Метод электронно-ионного баланса




Метод ионно-электронного баланса используют для составления уравнений ОВР, проходящих в растворах. Процесс разбивают на полуреакций окисления и восстановления, в уравнениях которых учитывают реальные частицы, существующие в растворе, а также характер среды (кислая, нейтральная, щелочная). Суммированием уравнений полуреакций получают ионное и молекулярное уравнения.

При условии заданных продуктов реакции рекомендуется следующий алгоритм составления уравнений ОВР.

1. Рассчитывают степени окисления атомов элементов и по их изменению определяют окислитель и восстановитель.

2. Определяют среду, в которой проходит реакция: если в составе исходных веществ есть сильная кислота – среда кислая, щелочь – среда щелочная, при отсутствии сильной кислоты или щелочи в составе исходных веществ – среда нейтральная.

3. Составляют ионную схему реакции, выделяют окислительно-восстановительные пары.

4. Составляют уравнения полуреакций окисления и восстановления, в которых уравнивают

· число атомов элементов, изменяющих степени окисления;

· число атомов кислорода и водорода (с учетом среды):

в кислой среде для этого используют H+ и H2O,

в щелочной среде – OH¯ и H2O,

в нейтральной среде H2O (в левой части уравнений), H+ и OH¯ (в правой части уравнений);

· заряд левой и правой частей уравнений добавлением в левую часть число принятых или отданных электронов .

5. Суммируют уравнения полуреакций с учетом множителей, подобранных для уравнивания числа принятых и отданных электронов.

6. В суммарном уравнении при необходимости выполняют алгебраические преобразования и получают краткое ионное уравнение реакции.

7. Дописывают в левую часть к каждой формуле ионов соответствующие им противоионы (ионы противоположного знака), затем те же противоионы добавляют к ионам правой части, чтобы нейтрализовать заряды, и получают полное ионное уравнение реакции.

8. Дописывают молекулярное уравнение.

Один из самых сложных этапов составления уравнений ОВР – уравнивание числа атомов кислорода в уравнениях полуреакций с учетом среды. Существует всего два отличающихся приема введения необходимого числа атомов кислорода: добавление в ту часть уравнения полуреакции, где недостает n атомов кислорода, 2 n гидроксид-ионов (если это позволяет данная среда), или n молекул воды (если в данной среде нельзя использовать ОН¯- ионы).

Например, требуется дописать уравнение полуреакции

NO2¯ ® NO3¯.

Определенные ограничения для уравнивания числа атомов кислорода накладывает среда.

В щелочной среде можно использовать только ОН¯- ионы и молекулы воды. В левой части полуреакции недостает одного атома кислорода, для уравнивания добавляем в левую часть два ОН¯- иона, а появившиеся избыточные атомы кислорода и водорода связываем в правой части в молекулу воды

NO2¯ + 2ОН¯® NO3¯ + Н2О.

В кислой среде в качестве источника атомов кислорода нельзя использовать ОН¯- ионы, для уравнивания в левую часть добавляем молекулу Н2О, а появившиеся при этом атомы водорода компенсируем добавлением в правую часть двух ионов водорода:

NO2¯ + Н2О ® NO3¯ + 2H+.

В нейтральной среде в левой части уравнений полуреакций можно использовать только молекулы воды, а справа – ионы H+ и ОН¯, т.е. для нейтральной среды уравнивание числа атомов кислорода выполняем точно так же.


Уравнения полуреакций:

для щелочной среды

NO2¯ + 2ОН¯ - 2ē = NO3¯ + Н2О,

для кислой и нейтральной среды

NO2¯ + Н2О - 2ē = NO3¯ + 2H+.

Содержание каждого этапа составления уравнений ОВР будет проиллюстрировано на примере составления уравнений конкретных реакций в различных средах.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-01-11 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: