Особые случаи составления уравнений окислительно-восстановительных реакций

Щелочная среда.

Нейтральная среда.

Используя тот же подход для нахождения стехиометрических коэффициентов при взаимодействии веществ в нейтральной среде, запишем:

Избыточный кислород в нейтральной среде ()стягивается с молекулами воды с образованием гидроксид-ионов (правила стяжения).

Умножаем полуреакций окисления и восстановления на соответству­ющие множители и суммируем:

В результате реакции образуется восемь гидроксид-ионов и шесть ионов водорода. Совместное присутствие их невозможно из-за протекания реакции:

Окончательно преобразованное ионное уравнение реакции следующее:

В молекулярной форме:

В щелочной среде недостающий кислород (процесс окисления) при­соединяется за счет ионов ОН, а избыточный кислород (процесс вос­становления) связывается молекулами воды.

В молекулярной форме полученное уравнение имеет следующий вид:

Разобранная выше методика составления и уравнивания реакций окисления-восстановления применима к большинству практически ко всем встречающихся процессов. Однако имеются некоторые реакции, при сос­тавлении которых необходимо учитывать дополнительные правила. Важ­нейшие из этих реакций рассмотрены ниже.

· Восстановитель или окислитель расходуется дополнительно на связывание получающихся продуктов.

Например:

При составлении молекулярного уравнения возникает вопрос, какой коэффициент должен быть поставлен перед азотной кислотой (2 или 8)? В подобных случаях для правильного решения вопроса нужно руковод­ствоваться следующим; если окислитель или восстановитель одновре­менно выполняет и функцию среды, то в молекулярном уравнении для данного вещества должен быть взят коэффициент, стоящий перед тем ионом, который участвует в реакции в большем количестве.

В этой реакции 2 молекулы реагируют как окислитель, а 6 молекул расходуются в качестве среды - на солеобразование. В реак­циях какого типа одно и то же вещество можно вписывать в уравнение дважды.

· Восстановителем и окислителем являются различные атомы од­ного и того жеэлемента, входящие в состав разных веществ.

Примером может служить реакция между иодидом калия и иодатом калия, протекающая в кислой среде

Если числа электронов, теряемых восстановителем и принимаемых окислителем, являются четными, то при нахождения коэффициентов эти числа делят на наибольший общий делитель. Так, в данной реакции коэффициентами для восстановителя и окислителя будут не 10 и 2, а 5 и 1. Таким образом, уравнения принимают следующий вид:

· Окислителем или восстановителем является пероксид водорода. Пероксиды (например,) содержат кислород в степени окисления -1, который в присутствии восстановителей может понижать степень окисления до -2, а при взаимодействии с окислителями способен повышать степень окисления до 0 и превращаться в сво­бодный кислород.

Пероксиды являются сильными окислителями. Окислительная способ­ность пероксида водорода проявляется как в кислой, так в нейтраль­ной и щелочной среде. Восстановление в кислой средепротекает с образованием по уравнению:

В нейтральной и щелочной среде реакция протекает с образованием ионов:

Рассмотрим реакции, в которых пероксид водорода проявляет окисли­тельные свойства

При взаимодействии с сильным окислителем (например, и др.) пероксид водорода проявляет восстановительные свойства в кислой и щелочной средах. Окисление в кислой среде протекает по уравнению:

А в щелочной среде:

Например:

· Окисляются одновременно атомы в положительной и отрицательной степени окисления молекулы восстановитель (реакция протекает с участием 2-х восстановителей).

Рассмотрим окисление сульфида мышьяка концентрированной азотной кислотой.

В рассматриваемом примере восстановителями являются атом мышьяка и серы.

Если в реакции участвуют два восстановителя или два окислителя, то количество отданных или принятых ими электронов необходимо суммировать.

· Восстановителем или окислителем является комплексные соединения. При этом может произойти:

1. изменение заряда иона комплексообразователя

2. выделение комплексообразователя в виде нейтрального атома

· Составление уравнений реакций самоокисления-самовосстановления.

В реакциях данного типа участвуют молекулы, атомы или иона одного и того же вещества, способные проявлять и окислительные и вос­становительные свойства. Уравнения этих реакций составляются по тем же правилам, что и уравнения других реакций окисления-восстановле­ния.

Например:

Дата добавления: 2014-10-23