Электронный баланс.

Методические рекомендации учителю. Занятие представляет собой сочетание коллективной, индивидуальной форм обучения, его части согласованы и подчинены целям и задачам. Перед выполнением самостоятельных заданий, необходимо повторить основные понятия и рассмотреть их на конкретных примерах.

Окислительно-восстановительные реакции - это химические превращения реагентов в продукты реакции, которые сопровождаются изменением степеней окисления элементов; например:

В уравнениях таких реакций подбор коэффициентов проводят составлением электронного баланса.

Подбор коэффициентов складывается из несколь­ких этапов.

Пример. Схема реакции:

КМnO₄ + H₂S → MnO₂ ↓ + S↓ + КОН + Н₂O

1) В схеме реакции находим элементы, изменяю­щие свои степени окисления, и выписываем их от­дельно:

₄ + H₂ → Mn⁺⁶ O₂ + S⁰ + КОН + H₂O

Mn⁺⁷... = Mn⁺⁶

S^-2... = S⁰

2) Составляем уравнения полуреакций восстанов­ления и окисления, соблюдая закон сохранения числа зарядов в каждой полуреакции, т. е. дополняем за­пись пункта (1):

полуреакция восстановления Mn⁺⁷ +3е^- = Mn⁺⁶

полуреакция окисления S^-2-2е^- = S⁰

3) Подбираем дополнительные множители для урав­нений полуреакций так, чтобы сохранение заряда вы­полнялось для реакций в целом (другими словами, чтобы число принятых электронов в полуреакции восстановления стало равным числу отданных элект­ронов в полуреакции окисления), т. е. дополняем за­пись пункта (2):

Mn⁺⁷ +3е^- = Mn⁺⁶ 2 (множитель)

S^-2-2е^- = S⁰ 3 (множитель)

4) Проставляем найденные множители в качестве стехиометрических коэффициентов перед формула­ми веществ в схему реакции (если имеется коэффици­ент 1, он обычно опускается, но подразумевается).

2К Мn O₄ + 3H₂ S → 2 Mn O₂↓ + 3S↓ + КОН + Н₂0

Теперь проставленные множители нельзя изменять произвольно, т. е., скажем, 2 на 3, а 3 на 4, так как мольное соотношение изменится и войдет в противоречие с найденным в пункте (3).

5) Подбираем коэффициенты для элементов, кото­рые не изменили своих степеней окисления при про­текании реакции (аналогично методу подбора для об­менных реакций), т. е. дополняем за­пись пункта (4), в конце подбора заменяем стрелку (→) на знак равенства (=).

Если таких элементов два или более, то достаточно уравнять число атомов всех элементов, кроме одного (по которому проведем проверку; чаще других за по­следний выбирается кислород, если он присутствует в уравнении):

2К Мn O₄ + 3H₂ S = 2 Mn O₂↓ + 3S↓ + 2КОН + 2Н₂0

Получаем уравнение реакции с подобранными ко­эффициентами.

Затем обучающиеся выполняют упражнения по подбору коэффициентов в уравнениях:

· реакций между простыми веществами или металлами и водой;

Li +O₂ → Li₂O

Na + H₂O→ NaOH + H₂↑

· реакций с участием простых веществ;

KClO₃ +S → KCl + SO₂

· межмолекулярных реакций окисления-восстановления с участием кислот;

KMnO₄ + HCl (конц.) → MnCl₂ + Cl₂ + KCl + H₂O

· межмолекулярных реакций окисления-восстановления;

KNO₃ + KOH +MnO₂ → KNO₂ + K₂MnO₄ + H₂O

· внутримолекулярных реакций окисления-восстановления;

KNO₃ → KNO₂ + O₂

· реакций дисмутации (диспропорционирования);

KClO₃ → KClO₄ + KCl

· реакций конмутации (контрдиспропорционирования);

KClO₃ + HCl (конц.) → Cl₂ + KCl + H₂O

· реакций замещения;

CaCl₂ + Al → Ca + AlCl₃

· реакций электролиза;

NaOH + O₂ + H₂O

· реакций с тремя изменениями степеней окисления.

Na₂CO₃ + C → Na + CO

Уравнения реакций можно подбирать в сборниках задач различных авторов.