9.2. Класифікація окисно-відновних реакцій

1. Внутрішньо-молекулярного окислення-відновлення – атоми окисника і відновника знаходяться у складі молекули однієї речовини:

K⁺¹N⁺⁵O₃^-2 → K⁺¹N⁺³O₂^-2 + ½ O₂⁰

N⁺⁵ +2e = N⁺³ (окисник відновлюється)

O^-2 - 2e = O⁰ (відновник окислюється)

2а. Діспропорціонірованія або дісмутації (стара назва: самоокиснення-самовідновлення) – частина атомів одного елемента окислюється, друга частина атомів того ж самого елемента в той же час відновлюється:

3Cl₂⁰ + 6KOH = 5KCl^-1 + KCl⁺⁵ + 3H₂O

Cl⁰ + 1e = Cl^-1 (окисник відновлюється)

Cl⁰ - 5e = Cl⁺⁵ (відновник окислюється)

2б. конмутації - атоми одного і того ж елементу , знаходячись в різних ступенях окиснення окиснення у різних вихідних речовинах, відновлюються і окислюються, утворюючи одну речовину. Це протилежний напрямок перебігання реакції в порівнянні з попереднім випадком:

HN⁺⁵O₃ + N⁺²O → N⁺⁴O₂ + H₂O

N⁺⁵ + 1e = N⁺⁴ (окисник відновлюється)

N⁺² - 2e = N⁺⁴ (відновник окислюється)

3. Міжмолекулярного окислення-відновлення – атоми окисника і відновника знаходяться в молекулах різних речовин:

KMn⁺⁷O₄ + KI^-1 + H₂SO₄ → Mn⁺²SO₄ + I₂⁰ + K₂SO₄ + H₂O

Mn⁺⁷ + 5e = Mn⁺² (окисник відновлюється)

2I^-1 - 2e = I₂⁰ (відновник окислюється)

Написання продуктів реакції не входить в завдання студента. Йому потрібно лише знайти ті елементи, що змінюють ступені окиснення; привести електронні рівняння процесів окиснення та відновлення, вказуючи окисник, відновник та продукти окиснення і відновлення; та розставити коефіцієнти в рівнянні методом ‘’ електронного балансу‘’ .

9.3. Розстановка коефіцієнтів

Метод ‘’ електронного балансу‘’ розстановки коефіцієнтів в рівняннях окисно-відновних реакцій включає наступну послідовність дій (на прикладі попередньої реакції):

1. Знайти елементи, що змінюють значення ступенів окиснення:

K⁺¹Mn⁺⁷O₄^-2 → Mn⁺²(SO₄)^2- (манган)

^* KI^-1 → I₂⁰ (йод )

* Потрібно враховувати реальну кількість атомів в молекулі вихідної та кінцевої речовин, так як половина молекули ( I₂ , наприклад ) не може одержуватись .

2. Записати електронні рівняння процесів окиснення і відновлення, і після вертикальної риси за ціми рівняннями помножити їх на таки коефіцієнти, щоб кількість прийнятих та відданих електронів були однаковими – електронний баланс

M n⁺⁷ + 5e = Mn⁺² x2 основні

2I^-1 - 2e = I₂⁰ x5 коефіціієнти

3. Вставити основні коефіцієнти в рівняння перед вихідними речовинами і продуктами реакції (як правило – 4 коефіцієнта )

2KMn⁺⁷O₄ + 10 KI^-1 + H₂SO₄ → 2 Mn⁺²SO₄ + 5 I₂⁰ + K₂SO₄ + H₂O

4. Урівняти кількість катіонів металів з обох сторін рівняння

12 K⁺¹ (2 KMnO₄ + 10 KI ) → 12 K⁺¹ ( 6 K₂SO₄ )

2KMn⁺⁷O₄ + 10 KI^-1 + H₂SO₄ → 2 Mn⁺²SO₄ + 5 I₂⁰ + 6 K₂SO₄ + H₂O

5. Порівняти кількісті аніонів кислотних залишків з обох сторін рівняння

8 SO₄^2- ( 8 H₂SO₄ ) ← 8 SO₄^2- ( 2 MnSO₄ + 6 K₂SO₄ )

2KMn⁺⁷O₄ + 10 KI^-1 + 8 H₂SO₄ → 2 Mn⁺²SO₄ + 5 I₂⁰ + 6 K₂SO₄ + H₂O

6. Порівняти кількість атомів гідрогену –

в лівій частині рівняння маємо 16 Н⁺ (8 H₂SO₄ ), то і в правої частині буде 16 Н⁺ ( 8 H₂O )

2KMn⁺⁷O₄ + 10 KI^-1 + 8 H₂SO₄ = 2 Mn⁺²SO₄ + 5 I₂⁰ + 6 K₂SO₄ + 8 H₂O

Коефіцієнти поставлені перед усіма речовинами. Єдиний елемент, що не підвергався порівнянню, є оксиген. Якщо і кількість атомів цього елементу однакова з обох сторін рівняння, то коефіцієнти розставлені вірно, тобто рівняння збалансовано. Ми маємо право ставити знак ‘’ рівно ‘’.

7. Перевірка кількості атомів оксигену з обох сторін від знака ‘’ рівно ‘’ –

в рівної кількості кислотних залишків SO₄^2- з обох сторін рівняння (8 SO₄^2- ) знаходяться рівні кількості атомів оксисену, тому рахуємо залишкові атоми

8 O (2 KMnO₄ ) = 8 O ( 8 H₂O )

Тобто, коефіцієнти розставлені вірно.