Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций - Окислительно-восстановительные процессы
Для составления уравнений окислительно-восстановительных реакций можно использовать два метода: метод электронного баланса и метод электронно-ионного баланса (метод полуреакций).
Метод электронного баланса. Данный метод подсчета отданных и принятых электронов проводят в соответствии со Значениями степеней окисления атомов до и после реакции. При составлении уравнений окислительно-восстановительных реакций нужно пользоваться следующими правилами:
- 1. Составить схему реакции с указанием исходных веществ и продуктов реакции; найти атомы элементов, которые изменяют степени окисления; определить, кто из них является окислителем, а кто - восстановителем. 2. Составить схемы процессов окисления и восстановления в виде электронных уравнений. 3. Уравнять число отданных и принятых электронов и составить уравнение электронного баланса с учетом найденных дополнительных множителей. 4. Перенести выявленные коэффициенты в схему уравнения. 5. Для соединений, не участвующих в переходе электронов, нахождение коэффициентов провести, сопоставляя число атомов в левой и правой частях уравнения. 6. Проверить правильность расстановки коэффициентов, подсчитав число атомов кислорода в левой и правой частях уравнения.
Пример 1. Окисление алюминия кислородом протекает по схеме:
Al + O2 > Al2O3
Степени окисления изменяют атомы алюминия и кислорода:
AlО + O2О > Al23+ O32-
Алюминий повышает степень окисления, следовательно, проявляет восстановительные свойства. Кислород понижает степень окисления, значит, выступает в роли окислителя. Составляем электронные уравнения процесса окисления алюминия и процесса восстановления кислорода:
AlО - 3e - = Al3+ (процесс окисления)
O2О + 4e - = 2O2- (восстановление).
Электронный обмен является эквивалентным, поэтому определяем наименьшее общее кратное число перемещаемых электронов; в данном случае оно равно 12. Находим дополнительные множители для отданных и принятых электронов, поделив 12 на 3 и на 4, соответственно.
AlО - 3e - = Al3+ ¦4
O2О + 4e - = 2O2- ¦ 3
Найденные множители являются коэффициентами перед формулами восстановителя и окислителя в левой части уравнения:
4Al + 3O2 > 4 Al3+ + 6O2-
Эти же коэффициенты должны отражать число соответствующих атомов в продуктах окисления и восстановления в правой части уравнения. В нашем случае: число атомов алюминия со степенью окисления (+3) равно 4 (т. к.2Ч2= 4). Число атомов кислорода в правой части уравнения равно 6 (т. к. 2Ч3 = 6).
4Al + 3O2 = 2Al2O3.
Пример 2. При сливании растворов иодида калия и хлорида железа (III) реакция протекает по следующей схеме:
KI + FeCl3 > I2 + FeCl2 + KCl
Определяем степени окисления атомов, которые изменяются при прохождении реакции, подчеркнем эти атомы; затем находим восстановитель и окислитель:
KIЇ + Fe3+Cl3 > I2О+ Fe2+Cl2 + KCl
У подчеркнутых элементов изменились степени окисления: иодид-ион является восстановителем, катион железа (III) - окислителем. Составляем электронные уравнения процесса окисления и процесса восстановления:
2IЇ - 2e - = I2О (процесс окисления)
Fe3+ + e - = Fe2+ (восстановление).
Находим наименьшее общее кратное число перемещаемых электронов и дополнительные множители для процессов окисления и восстановления.
2IЇ - 2e - = I2О ¦1
Fe3+ + e - = Fe2+ ¦2
Складывая почленно, с учетом найденных множителей, получим:
2IЇ + 2Fe3+ = I2О + 2Fe2+
Переносим найденные коэффициенты в схему уравнения:
2KI + 2FeCl3 > I2 + 2FeCl2 + KCl.
Осталось уравнять число атомов калия в левой и правой части уравнения:
2KI + 2FeCl3 > I2 + 2FeCl2 + 2KCl.
Чаще всего окислительно-восстановительные реакции имеют более сложный характер, и расстановка коэффициентов в таких уравнениях представляют сложную задачу. Естественно, Если окислительно-восстановительная реакция протекает в неводной среде или в водном растворе, но без участия молекул воды и ее составляющих, то расставлять коэффициенты в таких уравнениях нужно методом электронного баланса.
Чтобы правильно составить уравнение окислительно-восстановительной реакции нужно знать свойства взаимодействующих веществ и на этой основе предугадать продукты, которые могут образоваться в тех или иных условиях. Очень часто в процессах, протекающих в водных растворах, бывают задействованы молекулы воды, ионы водорода или гидроксильные ионы. В этом случае нужно пользоваться методом электронно-ионного баланса (методом полуреакций).
Метод электронно-ионного баланса (метод полуреакций). В данном методе коэффициенты подбираются с помощью Электронно-ионных уравнений, которые отличаются от электронных уравнений тем, что в них записываются Реально существующие в водных растворах или расплавах ионы. Порядок действий практически такой же, как и в методе электронного баланса.
- 1. Составить схему реакции с указанием исходных веществ и продуктов реакции; затем найти атомы элементов, которые изменяют степени окисления; определить, кто из них является окислителем, а кто - восстановителем. 2. Составить схемы полуреакций окисления и восстановления с указанием исходных веществ и продуктов, которые реально существуют в условиях протекания реакции. 3. Уравнять число атомов каждого элемента в обеих частях каждой полуреакции с учетом того, что в процессах окисления и восстановления могут участвовать молекулы воды, ионы водорода или гидроксильные ионы. 4. Уравнять суммарное число зарядов в левой и правой части каждой полуреакции; для чего прибавить (или отнять) соответствующее число электронов к левым частям полуреакций окисления и восстановления. 5. Подобрать дополнительные множители (основные коэффициенты) для полуреакций таким образом, чтобы число электронов, отданных при окислении, было равно числу электронов, принятых при восстановлении. 6. Сложить уравнения полуреакций с учетом найденных основных коэффициентов. 7. Расставить остальные коэффициенты в уравнении реакции. Проверить правильность расстановки коэффициентов: число атомов кислорода в левой и правой частях уравнения должно быть одинаковым.
Важно помнить, что в водных растворах связывание избыточного кислорода из исходных веществ и продуктов происходит по-разному в кислой, нейтральной или щелочной средах.
Так, В кислой среде каждый избыточный атом кислорода из окислителя Связывается с двумя ионами водорода в молекулу воды:
О 2- + 2Н+ = Н2О.
В Нейтральной и щелочной среде избыточный кислород связывается молекулами воды с образованием гидроксид-ионов:
О 2- + Н 2О = 2ОНЇ.
Похожие статьи
-
Существует три основных типа окислительно-восстановительных реакций: 1. Если окислитель и восстановитель находятся в молекулах различных веществ, то...
-
В этом методе сравнивают степени окисления атомов в исходных веществах и в продуктах реакции, при этом руководствуемся правилом: число электронов,...
-
Типы окислительно-восстановительных реакций - Окислительно-восстановительные процессы
Различают три типа окислительно-восстановительных реакций. Межмолекулярные реакции - это реакции, которые протекают с изменением степеней окисления...
-
Процессы окисления и восстановления - Окислительно-восстановительные процессы
Реакции, которые сопровождаются изменением степеней окисления атомов элементов, входящих в состав реагирующих веществ, называются...
-
Понятие о реакциях окисления-восстановления - Окислительно-восстановительные процессы
Комплексные цели: студенты должны: знать, что такое степень окисления атома; что называют восстановителем и окислителем; объяснять суть процессов...
-
Окислители и восстановители Все химические реакции можно разделить на два типа: - Реакции, идущие без изменения степени окисления атомов, входящих в...
-
Восстановители - Окислительно-восстановительные процессы
1) Простые вещества. Восстановительные свойства могут проявлять все металлы, но к типичным восстановителям относятся Активные металлы ( Щелочные и...
-
Правила определения степени окисления элемента - Окислительно-восстановительные процессы
Степень окисления - это условный заряд, который приписывается атому При допущении, что все связи в веществе являются Ионными. Известно, что чисто ионной...
-
Окислители - Окислительно-восстановительные процессы
1) Окислители - простые вещества. Окислительные свойства характерны для простых веществ, нейтральные атомы которых способны путем присоединения...
-
Реакция окисления углерода - Основы теории окислительной плавки
Основная составляющая шихты при выплавке стали - чугун - содержит в среднем 4%. В готовой стали содержание углерода в большинстве случаев исчисляется...
-
Реакции ионного обмена - это реакции между ионами, образовавшимися в результате диссоциации электролитов. Правила составления ионных уравнений реакций 1....
-
Реакция окисления марганца - Основы теории окислительной плавки
Марганец в сталях присутствует как раскислитель и легирующий компонент. Раскислительная способность его мала и в этом качестве он используется при...
-
Реакция окисления кремния - Основы теории окислительной плавки
Кремний сплавляется с железом в любых соотношениях, образуя соединения FeSi. Вследствие высокой активности по отношению к кислороду используется как...
-
Составление химических уравнений, Расчеты по химическим уравнениям - Основные понятия и законы химии
Включает три этапа: 1. Запись формул веществ, вступивших в реакцию (слева) и продуктов реакции (справа), соединив их по смыслу знаками "+" и "®" : HgO ®...
-
Система усовершенствованных моделей позволяет удовлетворительно воспроизводить кинетику СО-токсичности ДВС при изменении нагрузки, цикловой подачи...
-
Закономерность управления процессом для реакции - Каталитический риформинг
Управлять ХТП - это означает, меняя технологические параметры процесса (температуру, давление, состав сырья, катализатор, скорость перемешивания,...
-
Превращение нейтральных атомов в положительно заряженные ионы определяется значением Энергии ионизации внешних валентных электронов. Чем меньше энергия...
-
Прототипом разработанной автором системы моделей служит "точечная" модель [1], представляющая собой пространственно осредненный вариант уравнений горения...
-
Проблема аккуратной компьютерной имитации рабочего процесса ДВС всех типов заключается в высокой размерности модельных динамических систем, причем...
-
Системы линейных уравнений - Методы решения системы линейных уравнений
Системой m линейных уравнений с n неизвестными называется система вида Где aIj и bI (i=1,...,m; b=1,...,n) - некоторые известные числа, а x1,...,xN -...
-
Процесс административного сопровождения является вспомогательным процессом и включает в себя: Расчет текущей учебной нагрузки Управление учебным...
-
В настоящей работе растворы готовились весовым методом: путем растворения точно взвешенных навесок в мерной посуде. Концентрации тестируемых соединений в...
-
Основные уравнения, движущая сила процесса - Процесс фильтрования
Фильтрование протекает в ламинарной области, что означает небольшой размер пор в слое осадка и фильтровальной перегородке, а также малую скорость...
-
ГЕТЕРОГЕННЫЙ КАТАЛИЗ - Процесс катализа
К сожалению, до сих пор, несмотря на достаточно большое число теорий и гипотез в области катализа, многие основополагающие открытия были сделаны случайно...
-
Механизм реакции, Растворители - Окисление по Байеру-Виллигеру
В 1948 г. Криге предположил, что реакция Байера-Виллигера протекает по ионному механизму. Первая стадия этого процесса, по-видимому, заключается в...
-
Никель-химически слабо активный переходный элемент. По совей активности он уступает металлам стоящим перед ним в электрохимическом ряду напряжений...
-
Пример 1 Далеко не во всех случаях цепь представляет собой совокупность лишь последовательно и параллельно соединенных ветвей. В качестве примера...
-
Термодинамика - наука о взаимопревращениях различных форм энергии и законах этих превращений. Термодинамика базируется только на экспериментально...
-
Виды реакций горения - Принципы горения и взрыва
Горение подразделяется на Тепловое и цепное . В основе Теплового горения лежит химическая реакция, способная протекать с прогрессирующим самоускорением...
-
Выполнил: Шварц В. И. 9-Б класс Руководитель: Шагалина Д. Г. Межгорье 2005 Решение уравнений и неравенств, содержащих выражения под Знаком модуля Любое...
-
К числу таких реакций относятся взаимодействия солей двухвалентных катионов (кроме Ca2+, Sr2+, Ba2+) с водными растворами карбонатов натрия или калия,...
-
По теме "Вариант №2" Определить совместность системы линейных уравнений: Решение: А = RgA = 2. A* = RgA* = 3. Ответ. Система не совместима. 2. Вычислить...
-
ГОМОГЕННЫЙ КАТАЛИЗ - Процесс катализа
Среди многочисленных каталитических реакций особое место занимает катализ в цепных реакциях. "Цепными реакциями, как известно, называются такие...
-
Уравнение Михаэлиса-Ментен и его анализ - Гомогенный и гетерогенный катализ
Уравнемние Михаэмлиса -- Мемнтен -- основное уравнение ферментативной кинетики, описывает зависимость скорости реакции, катализируемой ферментом, от...
-
Теоретические основы процесса Реакторы смешения - это емкостные аппараты с мешалкой или циркуляционным насосом. Человечество давно пользуется...
-
Процесс получения винилхлорида сбалансированным методом из этилена состоит из шести стадий: 1. синтез 1,2-дихлорэтана прямым жидкофазным хлорированием...
-
Экономические показатели процесса можно улучшить и за счет комбинирования двух других способов производства винилхлорида: из этилена и ацетилена, когда...
-
Макрокинетика процесса - Каталитический риформинг
Характерной особенностью всех модификаций риформинга является то, что одна из его основных стадий - ароматизация - эндотермична, а другая - гидрокрекинг...
-
1. Ознакомиться с методами регрессионного анализа и планирования эксперимента; 2. Определить коэффициенты статистической характеристики объекта...
-
Основные условия проведения реакции иода с тиосульфатом. - Йодометрия
Заключительным этапом многих йодометрических определе-ний является реакция титрования иода тиосульфатом натрия. Йодометрические титрования выполняют на...
Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций - Окислительно-восстановительные процессы