storinka.click » Хімія » Складання рівнянь окисно-відновних реакцій
Інформація про новину
  • Переглядів: 1505
  • Дата: 31-12-2017, 01:18
31-12-2017, 01:18

Складання рівнянь окисно-відновних реакцій

Категорія: Хімія


У цьому параграфі ви дізнаєтеся:

• що таке метод електронного балансу й на чому він ґрунтується;

• як складати рівняння окисно-відновних реакцій методом електронного балансу.

Окисно-відновні реакції завжди супроводжуються переходом електронів від відновника до окисника. Причому кількість електронів, відданих відновником, завжди дорівнює кількості електронів, отриманих окисником.

На цьому ґрунтується добір коефіцієнтів в окисно-відновних реакціях, який має назву метод електронного балансу. Розглянемо його застосування на прикладах.

Приклади розв’язування задач

Приклад 1. Складіть методом електронного балансу рівняння окисно-відновних реакцій: а) магнію з киснем; б) алюмінію з розведеною хлоридною кислотою; в) міді з розведеною нітратною кислотою.

Розв’язання

Спочатку складаємо схему реакції та визначаємо ступені окис-нення всіх хімічних елементів, що входять до складу як вихідних речовин, так і продуктів реакції. На основі цього виявляємо елементи, що змінили ступені окиснення. Кожен етап складання рівнянь будемо нумерувати римськими цифрами.

а) Пам’ятаємо, що Магній у сполуках завжди виявляє ступінь окиснення +2, а атом Оксигену, як правило, -2.

Складаємо електронні рівняння напівреакцій окиснення і відновлення, зазначивши кількість відданих і прийнятих електронів, що беруть у них участь:

відновник, тому що після реакції його ступінь окиснення зростає;

окисник, тому що після реакції його ступінь

окиснення знижується (число 2 перед

ставимо, оскільки в реакцію вступає двоатомна молекула O2).


Загрузка...

Щоб зрівняти кількість відданих і прийнятих електронів, знаходимо найменше спільне кратне (НСК). На його основі визначаємо коефіцієнти перед відновником та окисником у сумарному рівнянні реакції:

НСК коефіцієнти

Переносимо їх у схему реакції та ставимо перед продуктами окиснення й відновлення, а потім перед окисником і відновником:

2Mg + O2 = 2MgO

У цій реакції на окиснення Купруму витрачається 2 молекули нітратної кислоти, а ще 6 молекул HNO3 витрачається на утворення солі Cu(NO3)2, тобто всього 8 молекул.

Перевірка числа атомів Гідрогену в обох частинах схеми показує, що для їх зрівняння у лівій і правій частинах рівняння перед формулою H2O треба поставити коефіцієнт 4.


Приклад 2. Складіть методом електронного балансу рівняння окисно-відновних реакцій: а) взаємодії марганцю з нітратною кислотою; б) взаємодії марганцевої та хлоридної кислот.

Розв'язання

І. Записуємо схеми реакцій і визначаємо ступені окиснення всіх елементів:

ІІ. Визначаємо елементи, що змінили ступінь окиснення. На основі цього складаємо електронні рівняння з подальшим визначенням НСК і коефіцієнтів для окисника та відновника:

ІІІ. Підставляємо знайдені коефіцієнти в схему реакції:

IV. Зрівнюємо кількість речовини кислот, тому що вони виступають у двох ролях: а) як окисник і як солеутворювач; б) як відновник і як солеутворювач. Іншими словами, підсумовуємо кількість речовини кислот, які взяли участь в обох процесах:

а) 2 моль HNO3 витрачено на утворення NO та 6 моль — на утворення Mn(NO3)2, тобто 2 + 6 = 8 моль, тому перед НNOставимо коефіцієнт 8, а перед H2O — коефіцієнт 4 для зрівнювання кількості атомів Гідрогену:

б) 10 моль HCl витрачено на утворення 5 моль Cl2 і 4 моль — на утворення солі 2MnCl2, тому перед HCl ставимо коефіцієнт 14, а перед H2O — коефіцієнт 8:

Приклад 3. Складіть методом електронного балансу рівняння окисно-відновних реакцій: а) взаємодії сульфідної кислоти з калій перманганатом; б) взаємодії цинку із сульфатною кислотою.

Розв’язання

W. Визначаємося з кількістю речовини: KOH — 2 моль і води — 2 моль. Відповідно до кількості атомів Гідрогену в лівій частині схеми реакції запишемо рівняння:

3H2S + 2KMnO4 = 3S + 2MnO2 + 2KOH + 2H2O

Основні поняття. Метод електронного балансу. Напівреакції окиснення й відновлення.


Загрузка...

Для допитливих

Деякі окисно-відновні реакції супроводжуються зміною ступенів окиснення елементів не тільки двох, як у більшості випадків, а й трьох або ще більше елементів. Як приклад розглянемо реакцію окиснення купрум(І) сульфіду:

Ступені окиснення змінюються, тобто в реакції беруть участь водночас три елементи. При цьому відновниками є

Для складання рівняння реакції методом електронного балансу підсумовуємо та розглядаємо ці елементи як учасників однієї напівреакції окиснення:

Запитання та завдання

°1. У якій послідовності треба складати рівняння окисно-відновних реакцій, якщо відомий склад як вихідних речовин, так і продуктів?

°2. Що таке напівреакції окиснення і відновлення?

°3. Який метод складання рівнянь окисно-відновних реакцій називають методом електронного балансу?

°4. Чи завжди кількість електронів, відданих відновником, дорівнює кількості електронів, отриманих окисником?

5. Складіть рівняння реакції горіння алюмінію в кисні. Яка із цих речовин окиснюється, а яка відновлюється в процесі реакції?

6. Складіть рівняння реакції взаємодії водню з хлором, киснем, натрієм (NaH), кальцієм (CaH2), сіркою. Назвіть у них окисник і відновник.

7. Складіть рівняння напівреакцій та в цілому рівняння окисно-відновних реакцій, укажіть у них окисник і відновник:

8. Доберіть коефіцієнти в кожній схемі реакції методом електронного балансу:

*9. Який об’єм гідроген сульфіду (н. у.) виділиться в результаті дії на цинк масою 60 г розчину H2SO4 з масовою часткою кислоти 96 %, якщо реакція відбувається за схемою

*10. Який об’єм гарячої хлоридної кислоти з w(HCl) = 36 % і густиною 1,18 г/мл прореагував з K2CrO4, якщо отримали 3,36 л (н. у.) хлору внаслідок реакції за схемою

 

Це матеріал з підручника Хімія 9 клас Бутенко (поглиблений рівень)