Окислительно-восстановительные реакции (овр)
9. Как влияет величина рН раствора на состав продуктов восстановления перманганата калия? Приведите примеры соответствующих ОВР. В какой среде окислительные свойства указанного окислителя выражены наиболее сильно?
Ответ:
Перманганат калия KMnO4 проявляет окислительные свойства за счет марганца в степени окисления +7. В зависимости от среды, в которой протекает реакция, он восстанавливается до разных продуктов: в кислотной среде – до солей марганца (II), в нейтральной – до оксида марганца (IV) в гидратной форме MnO(OH)2, в щелочной – до манганат-иона MnO42–:
кислотная среда:
5Na2SO3 +2KMn+7O4+ 3H2SO4(разб)= 5 Na2SO4 + 2Mn+2SO4 +3H2O+K2SO4
нейтральная среда:
3Na2SO3 + 2KMn+7O4 + 3H2O = 3Na2SO4 + 2Mn+4O(OH)2¯+ 2KOH
щелочная среда:
Na2SO3 + 2KMn+7O4+ 2KOH = Na2SO4 + 2K2Mn+6O4 + H2O
В кислой среде окислительные свойства KMnO4 выражены наиболее сильно, так как степень окисления марганца больше всего с +7 до +2.
Методом электронного баланса расставьте коэффициенты в уравнениях следующих реакций:
а) Sb2S3 + HNO3 (конц.) → Sb2O5 + H2SO4 + NO2 + H2O;
б)
FeS2
+ H2SO4
(конц.)
Fe2(SO4)3
+ SO2
+ H2O;
в) Ba(ClO3)2 + H2SO4 (конц.) → Ba(HSO4)2 + HClO4 + ClO2 + H2O.
Укажите окислители и восстановители, определите тип каждой ОВР.
Решение:
а) Sb+32S-23 + HN+5O3 (конц.) → Sb+52O5 + H2S+6O4 + N+4O2 + H2O
Электронный баланс:
2
Sb+3
-
4е-
= 2
Sb+5
1
восстановитель, процесс окисления
-28е- 28
3S-2 - 24e- = 3S+6
N+5 + 1е- = N+4 28 окислитель, процесс восстановления
Sb2S3 + 28HNO3 (конц.) → Sb2O5 + 3H2SO4 + 28NO2 + 11H2O
Данная ОВ реакция относится к реакциям межмолекулярного окисления и восстановления, так как окислитель(N+5) и восстановители (Sb+3, S-2) входят в состав разных веществ.
б) Fe+2S-32 + H2S+6O4 (конц.) Fe+32(SO4)3 + S+4O2 + H2O;
Электронный баланс:
Fe+2 - 1е- = Fe+3 2 восстановитель, процесс окисления
-11е- 22
2S-1 - 10e- = 2S+4
S+6 + 2е- = S+4 11 окислитель, процесс восстановления
2FeS2 + 14H2SO4 (конц.) Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O
Данная ОВ реакция относится к реакциям межмолекулярного окисления и восстановления, так как окислитель(S+6) и восстановители (Fe+2, S-1) входят в состав разных веществ.
в) Ba(Cl+5O3)2 + H2SO4 (конц.) → Ba(HSO4)2 + HCl+7O4 + Cl+4O2 + H2O.
Электронный баланс:
2Cl+5 + 2e- = 2Cl+4 2 окислитель, процесс восстановления
4
2Cl+5 – 4е- = 2Cl +7 1 восстановитель, процесс окисления
3Ba(ClO3)2 + 6H2SO4 (конц.) → 3Ba(HSO4)2 + 2HClO4 + 4ClO2 + 2H2О
Данная реакция относится к реакциям диспропорционирования, так как в ней один элемент (Cl+5), входящий в состав одного вещества, одновременно повышает и понижает степень окисления.