Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ЛЕКЦИИ 1-5 (З.О. Чтение).doc
Скачиваний:
44
Добавлен:
21.11.2019
Размер:
660 Кб
Скачать
☆

3 Окислительно-восстановительные реакции

Окислительно-восстановительные реакции – это реакции протекающие за счет изменения степеней окисления реагирующих веществ.

Окислитель – это элемент или вещество, принимающие электроны (при этом окислитель восстанавливается).

Восстановитель – это элемент или вещество, отдающие электроны (при этом восстановитель окисляется).

Степень окисления – это условный заряд атома в соединении исходя из предположения, что происходит полная ионизация связей.

Существует три типа окислительно-восстановительных реакции: межмолекулярные, внутримолекулярные и самоокисления-самовосстановления (или диспропорционирования). Примеры:

1) Межмолекулярные – окислителем и восстановителем являются элементы, входящие в состав разных соединений. Например:

2Na2S+4O3(вос-ль) + O02(ок-ль) = 2Na2S+6O–24;

2) Внутримолекулярные – окислителем и восстановителем являются элементы, входящие в состав одного и того же соединения. Например:

(N–3H4)2Cr +62O7(вос-ль + ок-ль) = N02 + Cr+32O3 + 4H2O;

3) Самоокисления-самовосстановления – окислителем и восстановителем является один и тот же элемент, находящийся в промежуточной степени окисления, при этом часть его атомов окисляется, а другая – восстанавливается. Например:

4H3P+3O3(вос-ль/ок-ль) = 3H3P+5O4 + P–3H3.

Примеры уравнивания реакций методом электронного баланса:

1) KI + КMnO4 + H2SO4 ® I2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O,

I– – восстановитель, окисляется до I2,

Mn+7 – окислитель, восстанавливается до Mn+2,

Составим электронные уравнения и электронный баланс:

2I– - 2е = I2 -2 х 5 = -10 е (φ0 = +0,54 В),

Mn+7 + 5е = Mn+2 +5 х 2 = +10 е (φ0 = +1,70 В).

Поставим коэффициенты, соответствующие множителям в электронных уравнениях. Остальные элементы уравнивают методом подбора коэффициентов. По оставшемуся элементу – кислороду проводится проверка материального баланса реакции.

10KI + 2КMnO4 + 8H2SO4 = 5I2 + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O.

Для определения возможности протекания данной реакции сравним окислительно-восстановительные потенциалы восстановителя и окислителя. Потенциал окислителя (Mn+7) выше потенциала восстановителя(I–), поэтому прямая реакция протекает самопроизвольно.

2) Сu + НNO3(разб.) → Сu(NO3) 2 + NO + Н2О.

Сu0 – восстановитель, окисляется до Сu+2,

N+5 – окислитель, восстанавливается до N+2.

Сu0 - 2е = Сu+2 -2 х 3 = -6 е (φ0 = +0,34 В),

N+5 + 3е = N+2 +3 х 2 = +6 е (φ0 = +0,96 В).

Поставим в уравнение реакции коэффициенты, соответствующие множителям в электронных уравнениях. Перед азотной кислотой необходимо поставить коэффициент 8, так как две молекулы азотной кислоты являются окислителями, а шесть – расходуются на солеобразование. Для соблюдения материального баланса перед водой необходимо поставить коэффициент восемь.

3Сu + 8НNO3(разб.) = 3Сu(NO3) 2 + 2NO + 4Н2О.

Данная реакция протекает, так как окислительно-восстановительные потенциал окислителя выше потенциала восстановителя.

3) NH4)2Cr2O7 ® N2 + Cr2O3 + H2O.

Восстановитель N–3, окисляется до N2 ,

окислитель Cr+6 , восстанавливается до Cr+3.

Электронные уравнения:

2N–3- 6е = N2 -6 х 1 = -6,

Cr+6 + 6е = 2Cr+3 +6 х1 = +6.

Коэффициенты (это 1) в данной реакции ставят в правой части перед окисленной и восстановленной формами, но для соблюдения материального баланса необходимо перед водой поставить коэффициент 4.

(NH4)2Cr2O7 ® N2 + Cr2O3 + 4H2O.

4) H2O2 ® H2O+ O2.

Кислород находится в промежуточной с.о. -1, он может повышать степень окисления до 0 и понижать до -2.

2О–1- 2е = О2 -2 х 1 = -2,

О–1 + 1е = О–2 +1 х 2 = +2.

Коэффициенты ставим в правой части.

2H2O2 ® 2H2O + O2.