Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Метод полуреакций или ионно-электронный метод.




Этот метод основан на составлении ионных уравнений для процессов окисления восстановителя и для реакций восстановления окислителя с последующим суммированием обеих уравнений в общее ионное уравнение.

Степень окисления при этом определять не нужно, так как рассматривается участие в реакции не отдельного атома, а реального иона.

Чтобы составить уравнение окислительно-восстановительной реакции методом полуреакций, необходимо: 1)составить ионно-молекулярную схему реакции, помня, что сильные электролиты записываются в виде ионов, а слабые электролиты, газы, осадки - в виде молекул. В ионную схему включаются только те частицы (ионы, атомы, молекулы), которые подвергаются изменению, т.е. окислитель, восстановитель, а также ионы Н+ и ОН-, характеризующие среду, или молекула воды; 2)составить электронно-ионные уравнения отдельно для процессов восстановления и окисления, руководствуясь следующими правилами:

· Если продукт реакции содержит меньше кислорода, чем исходное вещество, то в кислой среде освобождающийся кислород связывается с ионами Н+, в результате чего образуется столько молекул воды, сколько не хватает атомов кислорода. В нейтральной и щелочной средах освобождающийся кислород взаимодействует с водой, образуя удвоенное число гидроксильных групп.

· Если исходное вещество содержит меньше атомов кислорода, чем продукт реакции, то недостаток их восполняется в кислых и нейтральных растворах за счет молекул воды, а в щелочных – за счет удвоенных гидроксильных групп.

На основании закона сохранения массы и энергии должно быть равенство числа частиц (ионов, атомов, молекул) в левой и правой частях уравнения. Суммарное число и знак электрических зарядов слева и справа от знака равенства должны быть одинаковы.

Пример.

Рассмотрим реакцию восстановления перманганата калия по схеме

 
 

KMnO4 +Na2SO4 + H2SO4 MnSO4 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O :

1)в кислой среде. Запишем:

 
 

K++(MnO4)-+2Na++(SO3)2-+2H++(SO4)2-

Mn2++(SO4)2-+2Na++(SO4)2-+2K++(SO4)2-+H2O

Составляем ионно-молекулярную схему реакции, показывающую ионы, претерпевшие изменения и ионы среды.

 
 

(MnO4)- + (SO3)2- + H+ Mn2+ + (SO4)2- + H2O

Составляем схемы превращений ионов.

       
   

(SO3)2- (SO4)2- (MnO4)- (Mn)2+

Недостаток кислорода восполним молекулой воды, т. к. среда кислая, и уравняем число атомов водорода:

(SO3)2- + H2O = (SO4)2- +2H+

(MnO4)- + 8H+ = Mn2+ + 4H2O

Сосчитаем заряды в левой и правой частях схемы и найдем число отданных и принятых электронов.

5 (SO3)2- + H2O - 2e- = (SO4)2- + 2 H+ процесс окисления



       
   


10 -2 0

восстановитель

2 (MnO4)- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O процесс восстановления

       
   


+7 +2

окислитель

Уравниваем число отданных и принятых электронов, найдя множители 2 и 5. Умножаем каждое уравнение на соответствующий множитель и почленно складываем их (кроме электронов), получаем:

5(SO3)2- + 5H2O +2(MnO)- +16H+ = 5(SO4)2- +10H+ + 2Mn2+ +8H2O

Приводим подобные члены:

5(SO3)2- + 2(MnO4)- + 6H+ = 5(SO4)2- + 2Mn2+ + 3H2O .

От полученного ионно-молекулярного уравнения переходим к полному молекулярному уравнению, приписывая противоионы и не нарушая общего равенства уравнения:

5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5Na2SO4 + K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O

 

2)в нейтральной среде:

 
 

KMnO4 + Na2SO3 + H2O MnO2 + KOH + Na2SO3

 
 

K+ +(MnO4)- +2Na+ +(SO3)2 +H2O MnO2 +K+ +OH- +2Na+ +(SO3)2-

 
 

(MnO4)- +(SO3)2 +H2O MnO2 + OH +(SO3)2-

 

2 (MnO4)- + 2H2O +3e = (MnO2)- + 4OH- процесс восстановления

 

6 -1 -4

3 (SO3)2- + H2O – 2e = (SO4)2- + 2H+ процесс окисления

       
   


-2 0

 

2MnO4- + 4H2O + 3SO32- + 3H2O = 2MnO2 + 8OH- + 3SO42- + 6H+

2MnO4- + 7H2O + 3SO32- = 2MnO2 + 6H2O + 3SO42- + 2OH-

2MnO4- + H2O + 3SO32- = 2MnO2 + 3SO42- + 2OH-

 

В молекулярном виде:

 

2KMnO4 + H2O + 3Na2SO3 = 2MnO2 + 3Na2SO4 + 2KOH .

 

3)в щелочной среде:

 
 

KMnO4 + Na2SO3 + KOH K2MnO4 + Na2SO4 + H2O



 
 

K++(MnO4)-+2Na++(SO3)2- + K+ + OH- 2K+ +(MnO4)2- +2Na+ + +(SO3)2-+H2O

 
 

(MnO4)-+(SO3)2-+OH- (MnO4)2- +(SO3)2-+H2O

 

2 (MnO4)- + 1e = (MnO4)2- процесс восстановления

2 -1 -2

1 (SО3)2- + 2OH- – 2e = (SO4)2- + H2O процесс окисления

 

-4 -2

 

2(MnO4)- + (SO3)2- + 2OH- = 2(MnO4)2- + (SO3)2- + H2O

 

В молекулярном виде:

 

2KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH = 2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O

 


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2019 год. (0.009 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал