Решение

2 H₂S + SO₂ = 3 S + H₂O

S^-II - 2 e^- = S⁰ 2

S^IV + 4 e^- = S⁰ 1

Закончить уравнение реакции и подобрать коэффициенты методом ионно-электронного баланса

K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ + H₂S →

Метод подбора коэффициентов с помощью электронно-ионного баланса складывается из следующих этапов:

а) записывают формулы реагентов данной окислительно-восстановительной реакциии устанавливают химическую функцию каждого из них (здесь K₂Cr₂O₇ - окислитель, H₂SO₄ - кислотная среда реакции, H₂S - восстановитель);

б) записывают (на следующей строчке) формулы реагентов в ионном виде, указывая только те ионы (для сильных электролитов), молекулы (для слабых электролитов и газов) и формульные единицы (для твердых веществ), которые примут участие в реакции в качестве окислителя (Cr₂O₇^2-), среды (Н⁺ - точнее, катиона оксония H₃O⁺) и восстановителя (H₂S):

Cr₂O₇^2- + H⁺ + H₂S

в) определяют восстановленную формулу окислителя и окисленную форму восстановителя, что должно быть известно или задано (так, здесь дихромат-ион переходит катионы хрома(III), а сероводород - в серу); эти данные записывают на следующих двух строчках, составляют электронно-ионные уравнения полуреакций восстановления и окисления и подбирают дополнительные множители для уравнений полуреакций:

полуреакция восстановления Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e^- = 2Cr³⁺ + 7H₂O 1

полуреакция окисления H₂S - 2 e^- = S_(т) + 2H⁺ 3

г) составляют, суммируя уравнения полуреакций, ионное уравнение данной реакции, т.е. дополняют запись (б):

Cr₂O₇^2- + 8 H⁺ + 3 H₂S = 2 Cr³⁺ + 7 H₂O + 3 S_(т)

д) на основе ионного уравнения составляют молекулярное уравнение данной реакции, т.е. дополняют запись (а), причем формулы катионов и анионов, отсутствующие в ионном уравнении, группируют в формулы дополнительных продуктов (K₂SO₄):

K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ + 3H₂S = Cr₂(SO₄)₃ + 7H₂O + 3S_(т) + K₂SO₄

е) проводят проверку подобранных коэффициентов по числу атомов элементов в левой и правой частях уравнения (обычно достаточно только проверить число атомов кислорода).

Пример 7. Подберите коэффициенты методом электронно-ионного баланса в уравнении окислительно-восстановительной реакции:

KMnO₄ + H₂SO₄ + Na₂SO₃ → MnSO₄ + H₂O + Na₂SO₄ + K₂SO₄

Решение

MnO₄^-+ 8 H⁺ + 5 e^- = Mn²⁺ + 4 H₂O 2

SO₃^2- + H₂O -2 e^- = SO₄^2- + 2 H⁺ 5

2 MnO₄^-+ 6 H⁺ + 5 SO₃^2- = 2 Mn²⁺ + 3 H₂O + 5 SO₄^2-

2 KMnO₄ + 3 H₂SO₄ + 5 Na₂SO₃ = 2 MnSO₄ + 3 H₂O + 5 Na₂SO₄ + K₂SO₄

Пример8. Подберите коэффициенты методом электронно-ионного баланса в уравнении окислительно-восстановительной реакции:

Na₂SO₃ + KOH + KMnO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + K₂MnO₄

Решение

MnO₄^- + 1 e^- = MnO₄^2- 2

SO₃^2- + 2 OH^- -2 e^- = SO₄^2- + H₂О 1

SO₃^2- + 2 OH^- + 2 MnO₄^- = SO₄^2- + H₂O + 2 MnO₄^2-

Na₂SO₃ + 2 KOH + 2 KMnO₄ = Na₂SO₄ + H₂O + 2 K₂MnO₄

Пример 9. Подберите коэффициенты методом электронно-ионного баланса в уравнении окислительно-восстановительной реакции:

Сu + HNO₃ → Cu(NO₃) ₂ + NO₂ + H₂O

Решение

NO₃^- + 2H⁺ + e = NO₂ + H₂O 2

Cu + 2e = Cu²⁺ 1

----------------------------------------------------------

2NO₃^- + 4H⁺ + Cu = 2NO₂ + 2H₂O + Cu²⁺

Сu + 4HNO₃ = Cu(NO₃) ₂ + 2NO₂ + 2H₂O

Пример 10. Определите, протекает ли самопроизвольно в прямом направлении реакция:

KI + Cl₂ = I_2(т) + KCl

Решение

Cравним значения потенциалов полуреакций окисления и восстановления

I₂ +2e =2I^- φ⁰_восс. = 0,54 В

Cl₂ +2e =2Cl^- φ⁰_окис. = 1,34 В

Так как ε⁰ = 1,34 – 0,54 = 0,8 В ε⁰ > 0 или φ⁰_окис. > φ⁰_восс. , значит возможно самопроизвольное протекание реакции в прямом направлении.

Пример 11. Определить, может ли самопроизвольно протекать в стандартных условиях реакция окисления-восстановления иодид-ионов ионами Fe³⁺. 2Fe³⁺ + 2I^- = Fe²⁺ + I₂

Решение.

а) Находим разность между стандартным электродным потенциалом пары окислителя Е⁰Fe³⁺/Fe²⁺ и восстановителя Е⁰(I₂/I^-): ∆Е⁰= Е⁰(Fe³⁺/Fe²⁺) - Е⁰(I₂/I^-) = 0,771 - 0,536 = 0,235B.

Данная реакция может самопроизвольно протекать в прямом направлении, потому что разность потенциалов окислителя и восстановителя величина положительная (больше нуля).

б) Определим константу равновесия данной реакции в стандартных условиях по формуле:

lgK = , тогда К = 10^7,966

Данная реакция может протекать в прямом направлении и константа равновесия составляет восемь порядков.