Приклади розв’язання типових задач

Приклад 1. Скласти рівняння напівреакцій окиснення та відновлення для реакцій і визначити, у яких випадках Гідроген є окисником, а у яких – відновником:

а) 2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂; б) 2H₂ + O₂ = 2H₂O; в) 2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂.

Розв'язання

а) 1) Визначаємо ступінь окиснення атому Гідрогену і атомів, що змінили ступінь окиснення:

.

2) Запишемо рівняння напівреакцій:

–процес окиснення;

–процес відновлення.

Йон – є окисником у цій реакції.

б) 1) Визначаємо ступені окиснення елементів:

.

2) Запишемо рівняння напівреакцій:

–процес окиснення.

–процес відновлення.

Водень у цій реакції є відновником.

в) 1) Визначаємо ступені окиснення елементів:

.

2) Запишемо рівняння напівреакцій:

–процес окиснення.

–процес відновлення.

Йон – є окисником у цій реакції.

Приклад 2. Розставте коефіцієнти у окисно-відновній реакції методом електронного балансу. Вкажіть процеси окиснення та відновлення, окисник та відновник

Zn + HNO₃(розведена) = Zn(NO₃)₂ + N₂O + H₂O.

Розв'язання

1. Визначаємо ступені окиснення у елементів:

.

2. Запишемо рівняння напівреакцій для елементів, що змінили ступені окиснення (це Цинк і Нітроген):

–процес окиснення (віддача електронів);

–процес відновлення (приєднання електронів).

3. Зрівнюємо кількість відданих та приєднаних електронів.

41 2. Відданих електронів: 4 · 2ē = 8ē.

1 4 8 . Приєднаних електронів: 1· 8ē = 8ē.

4. Розставляємо коефіцієнти у рівнянні реакції:

4Zn + 10HNO₃(розведена) = 4Zn(NO₃)₂ + N₂O + 5H₂O.

а) 4 ставимо перед ;

б) зрівнюємо кількість атомів Zn: 4 ставимо перед Zn(NO₃)₂;

в) 1 треба поставити перед HNO₃, але в цій реакції частина змінює ступінь окиснення до, а друга – не змінює. Тому 1 ставимо перед N₂O у правій частині рівняння.

г) Кількість атомів Нітрогену у правій частині рівняння 4 · 2 + 2 = 10, тому перед HNO₃ ставимо коефіцієнт 10.

д) Кількість атомів Гідрогену у лівій частині рівняння 10, а у правій 2, тому перед H₂O ставимо коефіцієнт 5.

е) Якщо коефіцієнти підібрані вірно, то кількість атомів Оксигену у лівій і правій частинах рівняннях повинна співпадати. У цьому рівнянні: 30 = 24 + 1 + 5 = 30.

Приклад 3. Гальванічний елемент складається з металічного цинку, який занурений у розчин з молярною концентрацією цинк нітрату 0,1 моль/л, і металічного срібла, що занурений у розчин з молярною концентрацією аргентум нітрату 0,02 моль/л. Обчисліть ЕРС елементу, напишіть рівняння електродних процесів, складіть схему елементу.

Розв'язання

1. Обчислюємо електродні потенціали за формулою Нернста (значення стандартних електродних потенціалів систем Zn²⁺/Zn (–0,763 B) i Ag⁺/Ag (0,799 B) знаходимо із додатку 1):

2. Обчислюємо ЕРС елементу:

Е =– = 0,699 – (–0,793) = 1,492 В.

3. Оскільки > , то на срібному електроді відбувається відновлення, тобто він є катодом: Ag⁺ + ē = Ag .

На цинковому електроді відбувається процес окиснення, тобто він є анодом: Zn – 2ē = Zn²⁺.

Схема цього гальванічного елементу має вигляд:

(–) Zn│Zn(NО₃)₂ ║AgNО₃ │Ag (+)

0,01 Моль/л 0,02 моль/л

Приклад 4. Обчисліть потенціал срібного електроду в насиченому розчині AgBr (ДР = 6 ∙ 10^–13), який містить, крім того, 0,01 моль/л калій броміду.