ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ, Окислительно-восстановительные реакции - Основы химии

Окислительно-восстановительные реакции

Окислительно-восстановительными называют реакции, протекающие с изменением степени окисления элементов.

Степень окисления это тот условный заряд атома элемента, который вычисляют, исходя из предположения, что молекула состоит только из ионов (как правило, обозначается арабской цифрой, заряд ставят перед цифрой).

Для нахождения Степени окисления используют следующие правила:

    - степень окисления атомов в простых веществах равна нулю; - фтор во всех соединениях без исключения имеет степень окисления 1; - степень окисления кислорода равна 2 (исключение: фториды кислорода, например, ОF2; пероксиды, субоксиды, озониды); - степень окисления водорода равна +1 (исключение гидриды металлов, например, NaH, СаН2 и др.); - степень окисления щелочных металлов в соединениях равна +1, щелочноземельных +2, алюминия +3; - алгебраическая сумма степеней окисления частиц в молекуле равна нулю.

Для определения степени окисления Атомов элементов в молекуле Составляют простейшие алгебраические уравнения. Например, для MnO2, K2MnO4, KMnO4 степень окисления марганца (Х) рассчитывают следующим образом:

MnO2 Х + 2*(-2) = 0 Х = +4

K2 MnO4 2*(+1) + Х + 4*(-2) = 0 Х = +6

KMnO4 1 + Х + 4*(-2) = 0 Х = +7

При определении степени окисления атомов элементов в составе иона необходимо помнить, что Заряд иона равен алгебраической сумме степеней окисления атомов элементов, входящих в состав иона.

NO3 - Х + 3*(-2)= -1 Х = +5

SO42- Х + 4*(-2) = -2 Х = +6

Cr2O7 2- 2*(Х)+7*(-2)= -2 Х = +6

Заряд иона, как правило, ставят после цифры.

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:

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 "О2--"; если частица в левой части полуреакции содержит кислорода меньше, чем в правой части (SO32- SO4 2-- ), то нужно ввести "О2--" (представлено в табл. 4.1).

Таблица 4.1

Процессы

Среда в окислительно-восстановительных реакциях в расчете на "О2-- " в соединении

Кислая (Н+)

Щелочная (ОН-)

Нейтральная (Н2О)

Связать "О2-- "

NO3-- NO2--

О2-- + 2Н+ = Н2О

О2-- + Н2О = 2ОН--

О2-- + Н2О = 2ОН--

Ввести "О2-"

SO32-- SO42--

Н2О = О2-- + 2Н+

2ОН-- = О2- + Н2О

Н2О = О2--+ 2Н+

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 з 2Cr 3+;2I-- 2з = I2. - При необходимости уравнивают кислород и водород, используя правила среды: Cr2O7 2-- + 6 з + 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.

Задания к подразделу 4.1

Задания 241-260. Рассчитайте и укажите степень окисления (CO) атомов элементов в предложенных частицах. Объясните, какую роль могут выполнять указанные частицы в окислительно-восстановительных реакциях: Только Окислитель (Ox), Только восстановитель (Red), окислитель и восстановитель.

241. NH4OH, VO2+, Ni, VO3--

251. SeO32--, AlO2--, Br --, ClO3--

242. MnO42--, NO3--, NH4+, ClO3--

252. CO2, Cr2O72--, BrO --, SeO42--

243. TiO2+, ClO --, MnO2, MnO4--

253. SO42--, CO, H2S, MnO42--

244. Cl2, Cl --, CrO2--, B4O7 2--

254. Ca, NO3--, BrO --, NO2--

245. BrO --, Br --, Cd2+, CrO42--

255. ClO4--, Cl --, CrO2--, F2

246. NO3 --, NO, Cr2O72--, SO32--

256. SO42--, Cl2, Mn2+, ClO --

247. CO2, ClO--, MnO42--, Cl--

257. NO2--, MnO2, NO2, Cu

248. Fe2O3, MnO4--, Br --, CrO42--

258. CrO2--, ReO4--, PbO2, CrO42--

249. Fe, AlO2--, N2O, NO3--

259. SO32--, NO2, ClO4--, Br --

250. CrO33--, MnO2, PbO2, Cr2O72--

260. H2S, Cl2 , SO42--, Cr2O72--

Задания 261-280. Составьте электронно-ионные схемы и молекулярные уравнения реакций. Укажите окислитель и восстановитель. Две реакции (а, б) для каждого задания.

    261. а) Na2SeO3 + KBrO + H2O Br2 , SeO4 2-- Б) HCl + HNO3 Cl2 , NO 262. а) Cr2(SO4)3 +Cl2 + KOH CrO4 2-- , Cl -- Б) K2Cr2O7 + Na2SO3 + H2SO4 SO4 2--, Cr 3+ 263. а) KI + HNO3 NO, I2 Б) NaCrO2 +NaClO + KOH CrO4 2-- , Cl -- 264. а) HNO3 + Ni N2O, Ni2+ Б) SnSO4 +Ag2O3+ KOH SnO3 2-- , AgO. 265. а) K2Cr2O7 + Na3AsO3 + H2SO4AsO4 3--, Cr3+ Б) KCrO2 +Cl2+ KOH CrO4 2-- , Cl -- 266. а) K2Cr2O7 +HCl Cr 3+ , Cl2 Б) SO2 +NaIO3 + H2O SO4 2-- , I-- 267. а) KMnO4 + H2S + H2SO4 Mn2+ , SO4 2-- Б) I2 + Cl2 + H2O IO3-- , Cl -- 268. а) Sn(NO3)2 + K2Cr2O7 + H2SO4 Sn4+ , Cr 3+ Б) KClO3 +KCrO2+ NaOH CrO4 2-- , Cl -- 269. а) SnCl2 + KBrO3 + HCl Sn4+ , Br -- Б) FeSO4 + KClO3 + H2SO4 Fe3+, Cl -- 270. а) Ni(OH)2 +NaClO + H2O Ni(OH)3 , Cl -- Б) KMnO4 + Na2SO3 + H2O SO4 2-- , MnO2 271. а) MnSO4 + PbO2 + H2SO4 Pb2+, MnO4 -- Б) FeCl2 + KMnO4 + H2SO4 Fe3+, Mn2+ 272. а) MnSO4 +Cl2+ KOH MnO4 2 -- , Cl -- Б) H3PO3 + KMnO4 +H2SO4 Mn2+ , H3PO4 273. а) KMnO4 + NaNO2 + H2O NO3--, MnO2 Б) Mn(NO3)2 + NaClO + H2O Cl -- , MnO2 274. а) KMnO4 + NaNO2 + H2SO4 NO3-- , Mn2+ Б) H2S + K2Cr2O7 + H2SO4 S, Cr 3+ 275. а) Cr2O3 + KClO3 + KOH CrO4 2--, Cl -- Б) FeCl2 +HNO3 + HCl Fe3+, N2O 276. а) KClO3 + MnO2 + KOH MnO4 2-- , Cl -- Б) Na3AsO3 +I2+ H2O AsO4 3-- , I -- 277. а) H2S + HNO3 SO4 2-- , NO2. Б) I2 + Na2SO3 + H2O I-- , SO42-- 278. а) C + HNO3 CO2 , NO2. Б) H2S + Cl2 + H2O SO4 2-- , Cl -- 279. а) SnCl2 + Na3AsO3 +HCl As, Sn4+ Б) (BiO)2SO4 + Br2 + NaOH BiO3--, Br -- 280. а) Mn(NO3)2 + NaBiO3 + HNO3 Bi3+ , MnO4-- Б) KNO3 +Zn+ NaOH ZnO2 2-- , NH3

Похожие статьи




ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ, Окислительно-восстановительные реакции - Основы химии

Предыдущая | Следующая