Случаи, когда индекс при химическом элементе вносится в электронный баланс

ПРИМЕР 2.

KMnO₄ + K₂SO₃ + H₂SO₄ ® MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

1) Определяем степени окисления атомов всех элементов;

2) Выбираем те элементы, у которых изменилась степень окисления;

3) Составляем электронный баланс

S⁺⁴ – 2 e ® S⁺⁶ 5 восстановитель

Окисление

Mn⁺⁷ + 5 e ® Mn⁺² 2 окислитель

Восстановление

Перед атомами марганца в левой и правой части уравнения нужно поставить коэффициент 2. В этом действии можно не сомневаться, так как марганец в левой и правой части встречается только по одному разу.

2 KMnO₄ + K₂SO₃ + H₂SO₄ ® 2 MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

С серой возникает вопрос: к какому из атомов серы относится коэффициент 5? К тому, степень окисления которого в уравнении встречается единожды, то есть +4. Ставим коэффициент 5 перед K₂SO₃.

2 KMnO₄ + 5 K₂SO₃ + H₂SO₄ ® 2 MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

Дальше сравниваем левую и правую часть схемы и достраиваем коэффициенты в таком порядке: калий (в левой части 10 + 2=12, передK₂SO₄ поставим 6)

2 KMnO₄ + 5 K₂SO₃ + H₂SO₄ ® 2 MnSO₄ + 6 K₂SO₄ + H₂O

Теперь в правой части поставлены коэффициенты перед серой, число её атомов 8. В левой части уже есть коэффициент перед серой 5, не хватает еще 3.

2 KMnO₄ + 5 K₂SO₃ + 3 H₂SO₄ ® 2 MnSO₄ + 6 K₂SO₄ + H₂O

Сравниваем число атомов водорода. Ставим перед водой 3.

2 KMnO₄ + 5 K₂SO₃ + 3 H₂SO₄ ® 2 MnSO₄ + 6 K₂SO₄ + 3 H₂O

Осталось сравнить число атомов кислорода в левой и правой части уравнения. 35 и 35.

1) Если формула простого вещества записывается с индексом:

NH₃ +O ₂ ® NO + H₂O

N^-3 – 5 e ® N⁺² 4 восстановитель

Окисление

O ₂ ⁰ + 4 e ® 2 O^-2 5 окислитель

Восстановление

5 ставим перед простым веществом – кислородом, 4 – перед азотом в левой и правой части уравнения, уравниваем водород, проверяем кислород.

4 NH₃ + 5 O₂ = 4 NO + 6H₂O

2) Если в молекуле атомы одного элемента соединены между собой (то есть присутствует ковалентная неполярная связь): пероксиды, дисульфиды, тиосульфат, веселящий газ, органические вещества:

Cr(OH)₃ + H₂O ₂ + KOH ® K₂CrO₄ + H₂O

Cr⁺³ – 3 e ® Cr⁺⁶ 2 восстановитель

Окисление

2 O^-1 + 2 e ® 2 O^-2 3 окислитель

Восстановление

3 ставим перед пероксидом водорода, 2 – перед хромом в левой и правой части уравнения, уравниваем калий, потом - водород, проверяем кислород.

2 Cr(OH)₃ + 3 H₂O₂ + 4KOH = 2 K₂CrO₄ + 8H₂O

3) Если у элемента усредненная степень окисления получается нецелым числом

(железная окалина, надпероксиды, озониды, органические вещества):

Fe ₃ O₄ + H₂SO₄ (конц)®Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + H₂O

3 Fe^+8/3 – 1 e- ® 3Fe⁺³ 2 восстановитель

(3∙ 8/3 = 8)®(3∙3 = 9)

Окисление

S⁺⁶ + 2 e ® S⁺⁴ 1 окислитель

Восстановление

2 ставим перед железной окалиной, тогда перед сульфатом железа – 3, перед сернистым газом коэффициента не будет, тогда справа 10 атомов серы, 10 ставим перед серной кислотой, уравниваем водород (перед водой – 10), сравниваем кислород

2 Fe ₃ O₄ + 10H₂SO₄ (конц)=3Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 10 H₂O

По современным представлениям железная окалина представляет собой соль Fe(FeO₂)₂, в которой степень окисления железа в катионе +2, а в анионе +3. В реакции степень окисления железа меняется от +2 до +3, тогда баланс составляется так:

Fe⁺² – 1 e ® Fe⁺³ 2 восстановитель

Окисление

S⁺⁶ + 2 e ® S⁺⁴ 1 окислитель

Восстановление

4) Если у одного элемента в левой и правой части уравнения есть одинаковый индекс:

K₂Cr ₂ O₇ + K₂SO₃ + H₂SO₄ ® Cr ₂ (SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O

S⁺⁴– 2 e ® S⁺⁶ 6 3 восстановитель

Окисление

2 Cr⁺⁶ + 6 e ® 2 Cr⁺³ 2 1 окислитель

Восстановление

Перед сульфитом ставим 3, перед хромом в левой и правой части коэффициент не нужен, уравниваем калий (в правой части перед сульфатом калия ставим 4), затем – серу (в левой части перед серной кислотой – 4), водород – перед водой 4, проверяем кислород.

K₂Cr ₂ O₇ + 3 K₂SO₃ + 4H₂SO₄ = Cr ₂ (SO₄)₃ + 4K₂SO₄ + 4H₂O

5) Если без удвоения не уравнивается, хотя индекс у элемента есть только в одной из частей уравнения.

NO₂ + P₂O₃ + KOH → NO + K₂HPO₄+ H₂O

P⁺³– 2 e ® P⁺⁵ 2 1 восстановитель

Окисление

N⁺⁴ + 2 e ® N⁺² 2 1 окислитель

Восстановление

Перед азотом и фосфором коэффициенты не нужны, но чтобы уравнять фосфор перед гидрофосфатом калия поставим 2, тогда перед гидроксидом калия – 4, водорода в левой и правой части уравнения становится по 4, а кислород при этом не уравнивается (в левой части 9, в правой – 10):

NO₂ + P₂O₃ + 4KOH → NO + 2K₂HPO₄+ H₂O

Удвоим фосфор в электронном балансе:

2 P⁺³– 4 e ® 2 P⁺⁵ 2 1 восстановитель

Окисление

N⁺⁴ + 2 e ® N⁺² 4 2 окислитель

Восстановление

Тогда перед азотом в левой и правой части уравнения ставим 2, чтобы уравнять фосфор перед гидрофосфатом калия поставим 2, тогда перед гидроксидом калия – 4, водорода в левой и правой части уравнения становится по 4, а кислород при этом уравнивается (в левой и правой части по 11):

2 NO₂ + P₂O₃ + 4KOH = 2 NO + 2K₂HPO₄+ H₂O

Дата добавления: 2014-12-27