Метод ионно-электронного баланса
Здесь подсчет числа присоединяемых и теряемых электронов производится на основании значений степеней окисления элементов до и после реакции [6].
Данный метод используют в том случае, если реакция протекает не в растворе (в газовой фазе, реакции термического разложения и т.д.).
Алгоритм подбора коэффициентов в уравнениях ОВР методом электронного баланса:
1 Записать молекулярную схему реакции;
2 Определить с.о. элементов;
3 Отметить символы элементов, изменивших с.о. в ходе реакции;
4 На основании сравнения с.о. элементов, определить окислитель и продукт восстановления, восстановитель и продукт окисления;
5 Составить электронные уравнения процессов восстановления, окисления, соблюдая при этом баланс по элементам и зарядам;
6 Найти наименьшее общее кратное (НОК) для числа принятых и отданных электронов;
7 Найти основные коэффициенты при каждом электронном уравнении;
8 Умножить электронные уравнения на основные коэффициенты, полученные в п.7, и просуммировать их между собой В суммарном уравнении электроны отсутствуют, т.к. сокращаются;
9 Подставить коэффициенты из суммарного электронного уравнения в молекулярное уравнение. Остальные коэффициенты подбираем в последовательности: соль, кислота или основание, вода;
10 Осуществить проверку числа атомов кислорода в правой и левой частях уравнения [6].
На рисунке 1 показаны примеры решения ОВР таким методом.
Рисунок 1. Метод электронного баланса
Данный метод мало чем поможет при решении органических ОВР
1.2 Метод полуреакций
Ионно-электронный (метод полуреакций; ионно-электронного баланса) метод учитывает среду раствора, дает представление о характере частиц реально существующих и взаимодействующих в растворах.
Алгоритм подбора коэффициентов в уравнениях ОВР методом ионно-электронного баланса:
1. Составить молекулярную схему реакции с указанием исходных веществ и продуктов реакции.
2. Составить полную ионно-молекулярную схему реакции, записывая слабые электролиты, малорастворимые, нерастворимые и газообразные вещества в молекулярном виде, а сильные электролиты – в ионном.
3. Исключив из ионно-молекулярной схемы ионы, не изменяющиеся в результате реакции (без учета их количества), переписать схему в кратком ионно-молекулярном виде.
4. Отметить элементы, изменяющие в результате реакции степень окисления; найти окислитель, восстановитель, продукты восстановления, окисления.
5. Составить схемы полуреакций окисления и восстановления, для этого:
а) указать восстановитель и продукт окисления, окислитель и продукт восстановления;
б) уравнять число атомов каждого элемента в левой и правой частях полуреакций (выполнить баланс по элементам) в последовательности: элемент, изменяющий степень окисления, кислород, другие элементы; при этом следует помнить, что в водных растворах в реакциях могут участвовать молекулы Н2О, ионы Н+ или ОН – в зависимости от характера среды;
в) уравнять суммарное число зарядов в обеих частях полуреакций; для этого прибавить или отнять в левой части полуреакций необходимое число электронов (баланс по зарядам).
6. Найти наименьшее общее кратное (НОК) для числа отданных и полученных электронов.
7. Найти основные коэффициенты при каждой полуреакции. Для этого полученное в п.6 число (НОК) разделить на число электронов, фигурирующих в данной полуреакции.
8. Умножить полуреакции на полученные основные коэффициенты, сложить их между собой: левую часть с левой, правую – с правой (получить ионно-молекулярное уравнение реакции). При необходимости “привести подобные” ионы с учетом взаимодействия между ионами водорода и гидроксид-ионами: H++OH ˉ= H2O.
9. Расставить коэффициенты в молекулярном уравнении реакции.
10. Провести проверку по частицам, не участвующим в ОВР, исключенным из полной ионно-молекулярной схемы (п.3). При необходимости коэффициенты для них находят подбором.
11. Провести окончательную проверку по кислороду [6].
Пример решения ОВР методом полуреакций приведен на рисунке 2.
Рисунок 2. Решение ОВР методом полуреакций
Такой метод уже можно применять для некоторых реакций с участием органических веществ, особенно, если известны полуреакции. Минус его в том, что в школьной программе проходится только на профильном уровне.