Реакции самоокисления-самовосстановления

Различают 2 основных типа окислительно-восстановительных реакций:

- межмолекулярные, в которых атомы окислителя и восстановителя находятся в со-

ставе разных частиц;

- внутримолекулярные, в которых атомы окислителя и восстановителя находятся в

одной частице.

Существует большая группа окислительно-восстановительных процессов, в которых окислителями и восстановителями являются атомы одного и того же элемента. Такие реакции называются реакциями самоокисления-самовосстановления или реакциями диспропорционирования.

Различают два вида таких процессов. Один из них – это дисмутация, при которой элемент из одной степени окисления переходит в две новых, меньшую и большую относительно исходной. Эти процессы чаще протекают в щелочной, реже в нейтральной среде.

Примером может служить уже описанная реакция хлора с растворами щелочей. Интересный пример - это реакция диоксида азота с щелочами:

+4 +3 +5

NO₂ + 2 KOH = KNO₂ + KNO₃ + H₂O

Реакции дисмутации могут быть и внутримолекулярыми:

+5 t -1 +7

KClO₃ = KCl + KClO₄

Второй вид процессов - это конмутация. В ходе этих процессов атомы одного и того же элемента из разных степеней окисления сходятся к одной, промежуточной между исходными. Реакции конмутации протекают, как правило, в кислотной, реже в нейтральной среде.

+5 -1 0

KClO₃ + 6HCl = KCl +3Cl₂ + 3H₂O

ок-ль в-ль

Интересна реакции диоксида серы с сероводородом, используемая в промышленности:

+4 -2 0

SO₂ + 2H₂S = 3S +2 H₂O

ок-ль в-ль

Конечная степень окисления не обязательно будет нулевой. Вот еще пример:

+7 +2 +4

2KMnO₄ + 3MnSO₄ +2H₂O = 5MnO₂ + K₂SO₄ + 2H₂SO₄

Окислительно-восстановительные реакции с участием органических веществ.

Для нахождения коэффициентов в ОВР с участием органических веществ различных классов удобно использовать метод электронно-ионного баланса. В данных реакциях органические вещества почти всегда являются восстановителями. Естественно, необходимо знать, какими будут продукты окисления органических веществ.

Рассмотрим реакцию Вагнера - окисление алкенов перманганатом калия в холодных нейтральных растворах. В качестве восстановителя возьмем пропен C₃H₆. Запишем схему реакции:

C₃H₆ + KMnO₄ + H₂O = C₃H₆(OH)₂ +MnO₂ + KOH

Составим уравнения полуреакций:

MnO₄^- + 2 Н₂О + 3е^- → MnO₂ + 4ОН^- 2

C₃H₆ + 2 Н₂О - 2e^- → C₃H₆(OH)₂ + 2 H⁺ 3

2 MnO₄^- + 10 Н₂О + 3 C₃H₆ → MnO₂ + 8 ОН^- + 6 H⁺ + 3C₃H₆(OH)₂

4 6 Н₂О + 2 ОН^-

Сокращая воду в левой и правой частям, получаем окончательные коэффициенты:

3C₃H₆ +2 KMnO₄ + 4H₂O = 3C₃H₆(OH)₂ + 2MnO₂ + 2KOH