Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций

При составлении уравнений окислительно-восстановительных ре­акций рекомендуется придерживаться следующего порядка:

1. Составить схему реакции с указанием исходных и образу­ющихся веществ, отметить элементы, изменяющие в результате реакции степень окисления, найти окислитель и восстановитель.

2. Составить схемы полуреакций окисления и восстановления с указанием исходных и образующихся реально существующих в условиях реакции ионов или молекул.

3. Уравнять число атомов каждого элемента в левой и правой частях полуреакций; при этом следует помнить, что в водных растворах в реакциях могут участвовать молекулы Н₂О, ионы Н⁺ или ОН^–.

4. Уравнять суммарное число зарядов в обеих частях каждой полуреакции; для этого прибавить (или отнять) к левой части уравнений полу­реакции необходимое число электронов.

5. Подобрать множители (основные коэффициенты) для полу­реакций так, чтобы число электронов, отдаваемых при окислении, было равно числу электронов, принимаемых при восстановлении.

6. Сложить уравнения полуреакций с учетом найденных основ­ных коэффициентов.

7. Расставить коэффициенты в уравнении реакции.

Следует иметь в виду, что для уравнивания числа атомов каждого элемента в левой и правой частях полуреакций в водных растворах в кислой среде используют молекулы Н₂О (их прибавляют в ту часть уравнения, где не хватает кислорода) и ионы Н⁺:

Cr₂O₇^2– + 14 Н⁺ + 6ē  2 Cr³⁺ + 7H₂O.

В щелочной среде молекулы Н₂О прибавляют в ту часть уравнения, где кислорода больше, а в другую часть уравнения ионы ОН^–:

CrO₂^– + 4 ОН^– – 3ē  CrO₄^2– + 2H₂O.

Лабораторная работа № 8 окислительно-восстановительные реакции

Опыт 1. Влияние характера среды на окислительно-восстановительный процесс

Проведите реакцию KMnO₄ + Na₂SO₄ + … … в кислой, нейтральной и щелочной средах. Для этого в 3 пробирки налейте по 1-2 мл раствора KMnO₄, прибавьте такой же объем: 1) раствора серной кислоты, 2) дистиллированной воды, 3) раствора КОН. В каждую пробирку внесите щепотку соли Na₂SO₃. Встряхните или перемешайте раствор в пробирке.

Отметьте, как изменяется окраска раствора в каждой пробирке.

Составьте уравнения протекающих реакций, учитывая, что в первом случае образуется бесцветный MnSО₄, во втором выпадает бурый осадок МnO₂, и в щелочной среде образуется зеленый раствор K₂MnO₄. Ко всем реакциям составьте ионно-электронный баланс.

Сделайте вывод, какие свойства проявляет KMnO₄ в этих реакциях и как характер среды влияет на продукты его восстановления.

Опыт 2. Окислительно-восстановительная двойственность веществ

А. К подкисленному разбавленной серной кислотой раствору KMnO₄ добавьте до обесцвечивания раствора NaNO₂. отметьте изменение окраски.

К подкисленному серной кислотой раствору иодида калия добавьте несколько капель раствора NaNO₂. Чем объяснить возникшее окрашивание раствора?

Напишите уравнения протекающих реакций, составьте ионно-электронный баланс.

Сделайте вывод, какова роль NaNO₂ в той или другой ре­акции?

Б. К подкисленному серной кислотой раствору KMnO₄ до­бавьте небольшой объем раствора пероксида водорода. Обратите внимание, какой выделяется газ.

К подкисленному серной кислотой раствору иодида калия добавьте небольшое количество Н₂О₂. Что происходит? Какова роль Н₂О₂ в этом случае?

Напишите уравнения протекающих реакций, обратите внимание на составление электронно-ионных схем с участием перекиси водорода.

Сделайте вывод, какова роль Н₂О₂ в каждой ре­акции?

Опыт 3. Реакции самоокисления-самовосстановления (диспропор-ционирования)

В пробирку налейте 1-2 мл раствора щелочи и поместите в раствор кристаллик иода. Осторожно нагрейте смесь до полного растворения иода.

Закончите уравнение реакции, составьте ионно-электронный баланс:

I₂ + NaOH NaIO₃ + …

Полученный раствор охладите и добавьте раствор кислоты до появления устойчивой окраски (или выпадения осадка).

В кислой среде реакция и­дет в обратном направлении. Напишите уравнение этой реакции, составьте ионно-электронный баланс.

Сделайте вывод, какова роль йода в щелочной среде, что происходит при подкислении полученного раствора.

Опыт 4. Внутримолекулярное окисление-восстановление

Щепотку кристалликов бихромата аммония поместите в фар­форовую чашечку и нагрейте до начала разложения. Обратите внимание на характер образующихся продуктов и закончите уравнение реакции:

(NH₄)₂Cr₂O₇  Cr₂O₃ + N₂ + …