Окислительно-восстановительные потенциалы

Чтобы уравнять число атомов кислорода, а затем атомов водорода в щелочной среде, необходимо в ту часть уравнения полуреакции, где недостаёт n атомов кислорода, вписать 2n гидроксид-ионов ОН-, а в противоположную часть n молекул воды.

· Уравниваем заряды левой и правой частей уравнений полуреакций:

Mn²⁺ + 4OH^– –2= MnO₂ + 2H₂O,

ClO^– + H₂O + 2= Cl^– + 2OH^–,

т.е. первая полуреакция - окисление восстановителя, вторая восстановление окислителя.

· Суммируем уравнения полуреакций:

Mn²⁺ + 4OH^– –2= MnO₂ + 2H₂O 1

ClO^– + H₂O + 2= Cl^– + 2OH^– 1

Mn²⁺ + ClO^– + 4OH^– + H₂O = MnO₂ + Cl^– + 2H₂O + 2OH^–

· Приводим подобные члены:

Mn²⁺ + ClO^– + 2OH^– = MnO₂ + Cl^– + H₂O.

Молекулярное уравнение:

MnSO₄ + KClO + 2NaOH = MnO₂ + KCl + H₂O + Na₂SO₄.

Пример 3. Реакция между перманганатом калия и нитритом натрия в нейтральной среде:

KMnO₄ + NaNO₂ + H₂O ® MnO₂ + NO₃^– + ….

Будем придерживаться рекомендованной ранее последо-вательности операций.

· В ионную схему можно не включать молекулы и ионы, не участвующие в полуреакциях:

MnO₄^- + NO₂^- + H₂O ® MnO₂ + NO₃^– +….

· Схемы полуреакций:

MnO₄^- ® MnO₂,

NO₂^- ® NO₃^–.

· При составлении уравнений реакций, протекающих в нейтральной среде, необходимо иметь в виду, что в левой части уравнений полуреакций не должно быть ионов Н⁺ и ОН^-, а в правой части эти ионы можно использовать.

Соответствующие уравнения полуреакций:

MnO₄^- + 2H₂O + 3® MnO₂ + 4OH^–

NO₂^- + H₂O – 2® NO₃^- + 2H⁺

Таким образом, в нейтральной среде число атомов кислорода и водорода уравнивают по-разному, в зави-симости от того, в какую часть полуреакции необходимо ввести недостающие атомы. Если в правой части уравнения полуреакции недостаёт n атомов кислорода, в неё следует добавить 2n гидроксид-ионов, а в левую часть – n молекул воды. Если в левой части уравненияполуреакции недостаёт n атомов кислорода, в неё следует добавить n молекул воды, а в правую часть – 2n ионов водорода.

· Суммируем уравнения полуреакций:

MnO₄^- + 2H₂O + 3® MnO₂ + 4OH^– 2

NO₂^- + H₂O – 2® NO₃^- + 2H⁺ 3

2MnO₄^- +3NO₂^- + 4H₂O + 3H₂O = 2MnO₂ + 3NO₃^– + 8OH^- + 6H⁺

7H₂O 6H₂O+2OH^-

· После объединения ионов OH^- и H⁺ в молекулы воды приводим подобные члены и получаем ионное уравнение реакции:

2MnO₄^- + 3NO₂^- + H₂O = 2MnO₂ + 3NO₃^– + 2OH^-,

молекулярное уравнение:

2KMnO₄ + 3NaNO₂ + H₂O = 2MnO₂ + 3NaNO₃ + 2KOH.

Представим схематически уравнивание числа атомов кислорода и водорода в различных средах, (обозначаем - атом кислорода в составе сложной частицы):

кислая среда - + 2Н⁺ = Н₂О,

Н₂О = + 2Н⁺;

щелочная среда - + Н₂О = 2ОН^-,

2ОН^- = + Н₂О;

нейтральная среда + Н₂О = 2ОН^-,

Н₂О = + 2Н⁺.

Очевидно, что для уравнивания числа атомов кислорода существует всего два отличающихся приёма: добавление в ту часть уравнения полуреакции, где недостаёт n атомов кислорода, 2n гидроксид-ионов (если это позволяет данная среда), или n молекул воды.

Дата добавления: 2013-12-13