических направлений не изучают. Но этим методом
должны владеть студенты химических направлений и специальностей, поэтому он приводится в дан-
ном пособии. Метод полуреакций сложнее метода электронного баланса, но с его помощью не толь-
ко находят стехиометрические коэффициенты, но и определяют направление протекания окислительно-
восстановительных реакций. При уверенном владении методом полуреакций с его помощью можно
записывать продукты реакций, даже если они не известны.
Метод полуреакций относится к реакциям в растворах, где многие вещества диссоциируют на
ионы. Поэтому сначала реакцию записывают в ионном виде: диссоциирующие вещества записывают
в виде ионов, а слабые электролиты, газы и нерастворимые вещества – в молекулярном. Затем нахо-
дят ионы (молекулы) – восстановители и ионы (молекулы) – окислители. После этого реакцию запи-
сывают в виде двух полуреакций: одну с участием восстановителя, другую – окислителя, при этом в
полуреакции входят молекулы и ионы среды раствора (H
2
O, H
+
, OH
–
). В полуреакциях уравнивают
атомы (закон сохранения массы) и заряды ионов (закон сохранения энергии); для уравнивания заря-
дов в полуреакции вводятся электроны.
Следующее действие по методу полуреакций напоминает метод электронного баланса: для по-
луреакций подбирают множители таким образом, чтобы число электронов в обеих полуреакциях ста-
ло одинаковым. С учетом этих множителей полуреакции складывают и получают ионное уравнение
окислительно-восстановительной реакции с коэффициентами; от него переходят к молекулярному
уравнению.
Таким образом, главное отличие метода полуреакций от метода электронного баланса заключа-
ется в полуреакциях, запись которых без тренировки представляет определенные трудности.

Страницы