ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

СОСТАВЛЕНИЕ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ

ЭЛЕКТРОННО-ИОННЫМ МЕТОДОМ (МЕТОДОМ ПОЛУРЕАКЦИЙ)

Цель: сформировать

умение

составлять

уравнения

ОВР,

протекающих

в

растворах,

электронно-ионным методом.

Теоретическое

обоснование: метод

основан

на

составлении

электронно-ионных

уравнений для процесса окисления и отдельно – для процесса восстановления с учетом

реально

существующих

частиц

(это

и

есть

«полуреакции»)

и

последующим

их

суммированием в общее уравнение.

Достоинства метода:

1.

В

электронно-ионных

уравнениях

полуреакций

записываются

ионы,

реально

существующие в водном растворе, а также частицы, характеризующие среду раствора

(кислую – Н

+

; щелочную – ОН

–

; нейтральную – Н

2

О).

2. Понятие «степень окисления» не используется.

3. Видна роль среды как активного участника этого процесса.

Порядок составления ионной схемы процесс:

1. Формулы сильных электролитов записываются в виде ионов. Например,

KMnO

4

= K

+

+ MnO

4

–

; K

2

Cr

2

O

7

= 2K

+

+ Cr

2

O

7

2–

; Fe

2

(SO

4

)

3

= 2Fe

3+

+ 3 SO

4

2–

2. Формулы слабых кислот (HNО

2

, НCN и др.), оксидов (H

2

O, MnO

2

, Al

2

O

3

и др.), осадков

(AgCl,

BaSO

4

,

Cu(OH)

2

и др.), газов (Cl

2

,

N

2

,

H

2

,

CO

2

, H

2

S , NH

3

и др.) записывают в

обычной молекулярной форме, на ионы их не расписывают.

3. Число атомов кислорода в каждом уравнении полуреакции слева и справа должно быть

одинаковым.

рН < 7

среда кислая

…. + 2n Н

+

→ n Н

2

О

…. + n Н

2

О → 2n Н

+

рН = 7

среда нейтральная

…. + Н

2

О → ОН

–

…. + Н

2

О → Н

+

рН > 7

среда щелочная

…. + Н

2

О → ОН

–

…. + ОН

–

→ Н

2

О

Избыток кислорода

связывается в левой части уравнения

Недостаток кислорода

пополняется в левой части уравнения

4. При написании полуреакций необходимо постоянно контролировать правильность их

записи по 2 позициям:

– число атомов элементов должно быть равно в левой и правой частях ионного уравнения

реакции;

– общий заряд частиц в левой и правой частях ионного уравнения должен быть одинаков.

Задание: составить уравнение окислительно-восстановительной реакции электронно-

ионным методом.

KNO

2

+ KMnO

4

+ H

2

SO

4

→ MnSO

4

+ KNO

3

+ K

2

SO

4

+ H

2

O

среда кислая

Определяем среду раствора и составляем полное ионное уравнение. Для этого

сильные электролиты расписываем на ионы, слабые – оставляем в виде молекул:

K

+

+ NO

2

–

+ K

+

+ MnO

4

–

+ 2H

+

+ SO

4

2–

→ Mn

2+

+ SO

4

2–

+ K

+

+ NO

3

–

+ 2K

+

+ SO

4

2–

+ H

2

O

=

– –

=

Записываем схемы электронно-ионных полуреакций:

1. MnO

4

–

→ Mn

2+

в левой части наблюдаем избыток кислорода (среда кислая), поэтому,

воспользовавшись

информацией

из

таблицы

(первая

строка),

связываем

избыток

кислорода в левой части уравнения ионами водорода:

MnO

4

–

+ H

+

→ Mn

2+

+ H

2

O и расставляем коэффициенты, чтобы уравнять число атомов

элементов в левой и правой частях уравнения: MnO

4

–

+ 8 H

+

→ Mn

2+

+ 4H

2

O

Затем уравниваем заряды левой и правой частей: общий заряд левой части +7, а

правой +2. Равенство зарядов наступит при присоединении к левой части 5 электронов:

MnO

4

–

+ 8 H

+

+

5ë → Mn

2+

+ 4 H

2

O. Первая полуреакция составлена.

2 .

NO

2

–

→ NO

3

–

в левой части – недостаток кислорода (среда кислая), поэтому (по

первой

строке

таблицы)

пополняем

недостающий

кислород

за

счет

молекул H

2

O

и

уравниваем заряды правой и левой частей: NO

2

–

+ H

2

O – 2 ë → NO

3

–

+ 2H

+

Таким образом, каждая полуреакция завершена и уравнена по отдельности:

ок-ль MnO

4

–

+ 8 H

+

+

5ë → Mn

2+

+ 4 H

2

O в-ие

в-ль NO

2

–

+ H

2

O – 2 ë → NO

3

–

+ 2 H

+

ок-ие

На следующей стадии находим наименьшее общее кратное (или общий множитель)

для числа отданных и принятых электронов. Далее суммируем левые и правые части

электронно-ионных уравнений, предварительно умножив соответствующие частицы на

подобранные коэффициенты.

ок-ль MnO

4

–

+ 8 H

+

+

5ë → Mn

2+

+ 4 H

2

O в-ие 2

в-ль NO

2

–

+ H

2

O – 2 ë → NO

3

–

+ 2 H

+

ок-ие 5

2MnO

4

–

+ 16 H

+

+

5

NO

2

–

+ 5 H

2

O = 2 Mn

2+

+ 8H

2

O + 5 NO

3

–

+ 10 H

+

Одинаковые частицы (ионы или молекулы) в правой и левой частях уравнения

сокращаем:

2 MnO

4

–

+ 6 H

+

+

5

NO

2

–

= 2 Mn

2+

+ 3 H

2

O + 5 NO

3

–

Чтобы по ионному уравнению составить молекулярное, необходимо в левой и

правой частях уравнения к каждому аниону приписать соответствующее число катионов,

а к каждому катиону – соответствующее число анионов:

2 MnO

4

–

+ 6 H

+

+

5

NO

2

–

= 2 Mn

2+

+ 3 H

2

O + 5 NO

3

–

2K

+

3SO

4

2–

5K

+

2SO

4

2–

5K

+

(2K

+

+ SO

4

2–

)

Группируем ионы в молекулы, и в правой части уравнения дописываем молекулу

K

2

SO

4

,

чтобы число атомов каждого элемента в правой и левой частях уравнения было

одинаковое.

2 KMnO

4

+ 3 H

2

SO

4

+ 5 KNO

2

= 2 MnSO

4

+ 3H

2

O + 5 KNO

3

+ K

2

SO

4

Проверку правильности составления уравнения проверяем по количеству атомов

кислорода, которого в правой и левой частях уравнения должно быть одинаково.

(8 + 12 + 10 = 30 и 8 + 3 + 15 + 4 = 30)

Выполнение индивидуальных заданий по вариантам