Примеры составления ионно-электронного баланса в зависимости от условий среды и природы вещества

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Пример 1. Правила составления и оформления ОВР, протекающих в кислой среде.

Дана реакция

S + HNO₃ (конц.) ® H₂SO₄ + NO₂ + H₂O

       Необходимо составить ионно-электронные уравнения, указать процессы окисления и восстановления, записать полное молекулярное уравнение реакции.

       Решение.

1. Определяют молекулы или ионы, которые участвуют в процессе окисления и восстановления.

В данном случае  – обуславливает окислительные свойства, а S – восстановительные.

1. Записываем в ионном виде полуреакции окисления и восстановления. При этом слабые электролиты. Твердые и газообразные вещества, а также неэлектролиты записывают в молекулярном виде.

1-я полуреакция:  – процесс окисления

2-я полуреакция:  – процесс восстановления

На основании закона сохранения массы при составлении уравнений полуреакций следует соблюдать баланс веществ и баланс зарядов.

Для уравнивания числа атомов кислорода в 1-ой полуреакции в ту часть, где он в избытке, добавляют столько катионов Н⁺, чтобы, связавшись с атомами кислорода, образовались молекулы воды.

1-я полуреакция: :

а) добавляют Н⁺ туда, где избыток кислорода:

б) в противоположную часть добавляют Н₂О:

в) уравнивают кислород:

г) уравнивают водород и подсчитывают заряды в полуреакциях:

д) уравнивают заряд, для этого из левой части полуреакции отнимают 6 электронов:

2-я полуреакция: :

а) так как среда кислая, то добавляют Н⁺ в ту часть полуреакции, где избыток кислорода:

б) в противоположную часть добавляют Н₂О:

в) уравнивают водород и подсчитывают заряды в полуреакциях:

г) для уравнивания зарядов в левую часть полуреакции добавляют один электрон:

1. Балансируют (уравнивают) число отданных и принятых электронов в полуреакциях:

1. Суммируют сначала левые, а затем правые части полуреакций, не забывая умножать множитель на коэффициент, если он стоит перед формулой иона или молекулы в полуреакциях:

Сокращают одинаковые ионы и молекулы.

Примечание. Традиционно в ионном уравнении производят максимальное сокращение катионов водорода, что не всегда приемлемо. При определенном навыке можно определить, какое количество Н⁺ можно сократить.

В данном случае сокращение следует произвести не на все 8Н⁺. а на 6Н⁺, так как из ионного уравнения видно, что на 6  требуется 6Н⁺ (в левой части), а на  – 2Н⁺.

Оформление полуреакций упрощается:

1. На следующем этапе добавляют недостающие катионы или анионы. Следует учесть, что количество добавляемых ионов в правую и левую части ионного уравнения должно быть одинаковым. Составляем молекулярное уравнение реакции:

Пример 2. Правила составления и оформления ОВР, протекающих в щелочной среде.

Чтобы уравнять число атомов водорода и кислорода в уравнениях для щелочной среды, добавляют воду в ту часть полуреакции, где избыток кислорода, а в противоположную часть – удвоенное число гидроксид-ионов. Перед Н₂О ставят коэффициент, показывающий разницу в числе атомов кислорода в левой и в правой частях полуреакции, а перед ОН^– - его удвоенный коэффициент. Таким образом, восстановитель присоединяет кислород из гидроксид-ионов.

Пример 1. Правила составления и оформления ОВР, протекающих в кислой среде.

Для реакции, схема которой

MnO₂ + KClO₃ + KOH ® K₂MnO₄ + KCl + H₂O

методом ионно-электронного баланса расставить коэффициенты.

Решение.

1-я полуреакция:       

MnO₂ – восстановитель, будет связывать гидроксид-ионы.

В противоположную часть добавляют воду Н₂О.

Так как в  избыток кислорода, в эту часть полуреакции добавляют воду. Разница в числе атомов кислорода в полуреакции равна 2, поэтому перед Н₂О ставят коэффициент 2, а перед ОН^– - удвоенный коэффициент – 4:

Уравнивают заряды, отнимая необходимое число электронов из левой части уравнения:

2-я полуреакция:

Ион обуславливает окислительные свойства молекулы КClO₃.

В молекуле окислителя избыток кислорода, разница в числе атомов кислорода равна 3. поэтому к иону  добавляют 3 молекулы воды. а к иону Cl^– – группу ОН^– и перед ней ставят удвоенный коэффициент – 6. Уравнивают заряды, добавляя в левую часть полуреакции 6 электронов:

Далее балансируем число электронов в полуреакциях и суммируем с учетом множителя и коэффициентов в полуреакциях:

 Составляем молекулярное уравнение реакции, добавляя недостающие катионы калия:

3 MnO₂ + 6 KOH + KClO₃ = 3 K₂MnO₄ + KCl + 3H₂O

Примечание: в некоторых уравнениях среди реагентов или среди продуктов реакции имеются вещества, которые в своем составе содержат гидроксид-ионы или атомы водорода, поэтому это следует учитывать при уравнивании числа атомов кислорода и водорода в полуреакциях. Например, в полуреакции гидроксид-группы уже содержатся в составе Fe(OH)₃, поэтому он будет связывать кислород из гидроксид-ионов:

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте