Составление уравнений реакций, протекающих в нейтральной среде




Допишите методом электронно-ионного баланса уравнение реакции, молекулярно-ионная схема которой

KMnO4 + MnSO4 + H2O ® MnO2 + …

Решение.

1. Рассчитывают степени окисления атомов тех элементов, которые ее изменяют, определяют окислитель, восстановитель и среду:

Отсутствие сильной кислоты или щелочи в левой части уравнения указывает на то, что реакция проходит в нейтральной среде.

2. Составляют ионную схему реакции

К+ + MnO4¯+ Mn2+ + SO42–+ Н2О ® MnO2 +...,

 

выделяют окислительно-восстановительные пары

Mn2+ ® MnO2

MnO4¯ ® MnO2.

3. Составляют уравнения полуреакций.

Уравнивают число атомов кислорода, а затем водорода (среда нейтральная, в левой части уравнений – только молекулы Н2О, в правой – ионы Н+ и ОН¯).

Mn2+ + 2Н2О ® MnO2 + 4Н+

MnO4¯ + 2Н2О ® MnO2 + 4ОНˉ.

4. Определяют число отданных и принятых электронов, дописывают уравнения полуреакций:

Mn2+ + 2Н2О - 2ē = MnO2 + 4Н+

MnO4¯ + 2Н2О + 3ē = MnO2 + 4ОНˉ.

5. Определяют множители для уравнивания числа отданных и принятых электронов, затем суммируют уравнения полуреакций с учетом найденных множителей:

Mn2+ + 2Н2О - 2ē = MnO2 + 4Н+ 3

MnO4¯ + 2Н2 О + 3ē = MnO2 + 4ОН¯ 2

3Mn2+ + 6Н2О + 2MnO4¯ + 4Н2О ® 3MnO2 + 2MnO2 + 8ОН¯ + 12Н+.

6. Приводят подобные, предварительно объединив ионы Н+ и ОН¯ в правой части уравнения в молекулы Н2О:

3Mn2+ + 2О + 2MnO4¯ + 2О ® 3MnO2 + 2MnO2 + 12Н+ + 8ОН¯,

2О + 4Н+

получают краткое ионное уравнение

3Mn2+ + 2MnO4¯+ 2Н2О ® 5MnO2 + 4Н+.

7. Дописывают в левую часть противоионы, а затем те же противоионы добавляют к ионам правой части, группируя их с учетом формул веществ:

3Mn2+ + 2MnO4¯ + 2Н2О ® 5MnO2 + 4Н+.

3SO42- 2K+ 2SO42- 2K+ + SO42–

8. Составляют молекулярное уравнение реакции:

3MnSO4 + 2KMnO4 + 2Н2О = 5MnO2 + 2Н2SO4 + K2SO4

Проверка баланса атомов кислорода

 

3·4 + 2·4 + 2 = 5·2 + 2·4 + 4

22 22

подтверждает правильность расстановки коэффициентов.


Окислительно-восстановительные потенциалы.

Направление ОВР

В каждой ОВР участвуют две окислительно-восстановительные пары.

 

ОВР: Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu, (1)

восст-ль окисл-ль

Окислительно-восстановительные пары:

Zn — Zn2+

ē
Cu2+ — Cu

В ходе ОВР электроны переходят от одной пары к другой.

Каждая пара имеет потенциальную возможность принимать и отдавать электроны. Так в реакции

Mg + ZnSO4 = MgSO4 + Mg, (2)

В отличие от реакции (1), электроны переходят к паре, содержащей цинк:

Mg — Mg 2+

ē
Zn2+ — Zn

Мерой окислительно-восстановительной способности данной пары является окислительно-восстановительный или электродный потенциал, который обозначают , где Ок-окисленная форма, Вс-восстановленная форма данной пары (например, , ). Размерность потенциала – Вольт. Стандартные потенциалы большого числа окислительно-восстановительных пар приведены в справочных таблицах. Следует отметить, что за нуль принят стандартный окислительно-восстановительный потенциал пары Н+2, .

Электроны переходят от пары, содержащей восстановитель, к паре, содержащей окислитель (от меньшего потенциала к большему). Из этого следует:

· чем больше значение потенциала окислительно-восстановительной пары, тем более сильным окислителем является окисленная форма (Ок) данной пары;

· чем меньше значение потенциала - тем более сильным восстановителем является восстановленная форма (Вс). окислительно-восстановительной пары.

В частности, сильнейший окислитель – фтор, сильнейшие восстановители – щелочные металлы,

Пользуясь значениями окислительно-восстановительных (ОВ) потенциалов можно определить направление протекания ОВР.

Обозначим

- о.-в. потенциал пары, содержащей окислитель;

- о.-в. потенциал пары, содержащей восстановитель.

 

Условие самопроизвольного прохождения ОВР:

если > – самопроизвольно может протекать

прямая реакция,

< – прямая реакция невозможна,

самопроизвольно может

протекать обратная реакция.

Для реакции Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu:

реакция в стандартных условиях возможна.



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: