Составление уравнений ОВР методом ионно- электронного баланса.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

При составлении уравнений ОВР следует придерживаться определенной последовательности.

Рассмотрим пример реакции, протекающей в кислой среде.

Даны исходные вещества:

KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂SO₄ ®

1. Определяем степени окисления элементов, находим окислитель, восстановитель и рН среды:

KMn⁺⁷O₄ – окислитель (Mn находится в высшей степени окисления +7),

Na₂S⁺⁴O₃ – восстановитель (S находится в промежуточной степени окисления, равной +4),

H₂SO₄ – среда кислая (рН<7).

2. Записываем левую часть уравнения в виде ионов, учитывая только ионы, содержащие окислитель и восстановитель, а также ионы, обеспечивающие реакцию среды:

MnO₄^– + SO₃^2– + H⁺ ®

3. Записываем схему возможных полуреакций для процессов окисления и восстановления:

MnO₄^– ® Mn²⁺

(процесс восстановления)

SO₃^2– ® SO₄^2–

(процесс окисления)

Составляем полуреакции:

а) вначале уравниваем число атомов элементов левой и правой частей полуреакций, используя частицы среды:

MnO₄^– + 8H⁺ ® Mn²⁺ + 4H₂O

SO₃^2– + H₂O ® SO₄^2– + 2H⁺

б) затем уравниваем заряды левой и правой частей полуреакций, используя переходы электронов:

MnO₄^– + 8H⁺ + 5ē = Mn²⁺ + 4H₂O

SO₃^2– + H₂O – 2ē = SO₄^2– + 2H⁺

в) находим коэффициенты:

MnO₄^– + 8H⁺ + 5ē = Mn²⁺ + 4H₂O

SO₃^2– + H₂O – 2ē = SO₄^2– + 2H⁺

4. Суммируем две полуреакции с учетом коэффициентов и получаем сокращенное ионное уравнение:

2MnO₄^– + 16H⁺ + 5SO₃^2– + 5H₂O = 2Mn²⁺ + 8H₂O + 5SO₄^2– + 10H⁺

Сокращаем подобные члены:

2MnO₄^– + 6H⁺ + 5SO₃^2– = 2Mn²⁺ + 3H₂O + 5SO₄^2–

5. Дописываем ионы, не принимающие участие в окислительно–восстановительном процессе, с учетом компенсации заряда. Количество и вид ионов, добавленных к левой и правой частям уравнения, должно быть одинаково.

2К⁺ SO₄^2–

6. Объединяем ионы в молекулы и составляем молекулярное уравнение реакции:

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

В качестве примеров рассмотрим уравнения еще двух реакций, протекающих в нейтральной и щелочной средах.

Реакция взаимодействия манганата калия с водой (нейтральная среда):

K₂MnO₄ + H₂O ® KMnO₄ + MnO₂ + KOH

Ион MnO₄^2–, содержащий Мn⁺⁶ в промежуточной степени окисления, может выполнять как функцию окислителя, так и функцию восстановителя.

Запишем молекулярное уравнение реакции:

3K₂MnO₄ + 2H₂O = 2KMnO₄ + MnO₂ + 4KOH

Уравнение реакции взаимодействия кремния с пероксидом водорода в щелочной среде:

Si + H₂O₂ + KOH ® K₂SiO₃ + H₂O

Si + 2KOH + 2H₂O₂ = K₂SiO₃ + 3H₂O

Примеры влияния среды на продукты восстановления перманганата калия  KMnO₄ в кислой, нейтральной и щелочной средах:

а) кислая среда (H₂SO₄ )

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

 роз.-фиол.             кислая     бесцв                                                      2│MnO₄‾ + 8H⁺ +5ē =Mn²⁺ + 4H₂O

         5│ SO₃^2– + H₂O –2ē = SO₄^2– + 2H⁺

2MnO₄‾ +16H⁺ +5 SO₃^2– + 5H₂O = 2Mn²⁺ + 8H₂O + 5SO₄^2– + 10H⁺

 2K⁺   3SO₄^2– 10Na⁺ ------ = 2SO₄^2– ------ 10Na⁺ 2K⁺ SO₄^2–

б) нейтральная среда (H₂O)

KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂O = MnO₂ ↓+ Na₂SO₄ + KOH  

роз.-фиол.         нейтр. бурый

2│MnO₄‾ + 2HOH + 3ē = MnO₂ + 4OH^–

3│SO₃^2– + H₂O –2ē = SO₄^2– + 2H⁺

2MnO₄‾ + 4H₂O +3SO₃^2– +3H₂O = 2MnO₂ + (8OH^– + 6H⁺) + 3SO₄^2–

 2K⁺                   6Na⁺                                 6H₂O+2OH^– 6Na⁺

2K⁺

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

в) щелочная среда (KOH)

KMnO₄ + Na₂SO₃ + KOH = K₂MnO₄ + Na₂SO₄ + H₂O

роз.-фиол.             щелоч. зеленый

2│MnO₄‾ + 1ē = MnO₄^2–

1│SO₃^2– + 2OH^––2ē = SO₄^2– + H₂O

2MnO₄‾ + SO₃^2– + 2OH^– = 2MnO₄^2– + SO₄^2– + H₂O

2К⁺  2Na⁺  2К⁺ = 4К⁺     2Na⁺

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

Познавательные статьи:



Алгоритмические операторы Matlab

Конструирование и порядок расчёта дорожной одежды

Исследования учёных: почему помогают молитвы?

Почему терпят неудачу многие предприниматели?