🗊Презентация Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций

Содержание Нахождение коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронно-ионного баланса Составление уравнений реакций, протекающих в кислой среде Составление уравнений реакций, протекающих в щелочной среде Составление уравнений реакций, протекающих в нейтральной среде Составление уравнений реакций с незаданной средой

Нахождение коэффициентов в уравнении реакции методом электронного баланса По изменению с. о. атомов элементов окислитель восстановитель вос-ль ок-ль Электронная схема 3 - окисление 1 - восстановление Коэффициенты в уравнении 3 MnO2 + KClO3 + KOH  3 K2MnO4 + KCl + H2O Молекулярное уравнение 3MnO2 + KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + KCl + 3H2O

Нахождение коэффициентов в уравнении реакции методом электронного баланса По изменению с. о. атомов элементов окислитель восстановитель ок-ль вос-ль Электронная схема 10 - окисление 1 - восстановление Молекулярное уравнение 2Ca3(PO4)2 + 10 C + 3SiO2 = 3CaSiO4 + P4 + 10 CO

Составление уравнения реакции методом электронно-ионного баланса ок-ль вос-ль среда кислая Ионная схема реакции K+ + MnO4 + Na+ + NO2 + 2H+ + SO42  Mn2+ + NO3 + … Окислительно-восстановительные пары MnO4  Mn2+ NO2  NO3 Установление материального баланса в уравнениях полуреакций MnO4 + 8H+  Mn2+ + 4H2O [O2] + 2H+ = H2O NO2 + H2O  NO3 + 2H+ H2O = [O2] + 2H+

Составление уравнения реакции Расчет числа отданных и принятых электронов в полуреакциях MnO4 + 8H+ + 5 = Mn2+ + 4H2O электронно-ионное уравнение баланс зарядов: ‑1 + 8 + 5 ( ‑1) = +2 полуреакции восстановления NO2 + H2O – 2 = NO3 + 2H+ электронно-ионное уравнение баланс зарядов: ‑1 – 2 ( ‑1) = ‑1 + 2 полуреакции окисления Электронно-ионная схема реакции MnO4 + 8H+ + 5 = Mn2+ + 4H2O 2 NO2 + H2O – 2 = NO3 + 2H+ 5 2MnO4 + 5NO2 + 16H+ + 5H2O= 2Mn2+ + 5NO3 + 10H+ + 8H2O Ионное и молекулярное уравнения реакции 2MnO4 + 5NO2 + 6H+ = 2Mn2+ + 5NO3 + 3H2O 2KMnO4 + 5NaNO2 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5NaNO3 + K2SO4 + 3H2O

Составление уравнений полуреакций с заданной кислой средой В электронно-ионные уравнения полуреакций с заданной кислой средой помимо окисленных и восстановленных форм включают ионы H+ и молекулы H2O [O2-] + 2H+ = H2O H2O = [O2-] + 2H+ Примеры электронно-ионных уравнений полуреакций Cr2O72‑  Cr3+ Cr2O72‑ + 14H+ + 6  = 2Cr3+ + 7H2O ‑ полуреакция восстановления PbS  PbSO4 PbS + 4H2O – 8  = PbSO4 + 8H+ ‑ полуреакция окисления Малорастворимые PbS и PbSO4 записаны в молекулярной форме

Составление уравнений полуреакций по балансу зарядов Число отданных и принятых электронов в полуреакциях с участием сложных частиц, содержащих атомы элемента в разных степенях окисления, определяют по балансу зарядов Пример 1. Co3O4 + H+  Co2+ Co3O4 + 8H+ + х = 3Co2+ + 4H2O баланс зарядов: 8 + х( ‑1) = 6 х = 2 Co3O4 + 8H+ + 2 = 3Co2+ + 4H2O полуреакция восстановления Пример 2. Fe3O4 + H+  Fe3+ Fe3O4 + 8H+ + х = 3Fe3+ + 4H2O баланс зарядов: 8 + х( ‑1) = 9 х = ‑1 Fe3O4 + 8H+ ‑ = 3Fe3+ + 4H2O полуреакция окисления

Составление уравнения реакции P + HNO3 (конц)  H3PO4 + NO2 методом электронно-ионного баланса вос-ль ок-ль среда кислая Ионная схема реакции P + H+ + NO3¯  H3PO4 + NO2 Электронно-ионная схема и ионное уравнение P + 4H2O – 5 = H3PO4 + 5H+ 1 окисление NO3¯ + 2H+ + = NO2 + H2O 5 восстановление P + 5NO3¯ + 5H+ = H3PO4 + 5NO2 + H2O Молекулярное уравнение P + 5HNO3 (конц) = H3PO4 + 5NO2 + H2O

Составление уравнений полуреакций с заданной щелочной средой В электронно-ионные уравнения полуреакций с заданной щелочной средой помимо окисленных и восстановленных форм включают ионы ОH ¯ и молекулы H2O [O2-] + H2О = 2ОH ¯ 2ОН ¯ = [O2-] + H2О Примеры электронно-ионных уравнений полуреакций NO3¯  NO2¯ NO3¯ + H2O + 2 = NO2¯ + 2ОН¯ ‑ полуреакция восстановления I2  IO3¯ I2 + 12ОН¯ – 10 = 2IO3¯ + 6H2O ‑ полуреакция окисления

Составление уравнения реакции MnSO4 + KClO + NaOH  MnO2 + Cl¯ методом электронно-ионного баланса вос-ль ок-ль среда щелочная Ионная схема реакции Mn2+ + SO42‑ + K+ + ClO¯ + Na+ + OH¯  MnO2 + Cl¯ Электронно-ионная схема и ионное уравнение Mn2+ + 4ОН¯ ‑ 2 = MnO2 + 2H2O 1 окисление ClO¯ + H2O + 2 = Cl¯ + 2OH¯ 1 восстановление Mn2+ + ClO¯ + 2ОН¯ = MnO2 + Cl¯ + H2O Молекулярное уравнение MnSO4 + KClO + 2NaOH = MnO2 + KCl + Na2SO4 + H2O

Составление уравнений полуреакций с заданной нейтральной средой В нейтральной среде концентрация ионов H+ и ОН¯ мала, в левой части уравнений полуреакций, кроме окислителя и восстановителя, могут быть записаны только молекулы H2O [O2-] + H2О = 2ОH ¯ H2O = [O2-] + 2H+ Примеры электронно-ионных уравнений полуреакций MnO42  MnO2 MnO42 + 2H2O + 2 = MnO2 + 4ОН¯ ‑ полуреакция восстановления Mn2+  MnO2 Mn2+ + 2H2O – 2 = MnO2 + 4H+ ‑ полуреакция окисления

Составление уравнения реакции KMnO4 + Na2SO3 + H2O  MnO2 + SO42‑ методом электронно-ионного баланса ок-ль вос-ль среда нейтральная Ионная схема реакции K+ + MnO4 + 2Na+ + SO32- + H2O  MnO2 + SO42‑ Электронно-ионная схема MnO4 + 2H2O + 3 = MnO2 + 4ОН¯ 2 восстановление SO32‑ + H2O – 2 = SO42‑ + 2H+ 3 окисление 2MnO4 + 3SO32‑ + 7H2O = 2MnO2 + 3SO42‑ + 8OH¯ + 6H+ объединяют ионы H+ и ОН‑ в молекулы воды 6H2O + 2OH¯ Ионное и молекулярное уравнения 2MnO4 + 3SO32‑ + H2O = 2MnO2 + 3SO42‑ + 2OH¯ 2KMnO4 + 3Na2SO3 + H2O = 2MnO2 + 3Na2SO4 + 2KOH

Составление уравнения реакции K2(S5) + O3 + H2O  S + O2 методом электронно-ионного баланса K2(S5) + O3 + H2O  S + O2 вос-ль ок-ль среда нейтральная Ионная схема реакции 2K+ + (S5)2‑ + O3 + H2O  S + O2 Электронно-ионная схема и ионное уравнение (S5)2‑ ‑ 2 = 5S 1 окисление O3 + H2O + 2 = O2 +2OH 1 восстановление уравнение баланса зарядов: х(1) = 2; х = 2 (S5)2‑ + O3 + H2O = 5S + O2 +2ОН Молекулярное уравнение K2(S5) + O3 + H2O = 5S + O2 + 2KOH

Составление уравнения реакции K2Cr2O7 + NaNO2 +… Cr3+ + NO3 методом электронно-ионного баланса ок-ль вос-ль среда не задана 2K+ + Cr2O72‑ + Na+ + NO2 +…  Cr3+ + NO3 Cr2O72‑ + 14H+ + 6 = 2Cr3+ + 7H2O 1 восстановление NO2 + 2OH ¯ ‑ 2 = NO3 + H2O 3 окисление Cr2O72‑ + 3NO2 + 14H+ + 6OH¯ = 2Cr3+ + 3NO3 + 10H2O 6H2O + 8H+ Ионное уравнение Cr2O72‑ + 3NO2 + 8H+ = 2Cr3+ + 3NO3 + 4H2O Среда кислая , для ее создания используют H2SO4 (разб) K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 4H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3NaNO3 + K2SO4 + 4H2O

Заключение Основными способами составления уравнений окислительно-восстановительных реакций являются методы электронного и электронно-ионного баланса Все способы составления уравнений окислительно-восстановительных реакций основаны на равенстве числа электронов, отданных восстановителем, и принятых окислителем (электронном балансе) Метод электронно-ионного баланса (или электронно-ионных полуреакций) используют при составлении уравнений реакций, протекающих в растворе В электронно-ионные уравнения полуреакций помимо окислителя и восстановителя, в зависимости от среды, включают ионы H+, OH¯ и молекулы H2O

Рекомендуемая литература Никольский А.Б., Суворов А.В. Химия. - СПб: Химиздат, 2001 Степин Б.Д., Цветков А.А. Неорганическая химия. - М.: Высш. шк., 1994 Карапетьянц М.Х. Общая и неорганическая химия. - М.: Химия, 2000 Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. - М.: Высш. шк., 2007 Неорганическая химия. В 3 т. Т. 1: Физико-химические основы неорганической химии. Под ред. Ю. Д. Третьякова. - М.: Академия, 2004 Лидин Р.А. Задачи по общей и неорганической химии. - М.: ВЛАДОС, 2004 Гаршин А.П. Неорганическая химия в схемах, рисунках, таблицах, формулах, химических реакциях. - СПб.: Лань, 2000