Складання рівнянь окисно-відновних реакцій

Підбір коефіцієнтів базується на законі збереження матерії, який стосовно окисно-відновних реакцій означає, що кількість електронів, які віддає відновник, дорівнює кількості електронів, які приймає окисник.

Існує два методи підбору коефіцієнтів окисно-відновних реакцій: метод електронного балансу

- метод йонно-електронного балансу.

Розглянемо метод електронного балансу на прикладі реакції окиснення амоніаку, яке відбувається за такою реакцією:

NH₃ + O₂ = NO + H₂O.

Підбір коефіцієнтів здійснюють у такій послідовності:

1. Визначаємо ступені окиснення всіх елементів – учасників реакції:

2. Визначаємо окисник і відновник:

3. Визначаємо, скільки електронів віддає відновник і скільки їх приймає окисник:

4. Складаємо баланс електронів. Спільним кратним для 5 і 4 є 20. Поділивши 20 на 5, визначаємо коефіцієнт для відновника; а, поділивши 20 на 4, – коефіцієнт для окисника:

5. Одержані коефіцієнти переносимо у лівий бік рівняння:

4NH₃ + 5О₂ = NO + H₂O.

6. Визначаємо всі інші коефіцієнти згідно із законом збереження матерії:

4NH₃ + 5О₂ = 4NO + 6H₂O.

Метод йонно-електронного балансу застосовують для окисно-відновної реакції в йонному вигляді.

Типи окисно-відновних реакцій

Розрізняють 5 основних типів окисно-відновних реакцій:

1. Реакції, в яких приймають участь один відновник і один окисник, наприклад:

РbS + O₂ = PbO + SO₂.

Підбір коефіцієнтів здійснюємо методом електронного балансу за лівою стороною реакції

2. Реакції, у яких приймають участь два відновники і один окисник, наприклад

FeS₂ + O₂ = Fe₂O₃ + SO₂.

Визначаємо коефіцієнти за лівою стороною реакції

У цій реакції відновниками є атоми заліза і сірки. Атом заліза віддає 1е, два атоми сірки – 10е. Разом 11е. Окисником є молекула кисню, яка приймає 4 електрони.

3. Реакції, у яких крім окисно-відновного процесу відбувається обмінна реакція, наприклад

KMnO₄ + HCl = KCl + MnCl₂ + Cl₂ + H₂O.

Підбір коефіцієнтів для реакції цього типу здійснюємо лише за правою стороною реакції

Десять іонів Хлору є відновником, а решта шість приймають участь в обмінній реакції, звязуючи йони К⁺ і Mn²⁺.

4. Реакції самоокиснення  самовідновлення). Це такі окисно-відновні реакції, в яких окисник і відновник  один і той же елемент. Підбір коефіцієнтів здійснюємо також лише за правою стороною реакції, наприклад

5. Реакції внутрішньомолекулярного окиснення-відновлення. До цього типу належать реакції, в яких окисник і відновник перебувають всередині однієї й тієї ж молекули. Підбір коефіцієнтів здійснюють за правою стороною реакції, наприклад

Приклади розв’язку завдань

Приклад 1. Для реакції

складіть електронний баланс, доберіть коефіцієнти, вкажіть процеси окиснення та відновлення.

Відповідь:

1. Визначаємо ступені окиснення елементів в лівій і правій частинах рівняння:

2. Складаємо схему електронного балансу і визначаємо процеси окиснення та відновлення:

– процес окиснення;

– процес відновлення.

3. Число електронів, відданих відновником, повинно дорівнювати числу електронів, приєднаних окисником. Спільним кратним для 3 і 8 є 24. Визначаємо коефіцієнти для окисника і відновника:

4. Підставляємо одержані коефіцієнти в схему реакції:

5. Урівнюємо інші елементи у ОВР:

6. Перевіряємо правильність написання рівняння реакції за кількістю атомів Оксигену та Гідрогену та інші при необхідності.

Приклад 2. Реакції окисно-відновного сполучення:

Приклад 3. Реакції окисно-відновного розкладу:

Приклад 4. Реакції окисно-відновного диспропорціо-нування (самоокиснення - самовідновлення):

Приклад 5. Реакції окисно-відновного заміщення: