Методи складання рівнянь реакцій окислювання-відновлення.

В основному застосовують два методи упорядкування рівнянь окисно-відновних реакцій: метод електронного балансу та електронно-іонний метод.

Метод електронного балансу заснований на визначенні загального числа електронів, що переміщаються від відновника до окислювача. При упорядкуванні рівнянь окисно-відновних реакцій необхідно:

Скласти схему реакції.
Визначити, які з елементів змінюють ступень окислення і записати над відповідними символами в лівій і правій частинах схеми.
Скласти електронні рівняння для процесів окислення і для процесів відновлення елементів і за правилом найменшого кратного визначити коефіцієнти для відновника, окислювача і для продуктів їх перетворення, з огляду на те, що число електронів, що втрачається відновником повинно рівнятися числу електронів, що приєднує окислювач.
Коефіцієнти для інших речовин підбираються в останню чергу, починаючи з металів, металоїдів (крім гідрогену та оксигену), потім зрівнюємо число атомів гідрогену.
Перевірити вірність упорядкування рівнянь підрахунком числа атомів оксигену в обох його частинах.
Визначити, яка речовина є відновником, а яка – окислювачем. Наприклад, окислення сірководню перманганатом калію у кислому середовищі. Реакція йде за схемою:

H₂S^-2 + KMn⁺⁷O₄ + Н₂SO₄ → S⁰ + Mn⁺²SO₄ + K₂SO₄ + H₂O

У цій реакції ступень окислення змінюється у сірки і мангану. Складаємо електронні рівняння для процесу окислення і процесу відновлення:

S^-2 - 2ē = S⁰ 5

Mn⁺⁷ + 5ē = Mn⁺² 2

Найменше кратне – 10.

Сірка – відновник, ступень окислення підвищився від –2 до 0.

Манган – окислювач, ступень окислювання знизиться від +7 до +2.

Коефіцієнти 5 і 2 переносимо в рівняння реакції:

5H₂S + 2KMnO₄ + Н₂SO₄ → 5S + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

калій і манган зрівняли. Підраховуємо кількість груп SO₄^-2. Їх три в правій частині, отже, і в лівій частині перед Н₂SO₄ треба підставити коефіцієнт 3:

5H₂S + 2KMnO₄ + 3Н₂SO₄ → 5S + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

Підраховуємо водневі атоми, їх 16 (10 в H₂S і 6 в H₂SО₄). Отже і в правій частині повинно бути 16. Ставимо перед Н₂О коефіцієнт 8:

5H₂S + 2KMnO₄ + 3Н₂SO₄ → 5S + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O

Порівняємо баланс по кисневих атомах: у правій частині 20 і в лівій частині 20.

Електронно-іонний метод передбачає роздільне упорядкування іонних рівнянь для процесу окислення і процесу відновлення з наступним підсумовуванням їх у загальне рівняння. Для цього необхідно:

Скласти іонну схему реакції, користуючись загальними правилами упорядкування іонних рівнянь, тобто записати сильні електроліти у вигляді іонів, а неелектроліти – слабкі електроліти, гази, осади – у вигляді молекул.
Скласти електронно-іонне рівняння окремо для процесу окислення за такими правилами:

а) якщо продукт реакції містить менш оксигену, ніж вихідний продукт, то в кислому середовищі оксиген, що звільняється, зв’язується з Н⁺ іонами, у результаті чого утворюється вода; у нейтральній – оксиген, що звільняється, взаємодіє з водою, створюючи гідроксильні ОН^- групи,

б) алгебраїчна сума зарядів зліва і справа від знака рівності повинна бути однаковою.

Складаємо розглянуте вище (по першому методу) рівняння окисно-відновної реакції цим методом. Запишемо іонну схему реакції:

H₂S + MnO₄¹ + H¹ = S + Mn⁺² + H₂O

Визначимо відновник і окислювач, складемо рівняння для процесу окислення і відновлення окремо.

Реакція окислення:

H₂S -2ē = S + 2Н⁺

Реакція відновлення:

MnO₄^-1 + 5ē+8H⁺ = Mn⁺² + 4H₂O

Запишемо обидва електронно-іонні рівняння одне під одним і визначаємо коефіцієнти для окислення і відновлення:

H₂S -2ē = S + 2Н⁺ 5

MnO₄^-1 + 5ē+8H⁺ = Mn⁺² + 4H₂O 2

Тому що загальне число електронів прийнятих окислювачем, повинно дорівнювати загальному числу електронів, відданих відновником, помножуємо перше рівняння на 5, а друге – на 2. Це і є коефіцієнти окислювача і відновника. Сумуємо обидва рівняння з урахуванням електронного балансу:

5H₂S + 2MnO₄¹ + 16H¹ = 5S + 2Mn⁺² + 10Н¹ + 8H₂O