Эквиваленты восстановителей и окислителей

Реакции с участием пероксидов

В пероксидах (H₂O₂, Na₂O₂, CaO₂ и др.) кислород находится в промежуточной степени окисления (–1), поэтому пероксиды проявляют окислительно-восстановительную двойственность. Например, пероксид водорода является окислителем в реакции:

P₄ + 10H₂O₂ = 4H₃PO₄ + 4H₂O

и восстановителем в реакции:

5H₂O₂ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5O₂ + 8H₂O

При использовании метода электронного баланса схемы процессов, отражающие роль пероксида водорода, такие:

2О^–1 – 2е = О₂ – окисление

2О^–1 + 2е = 2О^–2 – восстановление

Пример 10. Определите стехиометрические коэффициенты в окислительно-восстановительных реакциях c участием пероксидов:

1) I₂ + H₂O₂ → HIO₃ + H₂O

2) H₂O₂ + PbO₂ + H₂SO₄ → O₂ + PbSO₄ + H₂O

Решение. В первой реакции пероксид водорода – окислитель, а йод – восстановитель. Применяя метод электронного баланса, получаем:

I₂ – 10е = 2I⁺⁵ 1

2О^-1 + 2е = 2О^-2 5

I₂ + 5H₂O₂ = 2HIO₃ + 4H₂O

Во второй реакции пероксид водорода – восстановитель, а окислителем является оксид свинца (IV):

2О^–1 – 2е = О₂ 1

Pb⁺⁴ + 2е = Pb⁺² 1

H₂O₂ + PbO₂ + H₂SO₄ = O₂ + PbSO₄ + 2H₂O

Эквивалентом окислителя (восстановителя) называется частица этого вещества, которая присоединяет (отдает) один электрон в данной окислительно-восстановительной реакции. Относительная масса этой частицы называется эквивалентной массой, а масса одного моля этих частиц – молярной массой эквивалента окислителя (восстановителя).

Эквивалентная масса окислителя (восстановителя) рассчитывается делением его молекулярной массы на число принимаемых (отдаваемых) электронов.

Пример 11. Определите эквивалентную массу широко известного окислителя – перманганата калия при его максимальном восстановлении.

Решение. В перманганате калия KMnO₄ марганец имеет степень окисления +7. Он восстанавливается в кислой среде до степени окисления +2. Число принимаемых электронов при этом – пять. Поэтому эквивалентная масса вычисляется делением молекулярной массы перманганата калия (158) на число 5. Она равна 31,6

Пример 12. Определите эквивалентную массу серной кислоты в реакциях:

1) Zn + H₂SO₄(разб) = ZnSO₄ + H₂

2) 2HBr + H₂SO₄(конц) = Br₂ + SO₂ + 2H₂O

3) 8HI + H₂SO₄(конц) = 4I₂ + H₂S + 4H₂O

Решение. В первой реакции серная кислота окисляет цинк, принимая 2 электрона (2H⁺ + 2е = H₂), поэтому ее эквивалентная масса равна 49. Во второй реакции серная кислота окисляет бромоводород, принимая также 2 электрона (сера из степени окисления +6 переходит в степень окисления +4), поэтому ее эквивалентная масса тоже равна 49. В третьей реакции серная кислота, окисляя молекулярный йод, восстанавливается максимально (сера из степени окисления +6 переходит в степень окисления –2), поэтому ее эквивалентная масса вычисляется делением молекулярной массы на число 8; она равна 12,25.

ЛЕКЦИЯ 3

Тема 4. Строение атомов, периодический закон

Дата добавления: 2014-12-16