Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь


Окислительно-восстановительных реакций



2015-11-10 1019 Обсуждений (0)
Окислительно-восстановительных реакций 0.00 из 5.00 0 оценок




Наиболее часто применяются два метода составления окислительно-восстановительных реакций: электронного баланса и ионно-электронный, его еще называют метод полуреакций. Метод электронного баланса достаточно хорошо разбирается в курсе общей химии. Остановимся на методе полуреакций, имеющем прямое отношение к рассмотрению сути процессов, протекающих при различных аналитических операциях, в основе которых лежат окислительно-восстановительные реакции.

Этот метод основан на составлении ионных уравнений для процессов окисления и восстановления с последующим суммированием их в общее молекулярное уравнение реакции. Суть ионно-электронного метода заключается в следующем:

1. Записывают схему уравнения реакции.

2. Устанавливают функцию каждого реагента и среду (устно).

3. Записывают схему уравнения в ионном виде.

4. Составляют ионно-электронные уравнения полуреакций окисления и восстановления:

а) материальный баланс;

б) баланс зарядов.

5. Суммируют частные уравнения полуреакций, предварительно подобрав множители, и записывают полное ионное уравнение с учетом правила сохранения заряда.

6. Записывают молекулярное уравнение.

Если в окислительно-восстановительных реакциях участвуют кислородсодержащие ионы, то необходимо учитывать, что:

1) в кислой среде идет образование воды за счет того, что кислород окислителя связывает ионы водорода:

MnO4- + 8H+ + 5ē → Mn2+ + 4H2O;

Cr2O72- + 14H+ + 6ē → 2Cr3+ + 7H2O;

ClO3- + 6H+ + 6ē → Cl- + 3H2O;

2) в щелочной и нейтральной среде кислород окислителя реагирует с молекулой воды с образованием гидроксид-ионов:

H2O + O-2 → 2OH-;

3) восстановитель в кислой и нейтральной среде присоединяет кислород из молекул воды, при этом высвобождаются ионы водорода:

NO2- + H2O - 2ē → NO3- + 2H+

SO32- + H2O - 2ē → SO42- + 2H+

4) восстановитель в щелочной среде присоединяет кислород за счет гидроксид-ионов:

SO32- +2OH- - 2ē → SO42- + H2O

CrO2- + 4OH- - 3ē → CrO42- + 2H2O

Проиллюстрируем изложенное на примере окисления сульфита натрия перманганатом калия в различных средах.

 

Пример 1 (среда кислая):

1. KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 → MnSO4 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O

2. KMnO4 - окислитель, Na2SO3 – восстановитель, H2SO4 – среда.

3. MnO4- + SO32- + H+ → Mn2+ + SO42- + H2O

4. а) MnO4- + 8H+ → Mn2+ + 4H2O б) MnO4- + 8H++ 5ē → Mn2+ +4H2O а) SO32- + H2O → SO42- + 2H+ б) SO32- + H2O - 2ē → SO42- +2H+

5. + 2 MnO4- + 8H+ + 5ē → Mn2+ + 4H2O

5 SO32- + H2O – 2ē → SO42- + 2H+

2MnO4- + 5SO32- + 6H+ → 2Mn2+ + 3H2O + 5SO42-

6. 2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O

Пример 2 (среда нейтральная):

1. KMnO4 + Na2SO3 + H2O → MnO2 + Na2SO4 + KOH

2. KMnO4 – окислитель, Na2SO3 – восстановитель, H2O – среда.

3. MnO4- + SO32- + H2O → MnO2 + SO42- + OH-

4. а) MnO4- + 2H2O→MnO2 +4OH- б) MnO4- +2H2O+3ē→ MnO2 +4OH- а) SO32- +H2O→SO42- +2H+ б) SO32- +H2O-2ē →SO42- +2H+

5. + 2 MnO4- + 2H2O + 3ē → MnO2 + 4OH-

3 SO32- + H2O – 2ē → SO42- +2H+

2MnO4 + H2O + 3SO32- → 2MnO2 + 3SO42- + 2OH-

6. 2KMnO4 + 3Na2SO3 + H2O = 2MnO2 + 3Na2SO4 + 2KOH

Пример 3 (среда щелочная):

1. KMnO4 + Na2SO3 + KOH → K2MnO4 + Na2SO4 + H2O

2. KMnO4 – окислитель, Na2SO3 – восстановитель, KOH – среда.

3. MnO4- + SO32- + OH- → MnO42- + SO42- + H2O

4. а) MnO4- → MnO42- б) MnO4- + ē → MnO42- а) SO32- + 2OH- → SO42- + 2H2O б) SO32- + 2OH- - 2ē → SO42- + 2H2O

5. + 2 MnO4- + ē → MnO42-

1 SO32- + 2OH- – 2ē → SO42- +H2O

2MnO4- + SO32- + 2OH- → 2MnO42- + SO42- + H2O

6. 2KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH = 2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O

Преимущества ионно-электронного метода особенно проявляются при составлении уравнений сложных реакций, если в процессе участвуют два окислителя или восстановителя. Например:

As2S3 + HNO3 → AsO43- + SO42- + NO

Мышьяк окисляется до иона AsO43-, сера – до иона SO42-, а азотная кислота восстанавливается до NO.

Подбор коэффициентов проводим по следующим стадиям. Окисление As2S3 идет по схеме: As2S3 → 2AsO43- + 3SO42-

Для установления материального баланса следует добавить 20 молекул воды, т.к. необходимо 20 атомов кислорода:

As2S3 + 20 H2O → 2AsO43- + 3SO42- + 40 H+

Далее проводят баланс зарядов:

As2O3 + 20 H2O – 28ē → 2AsO43- + 3SO42- + 40 H+

Восстановление азотной кислоты выражается схемой:

HNO3 → NO

Для материального баланса для связывания атомов кислорода в левую часть необходимо добавить ионы водорода:

HNO3 + 3H+ → NO + 2H2O

Затем проводят баланс зарядов: HNO3 + 3H+ +3ē → NO + 2H2O

Суммируя частные уравнения процессов окисления и восстановления, получают:

+ 3 As2O3 + 20 H2O – 28ē → 2AsO43- + 3SO42- + 40 H+

28 HNO3 + 3H+ +3ē → NO + 2H2O

3As2O3 + 28HNO3 + 4H2O → 6AsO43- + 9SO42- +28NO + 36H+

3As2O3 + 28HNO3 + 4H2O = 6H3AsO4 + 9H2SO4 + 28NO

 



2015-11-10 1019 Обсуждений (0)
Окислительно-восстановительных реакций 0.00 из 5.00 0 оценок









Обсуждение в статье: Окислительно-восстановительных реакций

Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓

Отправить сообщение

Популярное:
Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение...
Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ...
Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1019)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.007 сек.)