Уравнивание ОВР

Рассмотрим некоторые методы составления уравнений для реакций окисления-восстановления.

Метод баланса степеней окисления. Для нахождения коэффициентов учитывают правило, согласно которому суммарное изменение степеней окисления окислителя и восстановителя в реакции равно нулю; то есть повышение степени окисления восстановителя равно ее понижению у окислителя.

Пример 3. Составьте уравнение окислительно-восстановительной реакции:

_{+7 +3 +2 +5}

KMnO₄ + H₃PO₃ + H₂SO₄ ® MnSO₄ + H₃PO₄ + K₂SO₄ + H₂O.

Решение. Определяем, как изменяют свою степень окисления восстановитель и окислитель, и отражаем это в уравнениях:

восстановитель 5 P⁺³ ® P⁺⁵, Dw = (+5) - (+3) = +2 процесс окисления,

окислитель 2 Mn⁺⁷ ® Mn⁺², Dw = (+2) - (+7) = -5 процесс восст-ния.

Коэффициенты перед веществами, атомы которых не меняют свою степень окисления, находят подбором. Уравнение реакции будет иметь следующий вид:

2КMnO₄ + 5H₃PO₃ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄+ 5H₃PO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O.

Пример 4. Составьте уравнение реакции взаимодействия цинка с концентрированной серной кислотой, принимая максимальное восстановление последней.

Решение. Цинк, как любой металл, проявляет только восстановительные свойства. В концентрированной серной кислоте окислительную функцию несет сера в степени окисления (+6). Максимальное восстановление серы означает, что она приобретает минимальную степень окисления. Минимальная степень окисления серы как р- элемента VI А группы равна -2. Цинк, как металл II В группы, имеет постоянную степень окисления +2. Отражаем сказанное в уравнениях:

восстановитель 4 Zn ® Zn⁺², Dw = +2 процесс окисления,

окислитель 1 S⁺⁶ ® S^-2, Dw = -8 процесс восстановления.

Составляем уравнение реакции: 4Zn + 5H₂SO₄= 4ZnSO₄ + H₂S+ 4H₂O.

Перед H₂SO₄ стоит коэффициент 5, а не 1, так как еще четыре моля кислоты идут на связывание четырех ионов Zn²⁺ (то есть H₂SO₄ - и окислитель, и среда реакции). Далее по балансу атомов водорода определяют количество (моль) воды. Для проверки правильности подобранных коэффициентов подсчитывают баланс кислорода.

При повышении степени окисления протекает процесс окисления, а само вещество является восстановителем. При понижении степени окисления протекает процесс восстановления, а само вещество является окислителем.

Описанный метод уравнивания ОВР носит название “метод баланса по степеням окисления”.

–1 –1 0 –2

Пример 5. Уравнять реакцию: KI + H₂O₂ + H₂SO₄ ® I₂ + K₂SO₄ + H₂O.

Решение. Изменение степени окисления претерпевают иод и кислород. Составляем уравнения баланса:

1 2I^- - 2 = I₂ ,

1 2O^–1 + 2 = 2O^–2.

Конечное уравнение: 2KI + H₂O₂ + H₂SO₄ = I₂ + K₂SO₄ + 2H₂O.