Реакции в среде сильных оснований

Этапы подбора коэффициентов в этом случае аналогичны всем приведенным этапам в примере 3. Однако в этом случае в ионно-электронных уравнениях полуреакций рационально использовать гидроксид-ионы и молекулы воды. Если нужно отнять атом кислорода у соединения, то добавляют молекулу воды с освобождением двух гидроксид-ионов:

ЭО_n + H₂O ® ЭО_{n –1} + 2(OH^-);

Если нужно добавить атом кислорода, то его берут из двух гидроксид-ионов. В результате преобразований высвобождается молекула воды:

ЭО_n + 2 (OH^-) = ЭО_n+1 + H₂O.

Пример 4. Окисление серы в среде гидроксида натрия гипохлоритом натрия:

S + NaClO + NaOH ® Na₂SO₄ + NaCl

Ионно-электронная схема первоначально имеет вид:

S + 8(OH^-) - 6e^- = SO₄^2- + 4 H₂O | 1

ClO^- + H₂O + 2e^- = Cl^- + 2(OH^-) ½ 3

S + 8(OH^-) +3 СlO^- +3 H₂O = SO₄^2- + 4H₂O + 3 Cl^- + 6(OH^-).

После приведения подобных – молекул воды и гидроксид-ионов получаем:

S + 2(OH^-) +3 ClO^- = SO₄^2- + H₂O + 3 Cl^-

после учета ионов, не изменивших своих степеней окисления в процессе реакции, - в данном конкретном случае ионов натрия - окончательное уравнение реакции выглядит так:

S + 3 NaClO + 2 NaOH = Na₂SO₄ + 3NaCl + H₂O.

Реакции в нейтральной среде

Этапы подбора коэффициентов в этом случае аналогичны всем приведенным этапам в примере 3. Следует только обязательно иметь ввиду, что для нейтральной среды в ионно-электронных схемах можно добавлять только воду. Ели нужно отнять атом кислорода, то добавляют молекулу воды и в итоге получают два гидроксид-иона:

ЭО_n + Н₂О ® ЭО_n-1 + 2(OH^-).

Если нужно добавить атом кислорода, то добавляют целую молекулу воды, а получают два иона водорода:

ЭО_n + Н₂О ® ЭО_n+1 + 2 H⁺.

Пример 5. Окисление сероводорода избытком перманганата калия:

H₂S + KMnO₄ ® K₂SO₄ + MnO₂ + …

Ионно-электронная схема имеет вид:

H₂S + 4 H₂O -8e^- = SO₄^2- + 10 H⁺ | 3

MnO₄^- + 2 H₂O + 3 e^- = MnO₂ + 4 (OH^-) ½ 8

3 H₂S + 8 MnO₄^- + 28 H₂O = 3SO₄^2- + 8 MnO₂ + 30 H⁺ + 32(OH^-).

После приведения подобных – из 30 H⁺ и 32(OH^-) получаем 30 молекул ионов H₂O и 2 гидроксид-иона, а затем взаимносокрвщаем в правой и левой частях молекулы воды:

3 H₂S + 8 MnO₄^- = 3 SO₄^2- + 8 MnO₂ + 2(OH^-) + 2 H₂O.

Окончательное уравнение реакции, которое обычно представляют в молекулярном виде, приобретает вид:

3 H₂S + 8 КMnO₄ = 3К₂ SO₄ + 8 MnO₂ + 2КOH + 2 H₂O

Вопросы для предварительной подготовки лабораторной работы

1.В чем состоят процессы окисления и восстановления? Приведите примеры.

2. Что такое степень окисления? Чему равна степень окисления простых веществ?

3. Всегда ли степень окисления совпадает с валентностью? Может ли степень окисления быть дробной?

4. Назовите сложные вещества – соли и кислоты - окислители и восстановители.

5. Может ли одно и то же вещество быть окислителем в одной реакции, а восстановителем в другой?

6. Сопоставьте два метода нахождения коэффициентов и укажите особенности каждого из них.

7. Как учитывается при нахождении коэффициентов в окислительно-восстановительных уравнениях кислотность или щелочность водных растворов?

8. Какие алгебраические преобразования возможны в суммарном уравнении окислительно-восстановительного процесса.