Правила составления уравнений ионно-электронным методом

Метод полуреакций

1) Если исходные соединения или ионы содержат больше атомов кислорода, чем продукты реакции, то в кислых растворах избыток кислорода связывается ионами водорода с образованием молекул воды:

MnО^-₄ + 8H⁺ + 5e→Mn⁺² + 4H₂O,

а в нейтральных и щелочных – молекулами воды с образованием гидроксид ионов

NO^-₃ + 6H₂O→ NH₃ + 9OH^- (нейтральная или щелочная)

MnО^-₄ + 2H₂O +3e→MnO₂ ↓ + 4OH^-

2) Если исходные соединения содержат меньше атомов кислорода, чем продукты реакции, то недостаток кислорода восполняется в кислой и нейтральной средах за счет молекул воды с образованием ионов водорода,

I₂ + 6H₂O→2 IO^-₃ + 12H⁺ +10e (кислая или нейтральная)

а в щелочной среде – за счет гидроксид-ионов, с образованием молекул воды.

CrO^-₂ + 4OH^- = CrO^-2₄ + 2H₂O + 3e

SO₃^-2 + H₂O – 2e→SO₄^-2 + 2H⁺

SO₃^-2 + 2OH^- -2e→SO₄^-2 + H₂O

Это же правило, но в более короткой формулировке:

1) если исходные вещества полуреакции содержат больше кислорода, чем продукты реакции, то в кислых растворах освобождающийся кислород связывается в воду, а в нейтральных и в щелочных в гидроксид ион (OH^-)

O^2-+2H⁺ = H ₂O

O^2-+HOH = 2OH^-

2) если исходные вещества содержат меньше атомов кислорода, чем образующие, то недостаток их восполняется в кислых и нейтральных растворах за счет молекул воды, а в щелочных за счет гидроксид - ионов.

H₂O = O^2-+2H⁺

2OH^- = O^2-+ H₂O

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

MnO₄^- + e = MnO₄^2- 2

SO₃^-2 + 2OH - 2e = SO₄^-2+H₂O 1

2MnO₄^3- + SO₃^-2 + 2OH^- = 2MnO₄^{2 -}+ SO₄^2- + H₂O

Метод полуреакций (электронно – ионный метод) применяют для реакций, протекающих в растворах.

Электронно-ионные уравнения точнее отражают истинные изменения веществ в процессе окислительно-восстановительной реакции и облегчают составление уравнений этих процессов в ионно-молекулярной формуле.

Ионно - электронный метод ( метод полуреакций ) – основан на составлении раздельных ионных уравнений полуреакций – процессов окисления и восстановления – с последующим их суммированием в общее ионное уравнение.

Главные этапы:

1)записывается общая молекулярная схема

K₂Cr₂O₇ + Fe + H₂SO₄ →Cr₂(SO₄)₃ + FeSO₄ + H₂O

2)составляется ионная схема реакции. При этом сильные электролиты представлены в виде ионов, а слабые электролиты, осадки и газы – в молекулярном виде. В схеме определяется частица, определяется характер среды ( H⁺,H₂O или OH^-)

Cr₂O₇^2- + Fe + H⁺ →Cr³⁺ + Fe²⁺

3) Cоставляются уравнения 2-х полуреакций.

а) уравнивается число всех атомов, кроме водорода и кислорода

Cr₂O₇^2- + H⁺→ 2Cr³⁺

Fe→ Fe²⁺

б) уравнивается кислород с использованием молекул H₂O или связывания его в H₂O

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ → 2Cr³⁺ + 7 H₂O

в)уравниваются заряды с помощью прибавления электронов

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e→2Cr³⁺ + 7 H₂O

Fe – 2e→Fe²⁺

4) уравнивается общее число участвующих электронов путем подбора дополнительных множителей по правилу наименьшего кратного и суммируются уравнения обеих полуреакций.

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e→2Cr³⁺ + 7 H₂O 2 1

Fe – 2e→ Fe²⁺ 6 3

Cr₂O₇^2- + 3Fe + 14H⁺ → 2Cr³⁺ + 3Fe²⁺ + 7 H₂O

5) записываются уравнения в молекулярной форме, с добавлением ионов, не участвующих в процессе окисления- восстановления.

K₂Cr₂O₇ + 3Fe +7H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + FeSO₄ + K₂SO₄ + + 7 H₂O

Достоинства метода: видна роль среды, учитывается реальное состояние частиц в реакции, но применим лишь для реакций в растворах.