Окислительно-восстановительные реакции




Скачать 282.91 Kb.
НазваниеОкислительно-восстановительные реакции
страница1/5
Дата публикации13.06.2014
Размер282.91 Kb.
ТипДокументы
skachate.ru > Математика > Документы
  1   2   3   4   5

Окислительно-восстановительные реакции



Окислительно-восстановительные реакции – это реакции, сопровождающиеся изменением степени окисления атомов элементов, входящих в состав реагирующих веществ.

В окислительно-восстановительных реакциях как минимум изменяется степень окисления двух элементов, входящих в состав окислителя и восстановителя. В более сложных случаях функцию окислителя или восстановителя могут выполнять два или более элементов.

Любая окислительно-восстановительная реакция – единый взаимосвязанный процесс. Окисление приводит к повышению степени окисления восстановителя, а восстановление - к ее понижению у окислителя. Соответственно окислитель, функцию которого выполняет атом, молекула или ион, принимает электроны в ходе окислительно-восстановительной реакции, а восстановитель – отдает их.

^

При составлении уравнений окислительно-восстановительных реакций в основном используют 2 метода: метод электронного баланса и метод электронно-ионного баланса.

^

Метод электронного баланса реализуется в несколько стадий:


  1. установление формул исходных веществ и продуктов реакции;

  2. определение степеней окисления элементов в реагентах и продуктах реакции;

  3. определение числа электронов, отданных восстановителем и принятых окислителем;

  4. определение коэффициентов перед формулами реагентов и продуктов реакции.

Метод электронно-ионного баланса более универсален по сравнению с методом электронного баланса и имеет неоспоримое преимущество при подборе коэффициентов во многих окислительно-восстановительных реакциях, особенно протекающих с участием органических соединений, в которых процедура определения степеней окисления является очень сложной. Составление уравнений этим методом осуществляется через ряд стадий:

  1. определение окислителя и восстановителя, а также продуктов окисления и восстановления;

  2. составление ионно-молекулярных уравнений полуреакций (окисления и восстановления) с учетом электронов;

  3. определение на основе требования электронного баланса коэффициентов перед строками уравнений полуреакций;

  4. суммирование левых и правых частей уравнений полуреакций и составление на этой основе уравнения окислительно-восстановительной реакции в ионно-молекулярной форме;

  5. переход от ионно-молекулярной формы окислительно-восстановительной реакции к молекулярной.

При реализации этой последовательности необходимо придерживаться ряда правил. К ним относятся:

1) Участники реакции (реагенты и продукты) записываются в уравнениях полуреакций в той форме, в которой они присутствуют в растворе. Например, если в качестве окислителя используется сильный электролит дихромат калия, то в качестве окислителя в уравнении полуреакции записывают анион Cr2O72-, реально присутствующий в растворе и осуществляющий функцию окисления. В то же время восстановитель, сульфид железа (II) FeS, записывается в молекулярной форме, поскольку он нерастворим и практически не диссоциирует на ионы. То же самое справедливо для газообразных участников реакции.

2) Если между реагентами и продуктами в уравнениях полуреакций происходит перераспределение кислорода, то для осуществления такого перераспределения используется:

    • в кислой среде пара H+ H2O;

    • в нейтральной среде пары H2OH+ , H2OOH;

    • в щелочной среде пара OHH2O.

При этом в случае нейтральной среды в левой части уравнений полуреакций всегда должна фигурировать вода.

3) В уравнениях полуреакций, помимо баланса элементов, должен соблюдаться зарядовый баланс, который устанавливается путем прибавления к левой части уравнения или вычитания из нее соответствующего количества электронов.

4) При переходе от ионно-молекулярной к молекулярной форме уравнения следует иметь в виду, что добавление в левую часть уравнения новых частиц (например, к дихромат-аниону Cr2O72– добавляют стехиометрическое количество противоионов К+ или Na+), эти частицы должны быть перенесены и в правую часть.

Принципиальная возможность осуществления окислительно-восстановительных реакций в стандартных условиях выявляется на основе разности электродных потенциалов окислителя и восстановителя

(1)

связанной с изменением энергии Гиббса соотношением

G = - nF∆Е (2)

Из последнего выражения следует, что процесс принципиально осуществим при ∆ Е >0 ( G < 0) и наоборот, процесс невозможен при ∆Е < 0 ( G > 0).
Примеры решения типовых задач.
Задача 1. Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между следующими веществами:

а) NH3 и КМnО4;

б) HNO2 и HJ;

в) НС1 и H2Se?

Почему?

Расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме:
KMnO4 + KNO2 + H2SO4 → MnSO4 + KNO3 + K2SO4 + H2O.
Решение. Определяем степени окисления (С.О.) каждого элемента в веществах:

–3 + + +7 –2

а) NH3 и КМnО4;




+ +3 –2 + –

б) HNO2 и HJ;


+ – + –2

в) НС1 и H2Se.

Установим окислитель и восстановитель:

а) NH3. Азот проявляет минимальную степень окисления и является восстановителем.

КМnО4. Марганец находится в максимальной степени окисления и является окислителем. Реакция возможна.

б) HNO2. Азот проявляет промежуточную С.О. и может служить как окислителем, так и восстановителем.

HJ. Йод находится в минимальной С.О. и является восстановителем. Реакция возможна, HNO2 будет окислителем.

в) НС1 и H2Se. Хлор и селен находятся в минимальной С.О. и являются восстановителями. Реакция невозможна.
+7 +3 +2 +5

2KMnO4 + 5KNO2 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5KNO3 + K2SO4 + 3H2O.
Используем:

а) Метод электронного баланса.




+7 +2

2

Mn + 5е = Mn (процесс восстановления окислителя)





+3 +5

5

N – 2е = N (процесс окисления восстановителя)




+7 3 +2 +5




2Mn + 5N = 2Mn + 5N


б) Метод электронно-ионного баланса (метод полуреакций) – учитывает диссоциацию соединений и характер среды.




–1 + 2+

2

MnО4 + 8H + 5е = Mn + 4H2O




– – +

5

NO2 + H2O – 2е = NO3 +2H




– + – 2+ – +




2MnO4 + 16H + 5NO2 +5H2O = 2Mn + 8H2O + 5NO3 +10H




– + – 2+ –

2MnO4 + 6H + 5NO2 + = 2Mn + 5NO3 + 3H2O.


Задача 2. Составьте уравнение окислительно-восстановительной реакции окисления дисульфида железа (II) кислородом.

Решение. Продуктами этой реакции являются SO2 и Fe2O3. Соответственно степень окисления железа изменяется от +2 до +3, степень окисления серы – от –1 до +4, степень окисления кислорода – от 0 до –2. Можно видеть, что функцию восстановителя в этой реакции выполняют совместно Fe2+ и S22-, функцию окислителя – О2. В этой связи представим реакции окисления и восстановления схемой:


11

О2 + 4е 2 О2-

восстановление, окислитель О2

4

Fe2+ – 1е Fe3+

S22- – 10е 2 S4+
^

окисление, восстановитель FeS2


4 FeS2 + 11О2 2 Fe2O3 + 8 SO2

По числу принятых кислородом и отданных FeS2 электронов определяем коэффициенты перед окислителем и восстановителем. С учетом поэлементного баланса находим коэффициенты перед формулами продуктов реакции.




  1   2   3   4   5

Похожие:

Окислительно-восстановительные реакции iconМетодические указания к контрольным заданиям по дисциплине «Химия»
Окислительно-восстановительные реакции – это реакции, в которых изменяется степень окисленности атомов, входящих в состав реагирующих...
Окислительно-восстановительные реакции icon1. Подберите коэффициенты в схеме окислительно-восстановительной...
Подберите коэффициенты в схеме окислительно-восстановительной реакции, составьте схему электронного баланса, определите, что является...
Окислительно-восстановительные реакции iconПриведите химизм и условия проведения фармакопейных реакций на неорганические...
Дайте обоснование определению подлинности ингредиентов лекарственной смеси, ответ подтвердите химизмом реакций
Окислительно-восстановительные реакции iconТепловой эффект реакции
Внутренняя энергия вещества, тепловой эффект химической реакции, экзотермические и эндотермические реакции, термохимия, термохимические...
Окислительно-восстановительные реакции icon2 Найдите стандартную энтальпию реакции по величинам энтальпий образования...
Найдите стандартную энтальпию реакции по величинам энтальпий образования исходных веществ и продуктов реакции: CuCl2 (т) + Н2О (г)...
Окислительно-восстановительные реакции iconСравните выраженность основных свойств у этанола, этиламина и анилина....
Напишите уравнение реакции сульфирования этилена и пропена. Сравните реакционную способность этих углеводородов в данной реакции...
Окислительно-восстановительные реакции iconТема: Химические реакции
Дайте характеристику реакции синтеза оксида серы (IV) по всем возможным признакам классификаций химических реакций
Окислительно-восстановительные реакции iconВопросы по аналитической химии к экзамену
Аналитические признаки вещества и аналитические реакции. Типы аналитических реакции и реагентов
Окислительно-восстановительные реакции iconЛабораторная работа №5
...
Окислительно-восстановительные реакции iconОбобщение по темам «Химические реакции. Растворы»
Скорость химических реакций ( определение, формула), факторы влияющие на скорость химической реакции

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
контакты
skachate.ru
Главная страница