Химия - это просто

Популярно о химии: · Что такое химия
· Периодическая таблица
ОБЩАЯ ХИМИЯ
Вещества и смеси
Атомы и молекулы
Строение веществ
Взаимодействие веществ: · Виды химических реакций
· Уравнения химических реакций
· Классификации химических реакций
· Баланс химических реакций
· Химическое равновесие
· Скорость химических реакций
· Окислительно-восстановительные реакции
· Составление уравнений ОВР
· Тепловой эффект реакции
· Закон Гесса
· Электрохимические элементы
· Кислоты и основания
· Сильные кислоты и основания
· Слабые кислоты и основания
· Кислотно-основные реакции
· Индикаторы
· Водородный показатель pH
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Как определять степень окисления

Степень окисления - это число электронов, перешедших от одного атома - к другому. Знак "минус", стоящий перед степенью окисления, говорит о том, что атом электроны потерял; знак "плюс" - получил.

Степень окисления равна нулю:

у свободных атомов;
у атомов, входящих в состав неполярных молекул (например, H₂, O₂, N₂, Cl₂...);
в сумме значений степеней окисления всех элементов, входящих в соединение.

Последний пункт дает возможность определять неизвестную степень окисления элемента, если известны степени окисления других элементов в этом соединении:

H⁺¹N^xO₃^-2

Для определения степени окисления азота составляем и решаем уравнение:

(+1)+x+(-2)·3
x=6-1=+5

Во многих случаях степень окисления численно равна валентности.

Смотреть таблицу степеней окисления химических элементов...

Как составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций

Напомним, что окислительно-восстановительными реакциями называются химические реакции, протекающие с изменением степеней окисления элементов (всех или некоторых).

Главный момент любой окислительно-восстановительной реакции, о котором всегда следует помнить - кол-во электронов, которые отдал элемент-восстановитель, всегда равно кол-ву электронов, принятых элементом-окислителем.

Уравнения окислительно-восстановительных реакций составляются при помощи метода электронного баланса, либо метода полуреакций.

Метод электронного баланса

Алгоритм составления уравнения окислительно-восстановительной реакции:

Дана следующая схема реакции:
```
MnO₂+2HCl → MnCl₂+H₂O+Cl₂↑
```
В левой и правой частях уравнения рядом с элементами в формулах веществ проставляем степени их окисления:
```
Mn⁺⁴O₂^-2+2H⁺¹Cl^-1 → Mn⁺²Cl₂^-1+H₂⁺¹O^-2+Cl₂⁰↑
```
Внимательно смотрим, и определяем элементы с разной степенью окисления в левой и правой частях, в нашем случае - это марганец и хлор:
```
Mn⁺⁴
Cl^-1
```
Рядом запишем получившиеся атомы с "новой" степенью окисления:
```
Mn⁺⁴ → Mn⁺²
Cl^-1 → Cl⁰
```

Записыаем кол-во перешедших электронов:

Mn⁺⁴+2е^-→Mn⁺² (восстановление)
Cl^-1-1е^-→Cl⁰ (окисление)

Справа проводится вертикальная черта за которой записываются коэффициенты, стоящие перед электронами, при этом, верхний коэффициент записывается вниз, а нижний - вверх:

Mn⁺⁴+2е^-→Mn⁺² |1
Cl^-1-1е^-→Cl⁰  |2

проверяем, чтобы общая сумма электронов атома (иона элемента-окислителя) была равна общему числу электронов атома (иона элемента-восстановителя);
Переносим коэффициенты электронных уравнений в уравнение реакции в молекулярной форме, которые следует проставить в уравнении перед соответствующими формулами, и проверяем равенстов кол-ва атомов элементов в левой и правой части уравнения:
```
Mn⁺⁴O₂^-2+4H⁺¹Cl^-1→Mn⁺²Cl₂^-1+2H₂⁺¹O^-2+Cl₂⁰↑
```

Приведем еще один пример составления уравнения окислительно-восстановительной реакции методом электронного баланса.

Дана следующая схема реакции:
```
KMnO₄+KBr+H₂SO₄ → MnSO₄+Br₂+K₂SO₄+H₂O
```
Записываем степени окисления всех элементов в обеих частях схемы, после чего определяем элементы, изменяющие свои степени окисления в ходе реакции:
```
KMn⁺⁷O₄+KBr^-1+H₂SO₄ → Mn⁺²SO₄+Br₂⁰+K₂SO₄+H₂O
```
Пишем уравнения окисления и восстановления, поскольку продуктом окисления является двухатомная молекула брома, то и в левой части берем также два атома брома:
```
Mn⁺⁷+5е^- → Mn⁺² (восстановление)
2Br^-1-2е^- → Br₂ (окисление)
```
Записываем множители для уравнения:
```
Mn⁺⁷+5е^- → Mn⁺² |2
2Br^-1-2е^- → Br₂ |5
```
Основное правило метода электронного баланса выполняется: 2 атома марганца принимают 10 электронов (2·5), а 10 атомов брома отдают 10 электронов (каждый атом - по одному электрону);
Найденные множители записываются в качестве коэффициентов перед формулами веществ, содержащих элементы, участвующие в процессе окисления-восстановления:
```
2KMnO₄+10KBr+H₂SO₄ → 2MnSO₄+5Br₂+K₂SO₄+H₂O
```
Осталось уравнять кол-во атомов элементов, не изменяющих степени окисления (калий, сера, водород, кислород):
```
2KMnO₄+10KBr+8H₂SO₄ → 2MnSO₄+5Br₂+6K₂SO₄+8H₂O
```
В последнюю очередь уравниваются кол-ва атомов кислорода и водорода.

Рассмотрим пример окислительно-восстановительной реакции, в которой меняют свои степени окисления сразу три элемента.

Схема реакции:
```
P₂S₃+HNO₃ → H₃PO₄+SO₂+NO₂+H₂O
```
Определяем элементы, меняющие свои степени окисления:
```
P₂⁺³S₃^-2+HN⁺⁵O₃ → H₃P⁺⁵O₄+S⁺⁴O₂+N⁺⁴O₂+H₂O
```
В процессе реакции окисляются фосфор и сера, а восстанавливается азот, при этом кол-во электронов, участвующих в процессах окисления, равно 22, а в процессе восстановления участвует только 1 электрон:
```
2P⁺³-4e^- → 2P⁺⁵  |1
3S^-2-18e^- → 3S⁺⁴ |1
N⁺⁵+1e^- → N⁺⁴    |22
```
Записываем найденные множители в схему реакции, как коэффициенты перед формулами соответствующих веществ:
```
P₂S₃+22HNO₃ → 2H₃PO₄+3SO₂+22NO₂+H₂O
```
На последней стадии проводим уравнение кол-ва атомов кислорода и водорода:
```
P₂S₃+22HNO₃ = 2H₃PO₄+3SO₂+22NO₂+8H₂O
```

См. далее: Тепловой эффект реакции. Закон Гесса...

В начало страницы