Метод электронного баланса

1. Записать схему реакции, которую требуется уравнять:

KMnO₄ + KJ + H₂SO₄ → J₂ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

2. Определить степени окисления всех атомов, участвующих в реакции. Выявить элементы, меняющие степень окисления:

3. Составить схему электронного баланса, подставляя в нее то количество атомов окислителя и восстановителя, которое имеется в исходной реакции.

Число электронов, принятых окислителем, равно числу электронов, отданных восстановителем. Найти наименьшее общее кратное для числа электронов и дополнительные множители, которые становятся коэффициентами при окислителе и восстановителе:

4. Расставить коэффициенты перед окислителем и восстановителем в левой части, перед восстановленной и окисленной формами в правой части схемы (необходимо учитывать удвоенное число атомов в схеме электронного баланса):

2KMnO₄ + 10KJ + H₂SO₄ → 5J₂ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

5. Уравнять атомы металлов, не меняющих степень окисления.

В левой части 12 атомов K, следовательно, в правой части перед K₂SO₄, содержащим 2 атома K, ставится коэффициент 6:

2KMnO₄ + 10KJ + H₂SO₄ → 5J₂ + 2MnSO₄ + 6K₂SO₄ + H₂O

6. Уравнять кислотные остатки.

В правой части 8 ионов , поэтому передH₂SO₄ ставится коэффициент 8:

2KMnO₄ + 10KJ + 8H₂SO₄ → 5J₂ + 2MnSO₄ + 6K₂SO₄ + H₂O

7. Уравнять атомы водорода.

В левой части 16 атомов водорода, поэтому перед H₂O необходимо поставить коэффициент 8:

2KMnO₄ + 10KJ + 8H₂SO₄ → 5J₂ + 2MnSO₄ + 6K₂SO₄ + 8H₂O

8. Проверить правильность подбора коэффициентов, подсчитав число атомов кислорода в обеих частях уравнения:

В левой части: 2·4 + 8·4 = 40. В правой части: 2·4 + 6·4 + 8 = 40. Коэффициенты расставлены верно.

Метод полуреакций (ионно-электронный метод)

Этот метод применяют при составлении уравнений окислительно-восстановительных реакций, протекающих в растворе. При этом рассматривают не отдельные атомы, а ионы или молекулы в том виде, в каком они существуют в растворе: неэлектролиты, слабые электролиты и малорастворимые вещества записывают в молекулярном виде, а сильные электролиты – в виде ионов.

В исходных ионах или молекулах может быть избыток или недостаток атомов кислорода по сравнению с образовавшимися частицами. Перенос этих атомов осуществляется при помощи катионов водорода , гидроксид-ионовили молекул воды Н₂О (в зависимости от характера среды, в которой протекает данная реакция).

Схемы составления полуреакций

ОВР в кислой среде

В растворе присутствуют ионы Н⁺ и молекулы Н₂О

Избыток кислорода в левой части уравнения связывается катионами Н⁺ с образованием молекул воды:

,

где n – число атомов кислорода, которые исходная частица отдает или принимает; m – число атомов кислорода, оставшихся в исходной частице.

Недостаток кислорода в левой части уравнения восполняют молекулы воды, оставляя катионы водорода:

Чтобы уравнять суммарные заряды в обеих частях полуреакции, в левой ее части добавляют или отнимают соответствующее количество электронов.

Пример 1:

ОВР в щелочной среде

В растворе присутствуют ионы ОН^– и молекулы Н₂О

Избыток кислорода в левой части уравнения связывается молекулами воды с образованием гидроксид-ионов:

Недостаток кислорода в левой части уравнения восполняют гидроксид-ионы, оставляя молекулы воды:

Пример 2:

ОВР в нейтральной среде

В растворе присутствуют только молекулы Н₂О

Избыток и недостаток кислорода регулируется молекулами воды с образованием гидроксид-ионов и катионов водорода:

Пример 3:

Если в исходных и конечных частицах нет атомов кислорода, то заряды до и после реакции уравниваются только за счет перехода электронов: