OVR
.pdfМинистерство образования Российской Федерации Московская Государственная академия
тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова (МИТХТ)
Кафедра неорганической химии
Окислительно-восстановительные реакции
Учебно-методическое пособие
Москва, 2004
2
ББК 24.1 я 73 УДК 378.14.51
Рецензент: профессор Р.А. Лидин З.А. Кудряшова. Окислительно-восстановительные ре-
акции. Учебно-методическое пособие. – М.:МИТХТ, 2004,
Учебно-методическое пособие предназначено студентам I курса А-потока, испытывающим трудности в изучении темы «Окислительно-восстановительные реакции» и поможет им самостоятельно приобрести практический навык в составлении окислительно-восстановительных реакций методом электронноионных полуреакций.
Составлено в полном соответствии с учебной программой. Подготовлено на кафедре неорганической химии МИТХТ
им. М.В.Ломоносова.
Утверждено библиотечным Советом МИТХТ им. М.В.Ломоносова
ББК 24.1 я 73
Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова (МИТХТ), 2004 г.
www.mitht.ru/e-library
3
Введение
Тема «Окислительно-восстановительные реакции» является одной из важнейших в курсе общей химии.
Настоящее учебно-методическое пособие представляет собой обучающую программу по этой теме для студентов А- потока. Оно рассчитано на самостоятельную работу учащихся и может служить дополнительным материалом наряду с традиционной учебной литературой. При работе с пособием студенты получат необходимые навыки в составлении уравнений окисли- тельно-восстановительных реакций, протекающих в водном растворе, методом электронно-ионных полуреакций.
Пособие состоит из учебных заданий, каждое из которых содержит одну реакцию. В конце учебно-методического материала прилагается таблица стандартных потенциалов окисли- тельно-восстановительных пар важнейших окислителей и восстановителей с указанием их окисленных и восстановленных форм при различных рН водного раствора.
Учебная карта состоит из задания и двух граф: левой – «Алгоритм» и правой – «Результат», которая служит для самопроверки.
Порядок работы с обучающим материалом следующий. Следует внимательно изучить лекции по этой теме. Перейдя к работе с пособием, прочесть задание и записать в тетрадь реагенты, соединив их знаком «+». Далее надо последовательно выполнять все пункты графы «Алгоритм», сверяя результаты с графой «Результат». Потом необходимо привести справочные данные о значениях стандартных окислительновосстановительных потенциалов и определить, соблюдается ли критерий протекания ОВР в стандартных условиях.
4
Список сокращений:
Вс – восстановитель Ок – окислитель
Вф – восстановленная форма Оф – окисленная форма ОВР – окислительно- восстанови-тельные реакции к – кислотная среда щ – щелочная среда н – нейтральная среда
(г) – газ (т) – твердое тело, кристалл, осадок
(р) – раствор конц. – концентрированный раствор
разб. – разбавленный раствор оч.разб. – очень разбавленный раствор
www.mitht.ru/e-library
5
Задание 1
Составьте уравнение реакции, протекающей в водном растворе между перманганатом калия и сульфитом натрия в присутствии серной кислоты. Определите, протекает ли самопроизвольно данная реакция в стандартных условиях.
Алгоритм |
Результат |
1) Записываем реагенты в моле- |
1) KMnO4 +Na2SO3+ H2SO4 |
кулярном виде. |
2) K++ MnO4- + 2Na+ + SO32-+ |
2) Записываем реагенты в ион- |
|
ном виде. KMnO4, Na2SO3 – рас- |
+ 2H+ + SO42-= |
творимые соли, находятся в |
|
растворе в виде ионов. H2SO4 – |
|
в водном растворе является |
|
сильной кислотой, также нахо- |
|
дится в виде ионов. |
3) MnO4- + SO32-+2H+= |
3) Определяем функции ве- |
|
ществ (окислитель, восстанови- |
|
тель), среду реакции. Записыва- |
|
ем ионы, участвующие в реак- |
|
ции. MnO4- - Ок. за счет Mn+VII; |
|
SO32- - Вс за счет S+IV. Среда |
|
кислотная (Н+). |
4) MnO4- Mn2+ |
4) Начинаем составлять полуре- |
|
акцию для окислителя. Нахо- |
|
дим Вф MnO4- в кислотной сре- |
|
де - это Mn2+; (Mn+VII Mn+II). |
5) MnO4- + 8Н+ Mn2+ + 4Н2О |
5) Уравниваем число атомов |
слева и справа. Число атомов Mn одинаково. Слева – 4 атома О, а справа их нет, поэтому, учитывая среду реакции, в пра-
вую часть добавляем 4Н2О, а в левую – 8Н+.
6
6)Уравниваем суммарные заряды и справа и слева. Слева сумма зарядов равна –1 + (+8) = +7. Справа сумма зарядов равна +2
+0 = +2. Нужно слева прибавить
5е–. Получили полуреакцию для окислителя.
7)Начинаем составлять полуреакцию для восстановителя. Определяем Оф восстановителя.
Оф для SO32- будет SO42-;
(S+IV S+VI).
8) Уравниваем число атомов слева и справа. Число атомов S одинаково. Слева 3 атома О, а справа 4 атома О; поэтому учитывая среду реакции, в левую
часть добавляем 1Н2О, а в правую – 2Н+.
9)Уравниваем сумму зарядов слева и справа. Слева сумма зарядов равна –2 + 0 = –2. Справа сумма зарядов равна –2 + (+2) =
= 0. Нужно из левой части вычесть 2е-. Получили полуреакцию для восстановителя.
10)Уравниваем число принятых и отданных электронов. Находим дополнительные множители для каждой полуреакции.
11)Составляем ионное уравнение ОВР. Суммируем левые и правые части полуреакций с учетом коэффициентов. Сокращаем подобные члены в уравнении.
6)MnO4- + 8Н+ + 5е- Mn2+ + + 4Н2О
7)SO32- SO42-
8)SO32- + Н2О SO42- + 2Н+
9)SO32-+ Н2О–2е- SO42- + + 2Н+
10)2 MnO4- + 8Н+ + 5е-
Mn2++ 4Н2О
5 SO32-+ Н2О–2е-
SO42- + 2Н+
11)2MnO4- + 16Н+ + 5SO32-+
+5Н2О = 2Mn2+ + 8Н2О+
+5SO42-+ 16Н+
2MnO4- + 6Н+ + 5SO32- = = 2Mn2+ + 3Н2О+ 5SO42-
www.mitht.ru/e-library
7
12) Составляем уравнение ОВР |
12) 2KMnO4- + 5Na2SO3 + |
|||
в молекулярном виде. Исполь- |
+ 3H2SO4 = 2MnSO4 + |
|||
зуем ионное уравнение (п.11) и |
+ 5Na2SO4 + K2SO4 +3Н2О |
|||
запись реагентов в молекуляр- |
|
|||
ном виде (п.1). |
|
|
13) MnO4- / Mn2+ |
|
13) |
Определяем |
направление |
||
протекания реакции. Составля- |
|
|||
ем сопряженную пару Оф/Вф |
|
|||
для окислителя. |
|
|
|
|
14) |
Выписываем |
стандартный |
4) = +1,24 В |
|
потенциал сопряженной |
пары |
|
||
для Ок в кислотной среде. |
15) SO42-/SO32- |
|||
15) |
Составляем |
сопряженную |
||
пару Оф/Вф для восстановите- |
|
|||
ля. |
|
|
|
|
16) |
Выписываем |
стандартный |
16) = –0,1 В |
|
потенциал сопряженной |
пары |
|
||
для Вс в кислотной среде. |
|
|
||
17) |
Находим разность |
между |
17) = ок – вс = |
|
стандартным потенциалом Ок и |
= 1,24 – (–0,1) = 1,34 В. |
|||
стандартным потенциалов Вс. |
|
|||
18) |
Делаем вывод о протекании |
18) 1,34 В 0,4 В, реакция |
||
ОВР в стандартных условиях. |
идет в стандартных условиях |
|||
|
|
|
|
до конца. |
8
Задание 2
Составьте уравнение реакции, протекающей в водном растворе между перманганатом калия и сульфитом натрия в присутствии гидроксида натрия. Определите, протекает ли самопроизвольно данная реакция в стандартных условиях.
|
Алгоритм |
|
Результат |
|
1) Записываем реагенты в моле- |
1) KMnO4 +Na2SO3+ NaOН |
|||
кулярном виде. |
|
|
2) K++ MnO4- + 2Na+ + SO32-+ |
|
2) Записываем реагенты в ион- |
||||
ном виде. KMnO4, Na2SO3 – рас- |
+ Na+ + OH- = |
|||
творимые соли, находятся в |
|
|||
растворе в виде ионов. NaOН – |
|
|||
в |
водном растворе является |
|
||
сильным основанием, также на- |
|
|||
ходится в виде ионов. |
|
3) MnO4- + SO32-+ ОH- = |
||
3) Определяем функции ве- |
||||
ществ (окислитель, восстанови- |
|
|||
тель), среду реакции. Записыва- |
|
|||
ем ионы, участвующие в реак- |
|
|||
ции. MnO4- – Ок. за счет Mn+VII; |
|
|||
SO32- – Вс за счет S+IV. Среда |
|
|||
щелочная (ОН-). |
|
|
4) MnO4- MnО42- |
|
4) Начинаем составлять полуре- |
||||
акцию для окислителя. Нахо- |
|
|||
дим Вф MnO4- в кислотной сре- |
|
|||
де |
– это MnО42-; (Mn+VII |
|
||
Mn+VI). |
|
|
5) MnO4- MnО42- |
|
5) |
Уравниваем |
число |
атомов |
|
слева и справа. |
Число |
атомов |
|
Mn и О одинаково.
www.mitht.ru/e-library
9
6) Уравниваем суммарные заря- |
6) MnO4- + е- MnО42- |
||||
ды и справа и слева. Слева сум- |
|
||||
ма зарядов равна –1, справа –2. |
|
||||
Нужно слева прибавить 1е-. По- |
|
||||
лучили полуреакцию для окис- |
|
||||
лителя. |
|
|
|
7) SO32- SO42- |
|
7) Начинаем составлять полуре- |
|||||
акцию для восстановителя. Оп- |
|
||||
ределяем |
Оф |
восстановителя. |
|
||
Оф |
для |
SO32- |
будет |
SO42-; |
|
(S+IV S+VI). |
|
|
8) SO32- + 2ОН- SO42- + Н2О |
||
8) |
Уравниваем |
число |
атомов |
||
слева и справа. Число атомов S |
|
||||
одинаково. Слева 3 атома О, а |
|
||||
справа 4 атома О; поэтому учи- |
|
||||
тывая среду реакции, в левую |
|
||||
часть добавляем 2ОН-, а в пра- |
|
||||
вую – Н2О. |
|
|
9) SO32-+2ОН- –2е- SO42- + |
||
9) |
Уравниваем |
сумму |
зарядов |
||
слева и справа. Слева сумма за- |
+ Н2О |
||||
рядов равна –2 + –2 = –4. Спра- |
|
||||
ва сумма зарядов равна –2 + 0 = |
|
||||
–2. Нужно из левой части вы- |
|
||||
честь 2е-. Получили полуреак- |
|
||||
цию для восстановителя. |
10) 2MnO4- + е- MnО42- |
||||
10) Уравниваем число приня- |
|||||
тых и отданных электронов. |
1 SO32-+ 2ОН–2е- |
||||
Находим дополнительные мно- |
SO42- + Н2О |
||||
жители для каждой полуреак- |
|
||||
ции. |
|
|
|
11) 2MnO4- + SO32-+ 2ОН- = |
|
11) Составляем ионное уравне- |
|||||
ние ОВР. Суммируем левые и |
= 2MnО42- + SO42- + Н2О |
||||
правые |
части |
полуреакций с |
|
учетом коэффициентов. Сокращаем подобные члены в уравнении.
10
12) Составляем уравнение ОВР |
12) 2KMnO4 + Na2SO3 + |
|||
в молекулярном виде. Исполь- |
+ 2NaОН = К2MnO4 + |
|||
зуем ионное уравнение (п.11) и |
+ Na2MnO4 + Na2SO4 + Н2О |
|||
запись реагентов в молекуляр- |
|
|||
ном виде (п.1). |
|
|
13) MnO4- /MnO4 2- |
|
13) |
Определяем |
направление |
||
протекания реакции. Составляем |
|
|||
сопряженную пару Оф/Вф для |
|
|||
окислителя. |
|
|
|
|
14) |
Выписываем |
стандартный |
4) = +0,56 В |
|
потенциал сопряженной |
пары |
|
||
для Ок в щелочной среде. |
|
15) SO42-/SO32- |
||
15) |
Составляем |
сопряженную |
||
пару Оф/Вф для восстановите- |
|
|||
ля. |
|
|
|
|
16) |
Выписываем |
стандартный |
16) = –0,93 В |
|
потенциал сопряженной |
пары |
|
||
для Вс в щелочной среде. |
|
|
||
17) |
Находим разность |
между |
17) = ок – вс = |
|
стандартным потенциалом Ок и |
= 0,56 – (–0,93) = 1,49 В |
|||
стандартным потенциалов Вс. |
|
|||
18) |
Делаем вывод о протекании |
18) 1,49 В 0,4 В, реакция |
||
ОВР в стандартных условиях. |
идет в стандартных условиях |
|||
|
|
|
|
до конца. |
www.mitht.ru/e-library
11
Задание 3
Составьте уравнение реакции, протекающей в водном растворе между дихроматом калия и сульфатом железа (II) в присутствии серной кислоты. Определите, протекает ли самопроизвольно данная реакция в стандартных условиях.
|
Алгоритм |
|
|
Результат |
1) Записываем реагенты в мо- |
1) K2Cr2O7 +FeSO4 +H2SO4 |
|||
лекулярном виде. |
|
2) K++ Cr2O7 2- + Fe2+ + |
||
2) Записываем реагенты в ион- |
||||
ном виде. KCr2O7, FeSO4 – рас- |
+ SO42-+2H+ + SO42-= |
|||
творимые соли, находятся в |
|
|
||
растворе в виде ионов. H2SO4 – |
|
|
||
в |
водном растворе |
является |
|
|
сильной кислотой, также нахо- |
|
|
||
дится в виде ионов. |
|
|
2- + Fe2+ + H+ = |
|
3) Определяем функции ве- |
3) Cr2O7 |
|||
ществ (окислитель, восстано- |
|
|
||
витель), среду реакции. Запи- |
|
|
||
сываем ионы, участвующие в |
|
|
||
реакции. Cr2O7 2- – Ок. за счет |
|
|
||
Cr+VI; Fe2+ – Вс. Среда кислот- |
|
|
||
ная (Н+). |
|
|
2- Cr3+ |
|
4) Начинаем составлять полу- |
4) Cr2O7 |
|||
реакцию для окислителя. Нахо- |
|
|
||
дим Вф Cr2O72- в кислой среде – |
|
|
||
это Cr3+; (Cr+VI Cr+III). |
|
2- + 14Н+ 2Cr3+ + |
||
5) |
Уравниваем число |
атомов |
5) Cr2O7 |
|
слева и справа. Слева есть 2 |
+ 7Н2О |
|
||
атома Cr и 7 атомов О; поэтому |
|
|
справа удваиваем число атомов Cr и прибавляем 7Н2О, а в левую часть добавляем 14Н+. Среда реакции кислотная.
12
6) Уравниваем суммарные за- |
6) Cr2O7 2- + 14Н+ +6е- |
|||
ряды справа и слева. Слева |
2Cr3+ + 7Н2О |
|||
сумма зарядов равна –2 + 14 = |
|
|||
+12.Справа сумма зарядов рав- |
|
|||
на 2(+3) + 0 = +6. Нужно слева |
|
|||
прибавить 6е-. Получили полу- |
|
|||
реакцию для окислителя. |
7) Fe2+ Fe3+ |
|||
7) Начинаем составлять полу- |
||||
реакцию |
для |
восстановителя. |
|
|
Определяем Оф восстановите- |
|
|||
ля. Оф для Fe2+ будет Fe3+ (Fe+II |
|
|||
Fe+III). |
|
8) Fe2+ Fe3+ |
||
8) |
Уравниваем |
число атомов |
||
слева и справа. Число атомов |
|
|||
Fe |
одинаково. |
|
9) Fe2+ – е- Fe3+ |
|
9) |
Уравниваем |
сумму зарядов |
||
слева и справа. Слева сумма |
|
|||
зарядов равна +2. Справа сум- |
|
|||
ма зарядов равна +3. Нужно из |
|
|||
левой части вычесть 1е-. Полу- |
|
|||
чили полуреакцию для восста- |
|
|||
новителя. |
|
10) 1Cr2O72- + 14Н+ + 6е- |
||
10) Уравниваем число приня- |
||||
тых и отданных электронов. |
2Cr3+ + 7Н2О |
|||
Находим |
дополнительные |
6Fe2+ – е- Fe3+ |
||
множители для каждой полуре- |
|
|||
акции. |
|
|
11) Cr2O7 2- + 14Н+ + 6Fe2+ = |
|
11) Составляем ионное уравне- |
||||
ние ОВР. Суммируем левые и |
= 2Cr3+ + 7Н2О + 6Fe3+ |
|||
правые |
части |
полуреакций с |
|
|
учетом коэффициентов. |
|
|||
12) Составляем уравнение ОВР |
12) К2Cr2O7+ 6FeSO4 + |
|||
в молекулярном виде. Исполь- |
+ 7Н2SO4 = К2SO4 +3Fe2(SO4)3 + |
|||
зуем ионное уравнение (п.11) и |
+ Cr2(SO4)3 + 7Н2О |
|||
запись реагентов в молекуляр- |
|
|||
ном виде (п.1). |
|
|
www.mitht.ru/e-library
13
13) |
Определяем |
направление |
13) Cr2O72-/Cr3+ |
протекания реакции. Составля- |
|
||
ем сопряженную пару Оф/Вф |
|
||
для окислителя. |
|
|
|
14) |
Выписываем |
стандартный |
14) = 1,33 В |
потенциал сопряженной пары |
|
||
для Ок в кислотной среде. |
15) Fe 3+/ Fe2+ |
||
15) |
Составляем |
сопряженную |
|
пару Оф/Вф для восстановите- |
|
||
ля. |
|
|
|
16) |
Выписываем |
стандартный |
16) = 0,77 В |
потенциал сопряженной пары |
|
||
для Вс в кислотной среде. |
|
||
17) |
Находим разность между |
17) = ок – вс = |
|
стандартным потенциалом Ок и |
= 1,33 – 0,77 = 0,56 В |
||
стандартным потенциалов Вс. |
|
||
18) Делаем вывод о протекании |
18) 0,56 В 0,4 В, реакция |
||
ОВР в стандартных условиях. |
идет в стандартных условиях |
||
|
|
|
до конца. |
14
Задание 4
Составьте уравнение реакции, протекающей в водном растворе между дихроматом калия и сероводородом в присутствии серной кислоты. Определите, протекает ли самопроизвольно данная реакция в стандартных условиях.
Алгоритм |
|
Результат |
1) Записываем реагенты в моле- |
1) K2Cr2O7 +Н2S+H2SO4 |
|
кулярном виде. |
2) K++ Cr2O7 2- + Н2S+2H+ + |
|
2) Записываем реагенты в ион- |
||
ном виде. KCr2O7, Н2S – мало- |
+ SO42-= |
|
диссоциированное соединение |
|
|
(слабая кислота), в водном рас- |
|
|
творе находится в основном в |
|
|
виде молекул; H2SO4 – в водном |
|
|
растворе является сильной ки- |
|
|
слотой, находится в виде ионов. |
|
2- + Н2S + H+ = |
3) Определяем функции ве- |
3) Cr2O7 |
|
ществ (окислитель, восстанови- |
|
|
тель), среду реакции. Записыва- |
|
|
ем ионы, участвующие в реак- |
|
|
ции. Cr2O7 2- – Ок. за счет Cr+VI; |
|
|
Н2S – Вс за счет S-II. Среда ки- |
|
|
слотная (Н+). |
|
2- Cr3+ |
4) Начинаем составлять полуре- |
4) Cr2O7 |
|
акцию для окислителя. Находим |
|
|
Вф Cr2O72- в кислой среде – это |
|
|
Cr3+; (Cr+VI Cr+III). |
|
2- + 14Н+ 2Cr3+ + |
5) Уравниваем число атомов |
5) Cr2O7 |
|
слева и справа. Слева есть 2 |
+ 7Н2О |
|
атома Cr и 7 атомов О; поэтому |
|
|
справа удваиваем число атомов |
|
|
Cr и прибавляем 7Н2О, а в левую часть добавляем 14Н+. Среда реакции кислотная.
www.mitht.ru/e-library
15
6) Уравниваем суммарные заря- |
6) Cr2O7 2- + 14Н+ +6е- |
||||
ды справа и слева. Слева сумма |
2Cr3+ + 7Н2О |
||||
зарядов |
равна |
–2 + |
14 |
= |
|
+12.Справа сумма зарядов равна |
|
||||
2(+3) + 0 = +6. Нужно слева |
|
||||
прибавить 6е-. Получили полу- |
|
||||
реакцию для окислителя. |
|
|
|||
7) Начинаем составлять полуре- |
7) Н2S S |
||||
акцию для восстановителя. Оп- |
|
||||
ределяем |
Оф |
восстановителя. |
|
||
Оф дляН2Sбудет S (S-II S0). |
|
8) Н2S S + 2Н+ |
|||
8) Уравниваем число атомов слева |
|||||
и справа. Число атомов S одина- |
|
||||
ково. Справа 2Н, поэтому справа |
|
||||
добавляем 2Н+. |
|
|
|
9) Н2S – 2е- S + 2Н+ |
|
9) Уравниваем |
сумму |
зарядов |
|||
слева и справа. Слева сумма за- |
|
||||
рядов равна 0. Справа сумма |
|
||||
зарядов равна +2. Нужно из ле- |
|
||||
вой части вычесть 2е. Получили |
|
||||
полуреакцию для восстановите- |
|
||||
ля. |
|
|
|
|
10) 1Cr2O72- +14Н+ +6е- |
10) Уравниваем число принятых |
|||||
и отданных электронов. Нахо- |
2Cr3++7Н2О |
||||
дим дополнительные множите- |
3H2S – 2е- S + 2Н+ |
||||
ли для каждой полуреакции. |
|
11) Cr2O7 2- + 14Н+ + 3Н2S = |
|||
11) Составляем ионное уравне- |
|||||
ние ОВР. Суммируем левые и |
= 2Cr3+ +7Н2О + 3S + 6Н+ |
||||
правые |
части |
полуреакций |
с |
Cr2O7 2- + 8Н+ + 3Н2S = 2Cr3+ + |
|
учетом коэффициентов, сокра- |
+ 7Н2О + 3S |
||||
щаем подобные члены в урав- |
|
||||
нении. |
|
|
|
|
|
16
12) |
Составляем уравнение ОВР |
12) К2Cr2O7+ 3Н2S + 4Н2SO4 = |
|||
в молекулярном виде. Исполь- |
= К2SO4 + 3S+ Cr2(SO4)3 + |
||||
зуем ионное уравнение (п.11) и |
+ 7Н2О |
||||
запись реагентов в молекуляр- |
|
||||
ном виде (п.1). |
|
|
13) Cr2O72- / Cr3+ |
||
13) |
Определяем |
направление |
|||
протекания реакции. Составля- |
|
||||
ем сопряженную пару Оф/Вф |
|
||||
для окислителя. |
|
|
|
||
14) |
Выписываем |
стандартный |
14) = 1,33 В |
||
потенциал |
сопряженной |
пары |
|
||
для Ок в кислотной среде. |
|
|
|||
15) |
Составляем |
сопряженную |
15) S / Н2S |
||
пару Оф/Вф для восстановите- |
|
||||
ля. |
|
|
|
|
|
16) |
Выписываем |
стандартный |
16) = 0,14 В |
||
потенциал |
сопряженной |
пары |
|
||
для Вс в кислотной среде. |
|
|
|||
17) |
Находим разность |
между |
17) = ок – вс = |
||
стандартным потенциалом Ок и |
= 1,33 – 0,14 = 1,19 В. |
||||
стандартным потенциалов Вс. |
|
||||
18) |
Делаем вывод о протекании |
18) 1,19 В 0,4 В, реакция |
|||
ОВР в стандартных условиях. |
идет в стандартных условиях |
||||
|
|
|
|
|
необратимо. |
www.mitht.ru/e-library
17
Задание 5
Составьте уравнение реакции, протекающей в водном растворе между фосфором и концентрированной азотной кислотой. Определите, протекает ли самопроизвольно данная реакция в стандартных условиях.
Алгоритм |
Результат |
1) Записываем реагенты в моле- |
1) P + HNO3 (конц.) |
кулярном виде. |
2) P + H+ + NO3- = |
2) Записываем реагенты в ион- |
|
ном виде. HNO3 – в водном рас- |
|
творе является сильной кисло- |
|
той, находится в виде ионов. |
3) P + H+ + NO3- = |
3) Определяем функции ве- |
|
ществ (окислитель, восстанови- |
|
тель), среду реакции. Записыва- |
|
ем ионы, участвующие в реак- |
|
ции. NO3 - – Ок за счет N+V; Р – |
|
Вс. Среда кислотная (Н+). |
4) NO3- NO2 |
4) Начинаем составлять полуре- |
|
акцию для окислителя. Нахо- |
|
дим Вф для конц. NO3- в ки- |
|
слотной среде – это NO2; (N +V |
|
N+IV ). |
5) NO3- + 2Н+ NO2 +Н2О |
5) Уравниваем число атомов |
|
слева и справа. Число атомов N |
|
одинаково; слева есть 3 атома |
|
О, справа 2 атома О; учитывая |
|
среду реакции, добавляем в |
|
правую часть Н2О, в левую – |
|
2Н+. Среда реакции кислотная. |
|
18
6)Уравниваем суммарные заряды справа и слева. Слева сумма зарядов равна –1 + (+2) = +1.
Справа сумма зарядов равна 0. Нужно слева прибавить 1е-. Получили полуреакцию для окислителя.
7)Начинаем составлять полуреакцию для восстановителя. Оп-
ределяем Оф |
восстановителя. |
|||
Оф для Р будет Н3РО4 |
(Р |
о |
|
|
|
||||
Р+V). |
|
|
|
|
8) Уравниваем |
число |
атомов |
слева и справа. Число атомов Р одинаково; справа 4 атома О, слева их нет; учитывая среду
реакции, добавляем в левую часть 4Н2О, в правую – 5Н+.
9)Уравниваем сумму зарядов слева и справа. Слева сумма зарядов равна 0, справа сумма за-
рядов равна +5. Нужно из левой части вычесть 5е-. Получили полуреакцию для восстановителя.
10)Уравниваем число принятых и отданных электронов. Находим дополнительные множители для каждой полуреакции.
11)Составляем ионное уравнение ОВР. Суммируем левые и правые части полуреакций с учетом коэффициентов, сокращаем подобные члены в уравнении.
6)NO3- + 2Н+ + 1е- NO2 + +Н2О
7)Р Н3РО4
8)Р + 4Н2О Н3РО4 + 5Н+
9)Р + 4Н2О – 5е- Н3РО4 + + 5Н+
10)5 NO3- + 2Н+ + е- NO2 +
+Н2О
1 Р + 4Н2О – 5е-
Н3РО4 + 5Н+
11)5NO3- + 10Н+ + Р + 4Н2О = = 5NO2+ 5Н2О + Н3РО4 + 5Н+
5NO3- + 5Н+ + Р = 5NO2 + + Н2О + Н3РО4
www.mitht.ru/e-library
|
|
|
19 |
|
|
20 |
|
12) Составляем уравнение ОВР |
12) |
5НNO3 (конц) + Р = 5NO2 + |
Задание 6 |
|
|||
в молекулярном виде. Исполь- |
+ Н2О + Н3РО4 |
Составьте уравнение реакции, протекающей в водном |
|||||
зуем ионное уравнение (п.11) и |
|
|
|||||
запись реагентов в молекуляр- |
|
|
растворе между разбавленной азотной кислотой и диоксидом |
||||
ном виде (п.1). |
|
|
|
NO3- (конц)/NO2 |
серы (н.у.). Определите, протекает ли самопроизвольно данная |
||
13) |
Определяем |
направление |
13) |
реакция в стандартных условиях. |
|
||
протекания реакции. Составля- |
|
|
Алгоритм |
Результат |
|||
ем сопряженную пару Оф/Вф |
|
|
|||||
для окислителя. |
|
|
|
|
1) Записываем реагенты в мо- |
1) HNO3 (разб.) + SO2 |
|
14) |
Выписываем |
стандартный |
14) |
= 0,77 В |
лекулярном виде. |
2) H++ NO3- + SO2 = |
|
потенциал сопряженной |
пары |
|
|
2) Записываем реагенты в ион- |
|||
для Ок в кислотной среде. |
|
|
ном виде. HNO3 – в водном |
|
|||
15) |
Составляем |
сопряженную |
15) |
Н3РО4/Р |
растворе является сильной ки- |
|
|
пару Оф/Вф для восстановите- |
|
|
слотой, находится в виде ио- |
|
|||
ля. |
|
|
|
|
|
нов. SO2 – в виде молекул. |
3) H++ NO3- + SO2 = |
16) |
Выписываем |
стандартный |
16) |
= –0,38 В |
3) Определяем функции ве- |
||
потенциал сопряженной |
пары |
|
|
ществ (окислитель, восстано- |
|
||
для Вс в кислотной среде. |
|
|
|
витель), среду реакции. Запи- |
|
||
17) |
Находим разность |
между |
17) |
= ок – вс = |
сываем ионы, участвующие в |
|
|
стандартным потенциалом Ок и |
= 0,77 – (–0,38)= 1,15 В |
реакции. NO3 - – Ок за счет N+V; |
|
||||
стандартным потенциалов Вс. |
|
|
SO2 – Вс за счет S+IV. Среда ки- |
|
|||
18) Делаем вывод о протекании |
18) |
1,15 В 0,4 В, реакция |
слотная (Н+). |
4) NO3- NO |
|||
ОВР в стандартных условиях. |
идет в стандартных условиях |
4) Начинаем составлять полуре- |
|||||
|
|
|
|
до конца. |
акцию для окислителя. Находим |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вфдляразбавл. NO3- в кислотной |
|
|
|
|
|
|
|
среде –это NO;(N+V N+II). |
5) NO3- + 4Н+ NO +2Н2О |
|
|
|
|
|
|
5) Уравниваем число атомов |
|
|
|
|
|
|
|
слева и справа. Число атомов N |
|
|
|
|
|
|
|
одинаково; слева есть 3 атома |
|
О, справа 1 атом О; учитывая среду реакции, добавляем в
правую часть 2Н2О, в левую –
4Н+.
www.mitht.ru/e-library