Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций электронно-ионным методом, или методом полуреакций

Читайте также:
  1. II. Индукция методом исключения
  2. IV. Решение уравнений.
  3. Nbsp;   7 Определение реакций опор для группы Ассура
  4. А. ЛАБОРАТОРНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ЖИДКОСТИ МЕТОДОМ СЧЕТА КАПЕЛЬ
  5. Алгоритм решения ЗЛП графическим методом
  6. Без записи их уравнений
  7. Билет № 10. 1.Сущность процесса дефектовки деталей люминисцентным методом.
  8. БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ. ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ БУФЕРНЫХ И НЕБУФЕРНЫХ СИСТЕМ.ОПРЕДЕЛЕНИЕ БУФЕРНОЙ ЕМКОСТИ РАСТВОРА.ОПРЕДЕЛЕНИЕ рН ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТАХ.
  9. Быстрая и точная диагностика заболеваний щитовидной железы методом тонкоигольной аспирационной биопсии под контролем ультразвука
  10. Бэкон выдвинул новаторскую идею, в соответствии с кото­рой главным методом познания должна стать индукция.

 

Для составления ОВ-реакций используются два метода: метод электронного баланса и электронно-ионный метод. Метод электронного баланса рекомендуется для уравнива­ния ОВ-реакций, протекающих в газовой или твердой фа­зах. Для составления ОВ-реакций, протекающих в водных растворах, применяется электронно-ионный метод. В дан­ном учебном пособии он и рассматривается.

При электронно-ионном методе составляют две полуре­акции. Одна из них - это окисление восстановителя, дру­гая — восстановление окислителя. Эти две полуреакции суммируют в общее уравнение. В этом методе степени окисления элементов в составе соединений не определя­ют. Электронно-ионный метод характеризует процессы, которые происходят в условиях протекания реакции. В растворе нет ионов S+4, S6+, Mn7+, но есть ионы SO2-3, SO2-4, МnО-4 . Слабые электролиты, газы и практически нерас­творимые вещества записывают в молекулярном виде.

При составлении ионного уравнения для каждой полу­реакции надо учитывать количество атомов кислорода и водорода в исходных веществах и продуктах реакции. Ба­ланс атомов О и Н в ОВ-реакциях, протекающих в различ­ных средах, показан в табл. 3.2.

При протекании реакции в кислой среде в полуреакции могут быть только молекулы воды и Н+ - ионы; в щелочной среде — только молекулы воды и ОН- - ионы; в нейтральной — только молекулы воды.

Таблица 3.2. Баланс атомов кислорода и водорода в окислительно-восстановительных реакциях

Левая часть полуреакции Среда В левую часть добавить на 1 атом 0 В правую часть добавить
Недостаток O     Избыток O pH ≤ 7 рН > 7   рН < 7 рН ≥ 7 Н2О 2ОН-   2Н+ Н2О + Н2O   Н2O 2ОН-

 

Рассмотрим несколько примеров составления уравне­ний ОВ-реакций с помощью электронно-ионного метода.

 

Пример 1 (кислая среда):

 

Na2SO3 + КМnО4 + H2SO4 → Na2SO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O.

 

В ионной форме:

 

2Na+ + SO2-3+ + MnO-4 + 2H+ + SO2-4 → 2Na+ + SO2-4+ 2К++ SO2-4 +H2O.

 

 

Из схемы реакции видно, что в окислении-восстановлении участвуют ионы:

SO2-3 + МnО-4 + 2Н+ → SO2-4 + Mn2+ + Н2О;



 

SO2-3 → SO2-4 - процесс окисления;

 

MnO-4 → Mn2+ - процесс восстановления.

 

Составим ионные уравнения для каждой полуреакции, учитывая число атомов кислорода и водорода (см. табл. 3.2). Число атомов элементов в левой и правой частях уравне­ния должно быть одинаково:

 

SO2-3 + Н2O → SO2-4 + 2H+;

МnО-4 + 8Н+ → Мn2+ + 4Н2О.

 

Составим электронные уравнения для каждой полуре­акции, учитывая, что суммарный заряд в левой части уравнения должен быть равен суммарному заряду в пра­вой части уравнения:

 

SO2-3 + Н2О - 2 ē = SO2-4 + 2H+;

МnО-4 + 8Н+ + 5 ē = Мn2+ + 4Н2О.

 

Общее число электронов, отдаваемых восстановителем, должно быть равно числу электронов, присоединяемых окислителем. Находим наименьшее общее кратное, на ко­торое делятся 2 и 5. Оно равно 10. Находим коэффициен­ты для восстановителя и окислителя:

 

SO2-3 + Н2О - 2 ē = SO2-4 + 2Н+ 5

МnО-4 + 8Н+ + 5 ē = Мn2+ + 4Н2О 2

 

Суммируем электронно-ионные уравнения, предвари­тельно умноженные на коэффициенты:

5 SO2-3 + 5Н2О + 2MnO-4 + 16H+ = 5 SO2-4 + 10Н+ + 2Мn2+ + 8Н2О.



 

Сократив подобные члены, получим ионное уравнение

 

5 SO2-3 + 2МnО-4 + 6Н+ = 5 SO2-4 + 2 Мn2+ + ЗН2О,

 

по которому составляют молекулярное уравнение реакции. Для этого к каждому аниону приписывают соответствующий катион, а к каждому катиону - соответствующий анион:

 

5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5Na2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O.

 

Пример 2 (щелочная среда):

 

Na2SO3 + KMnO4 + КОН Na2SO4 + K2MnO4 + Н2О;

2Na+ + SO2-3 + К+ + МnО-4 + К+ + ОН- 2Na+ + +

+ 2К+ + MnO2-4 + Н2О

или SO2-3 + MnO-4 + ОН- SO2-4 + MnO2-4+ Н2О;

 

SO2-3 SO2-4 - процесс окисления;

 

MnO-4 MnO2-4 - процесс восстановления.

 

Полуреакции:

 

SO2-3 + 2ОН- - = SO2-4 + Н2О 1

MnO-4 + ē = MnO2-4 2

SO2-3 + 2 OH- + 2 MnO-4 = SO2-4 + Н2О + 2 MnO-4.

 

Молекулярное уравнение реакции:

 

Na2SO3 + 2KMnO4 + 2KOH = Na2SO4 + 2K2MnO4 + H2O.

Пример З (нейтральная среда):

 

Na2SO3 + KMnO4 → Na2SO4 + MnO2↓ + ... .

 

SO2-3 → SO2-4 - процесс окисления;

 

MnO-4 → MnO2 - процесс восстановления.

 

Полуреакции:

SO2-3 + Н2О - 2 ē = SO2-4 + 2Н+ 3

MnO-4 + 2О + 3 ē = MnO2 + 4ОН- 2

 

3 SO2-3 MnO-4 + 7 Н2О = 3 SO2-4 + 2 MnO2 + 6H+ + 8 OH-.

 

6 H2O + 2 OH-

 

Сокращенное ионное уравнение:

 

3 SO2-3 + 2MnO-4 + H2O = 3 SO2-4 + 2MnO2↓ + 2OH-.

 

Молекулярное уравнение реакции:

 

3Na2SO3 + 2KMnO4 + H2O = 3Na2SO4 + 2MnO2↓ + 2KOH.

 


Дата добавления: 2014-11-13; просмотров: 45; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Окислительно-восстановительные потенциалы и направление окислительно-восстановительных реакций | Применение реакций окисления-восстановления в химическом анализе
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2019 год. (0.017 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты