ГлавнаяОкислительно-восстановительные реакцииМетод полуреакций

ОВР

Что такое ОВР
· Электроотрицательность
· Степень окисления
· Валентность
· О-В свойства элементов
· Элементы-восстановители
· Элементы-окислители
· Классификация ОВР
· Метод электронного баланса
· Определение продуктов ОВР
· Метод полуреакций
· Влияние среды
Периодическая таблица

Окислительно-восстановительные реакции

Метод полуреакций - составление уравнений ОВР


Любая окислительно-восстановительная реакция состоит из двух "половинок" - в ходе ОВР идут два процесса - процесс окисления вещества-восстановителя и процесс восстановления вещества-окислителя. Оба эти процесса могут быть описаны соответственными ионными уравнениями, которые потом можно суммировать и получить итоговое общее ионное уравнение реакции, а потом записать молекулярное уравнение.

В качестве примера составим уравнение реакции сероводорода с раствором калия перманганата в кислой среде методом полуреакций. Ранее это уравнение было составлено методом электронного баланса.

В ходе реакции происходит разложение молекул сероводорода на серу и водород, о чем свидетельствует постепенное помутнение раствора перманганата калия (сера выпадает в осадок). Процесс окисления сероводорода запишем в виде уравнения полуреакции окисления:

H2S → S+2H+

Поскольку в левой и правой частях схемы кол-во атомов серы и водорода равно, то стрелку можно заменить на знак равенства, уравняв предварительно число зарядов в исходном веществе и продуктах реакции:

H2S-2e- = S+2H+

Параллельно с помутнение раствора идет и смена его окраски - из малинового раствор становится бесцветным,что объясняется переходом ионов MnO4-, имеющих малиновую окраску, в практически бесцветный катион марганца Mn2+. Эта полуреакция восстановления выражается схемой:

MnO4- → Mn2+

А куда же делся атом кислорода? - обязательно спросит внимательный читатель. В кислой среде атом кислорода, входящий в состав иона, соединяется с атомами водорода, выделяющимися в ходе полуреакции окисления, образуя молекулу воды, при этом, поскольку из одного иона освобождается аж 4 атома кислорода, то для их связывания требуется 8 атомов водорода:

MnO4-+8H+ → Mn2++4H2O

Чтобы уравнять заряды в левой и правой части схемы, в левую часть надо добавить 5 электронов (в левой части сумма зарядов +7, а в левой +2):

MnO4-+8H++5e- = Mn2++4H2O

Для получения суммарного уравнения реакции, необходимо почленно сложить две полуреакции, предварительно уравняв кол-во отданных и полученных электронов, по аналогии с методом электронного баланса:

5| H2S-2e-       = S+2H+
2| MnO4-+8H++5e- = Mn2++4H2O
-------------------------
5H2S+2MnO4-+16H+ = 5S+10H++2Mn2++8H2O
5H2S+2MnO4-+6H+ = 5S+2Mn2++8H2O

Проверяем кол-во атомов и заряды в левой и правой частях суммарного уравнения, они равны, значит уравнение составлено правильно (водорода - по 16 атомов; серы - по 5; марганца - по 2; кислорода - по 8; заряды - по +4).

Чтобы перейти от ионного уравнения к молекулярному, надо в левой части подобрать к катионам и анионам их "пары" - анионы и катионы соответственно, после чего подобранные ионы записать и в правую часть уравнения, после этого ионы объединяются в молекулы, и получается молекулярное уравнение.

5H2S+2MnO4-+6H+ = 5S+2Mn2++8H2O
      2K+  3SO42- 2K+ 3SO42-
--------------------------
5H2S+2KMnO4+3H2SO4 = 5S+2MnSO4+K2SO4+8H2O

Результат аналогичен уравнению, полученному методом электронного баланса.

Правила составления уравнений ОВР методом полуреакций

Достоинства метода полуреакций:

Пример составления уравнения ОВР для кислотной среды

Составление уравнения реакции серы с азотной кислотой:

Пример составления уравнения ОВР для кислотной среды

"Фокус" уравнивания кол-ва атомов кислорода и водорода для уравнений ОВР в щелочной среде заключается в следующем:

Пример составления уравнения ОВР для нейтральной среды

Среду нейтральной можно счситать лишь условно, в любом случае, среда будет либо слабощелочной, либо слабокислотной.

Составляя уравнение ОВР методом полуреакций для нейтральной среды, одну полуреакцию составляют, как для кислотной среды - в левую часть схемы добавляют молекулу воды, в правую - катион водорода), вторую - как для щелочной (в левую часть добавляют молекулу воды, в правую - гидроксид-ион).

Еще один пример:

Более подробно составление уравнений окислительно-восстановительных реакций методом полуреакций в различных средах рассмотрено на странице Влияние среды на протекание ОВР.

В начало страницы