Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
OVR-2004.doc
Скачиваний:
36
Добавлен:
15.03.2016
Размер:
222.21 Кб
Скачать

9 Реакции диспропорционирования в водных растворах

Реакции диспропорционирования (или самоокисления–самовосстановления) отличаются тем, что в них степень окисления меняют атомы одного и того же элемента: часть их окисляется, отдавая электроны, а другая часть — восстанавливается, присоединяя эти электроны.

Очевидно, что такая возможность имеется только для атомов элементов, имеющих промежуточную степень окисления, например:

0 +

а) Cl Cl Cl,

или в ионно–молекулярной форме:

Cl  Cl2  HClO – в кислой и нейтральной среде,

Cl  Cl2  ClO – в щелочной среде

+4 +6 +7

б) Mn  Mn  Mn

или в ионно–молекулярной форме:

MnO2  MnO42  MnO4 – в нейтральной среде,

Mn2+  MnO42  MnO4 – в кислой среде.

Как и для других окислительно–восстановительных реакций, при диспропорционировании должно выполняться условие: реакция преимущественно протекает в направлении, для которого ЭДС >0 (см. раздел 5).

Проверим выполнение этого условия для приведенных примеров.

а) нейтральная среда:

Cl2  2Cl Е0ок = +1,35 B,

Cl2 + 2H2O  2HClO + 2H+ + 2e Е0восст= +1,63 B,

ЭДС = Е0ок — Е0восст = 1,35 —1,63 = — 0,28 B;

щелочная среда:

Cl2  2Cl Е0ок = +1,35 B,

Cl2 + 4OH  2ClO + 2H2O + 2e, Е0восст= +0,40 B,

ЭДС = Е0ок — Е0восст = 1,35 — 0,40 = + 0,95 B

Из полученных данных следует, что хлор — простое вещество в водных растворах в нейтральной и особенно в кислой среде существует преимущественно в виде молекул Cl2 (гидратированных), а в щелочной среде практически полностью диспропорционирует.

Выполнив аналогичные расчеты для других неметаллов – простых веществ – легко убедиться, что диспропорционирование в щелочных растворах в заметной степени свойственно всем галогенам (кроме фтора), халькогенам и фосфору.

б) нейтральная среда:

MnO42–+ 2H2O  MnO2 + 4OH + 2e Е0ок = +0,6 B,

MnO42–  MnO4 + e Е0восст = +0,56 B

ЭДС = Е0ок — Е0восст = 0,6 —0,56 = + 0,04 B.

кислая среда:

MnO42+ 8H+  Mn2+ + 4H2O + 2e Е0ок = +1,51 B,

MnO42  MnO4 + e Е0восст = +0,56 B

ЭДС = Е0ок — Е0восст = 1,51 —0,56 = + 0,95 B.

Таким образом, манганат–ионы практически не существуют в кислой среде (и заметно диспропорционируют в нейтральной и слабощелочной средах).

10 Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций

В настоящее время применяют два основных приёма составления баланса в уравнениях окислительно–восстановительных реакций: метод электронного баланса (он является основным в курсе химии средней школы) и ионно–электронный метод или “метод полуреакций”. Первый из них гораздо более простой в составлении электронного баланса (если определение степеней окисления элементов не вызывает затруднений), но менее продуктивен при составлении на его базе баланса материального; в последнем проявляются основные преимущества ионно-электронного метода.

Применяя ионно-электронный метод, исходные вещества (окислители, восстановители) и продукты их превращений (восстановленные и окисленные формы) записывают в соответствии с правилами написания ионных уравнений: сильные, хорошо растворимые электролиты пишут в виде соответствующих ионов, а слабые и малорастворимые — в недиссоциированной форме. Например, в реакциях

а) KBiO3 + MnO2 + HNO3Bi(NO3)3 + HMnO4 + KNO3 + H2O

ок–ль в–ль восст. окисл. 

форма форма 

висмутат калия и его восстановленная форма, Bi(NO3)3 , —сильные, хорошо растворимые электролиты; восстановитель, диоксид MnO2, – малорастворимое вещество, а его окисленная форма — HMnO4 — сильный электролит. С учетом этого составим схему превращения окислителя и восстановителя:

BiO3  Bi3+

MnO2  MnO4

б) K2Cr2O7 + H2C2O4 + HNO3Cr(NO3)3 + CO2 + H2O

ок–ль вос–ль восст. окисл.

форма форма 

Среди веществ, участвующих в реакции, H2C2O4 – слабая кислота, а CO2 – неэлектролит; с учетом этого полуреакции запишем так:

Cr2O72  Cr3+

H2C2O4  CO2

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]