Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций

Для нахождения коэффициентов при составлении окислительно-восстановительных реакций необходимо:

· соблюдение материального баланса (число атомов данного элемента в левой и правой части должно быть одинаково);

· соблюдение электронного баланса: число электронов, отданных восстановителем (Red), должно быть равно числу электронов, принятых окислителем (Ox), например: Al + Cl ₂® AlCl₃

Red Ox

2 Al - 3 ē = Al³⁺ процесс окисления, или полуреакция окисления

3 Cl ₂ + 2 ē = 2Cl^– процесс восстановления, или полуреакция восстановления

2Al + 3Cl₂ = 2Al ³⁺ + 6Cl^–

2Al + 3Cl₂ = 2AlCl₃

При составлении окислительно-восстановительных реакций в водных растворах часто возникает необходимость использовать среду (Н⁺, ОН ^—, Н₂О). При этом, если частица в левой части полуреакции содержит кислорода больше, чем в правой (NO₃^— ® NO₂ ^— ), то нужно связать "О^2—"; если частица в левой части полуреакции содержит кислорода меньше, чем в правой части (SO₃^2– ® SO₄ ^2— ), то нужно ввести "О^2—" (представлено в табл. 4.1).

Таблица 4.1

Для реакции К₂Cr₂O₇ + КI + Н₂SO₄ ® Cr₂(SO₄)₃ + I₂ + Н₂О + К₂ SO₄

ниже представлена последовательность однотипных операций, с помощью которых составляют уравнения полуреакций с использованием среды.

· Записывают исходные вещества и продукты полуреакций окисления и восстановления (сильные электролиты записывают в виде ионов, а неэлектро-литы, слабые электролиты, газы, осадки - в виде молекул):

Cr₂O₇ ^2—®Cr³⁺; I^— ® I₂.

· Уравнивают количество атомов элемента, изменяющего степень окисления:

Cr₂O ₇ ^2—®2Cr ³⁺; 2I^— = I₂.

· По изменению степени окисления подсчитывают количество отданных или принятых электронов: Cr₂O₇ ^2— + 6 ē ® 2Cr ³⁺; 2I^— - 2ē = I₂.

· При необходимости уравнивают кислород и водород, используя правила среды: Cr₂O₇ ^2— + 6 ē + 14Н ⁺ = 2Cr ³⁺ + 7Н₂О

· Проверяют суммарный заряд ионов и электронов левой и правой части уравнения.

· Составляют суммарное ионное уравнение реакции:

Cr₂O₇ ^2— + 6I ^— + 14Н ⁺ = 2Cr ³⁺ + 3I₂ + 7Н₂О

· Составляют суммарное молекулярное уравнение реакции:

К₂Cr₂O₇ + 6КI + 7Н₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3I₂ + 7Н₂О + 4К₂ SO₄

Пример 1. Среда кислая.

Na₃PO₃ + KMnO₄ + H₂ SO ₄ ® Na₃PO ₄ + MnSO₄ +

Red Ox

5 PO₃^3—-2 ē + Н₂О = PO₄^3— + 2Н⁺

2 MnO₄^— + 5 ē + 8Н ⁺ = Mn²⁺ + 4 H₂O