74. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций

Существуют два метода составления окислительно - восстановительных реакций - метод электронного баланса и метод полуреакций.

В метод электронного баланса сравнивают степени окисления атомов в исходных веществах и в продуктах реакции, при этом руководствуемся правилом: число электронов, отданных восстановителем, должно равняться числу электронов, присоединённых окислителем.

Расставить коэффициенты в реакции, схема которой:

HCl + MnO2 Cl2 + MnCl2 + H2O

1.Указываем степени окисления химических элементов.

2.Составляем электронные уравнения, в которых указываем число отданных и принятых электронов.

За вертикальной чертой ставим число электронов, перешедших при окислительном и восстановительном процессах. Находим наименьшее общее кратное ( взято в красный кружок). Делим это число на число перемещённых электронов и получаем коэффициенты (взяты в синий кружок). Значит перед марганцем будет стоять коэффициент-1, который мы не пишем, и перед Cl2 тоже -1.

Перед HCl коэффициент 2 не ставим, а считаем число атомов хлора в продуктах реакции. Оно равно - 4.Следовательно и перед HCl ставим - 4,уравниваем число атомов водорода и кислорода справа, поставив перед H2O коэффициент - 2. В результате получится химическое уравнение:

Метод полуреакции применяется для составления уравнения ОВР, протекающих в растворах.

75. Важнейшие окислители и восстановители

Важнейшие окислители

1. Неметаллы. Окислительная способность неметаллов увеличивается в ряду: P, Se, At, I, S, Вr, N, Сl, О, F.

Самыми сильными окислителями среди неметаллов являются галогены(F2, Cl2, Br2, I2) и кислород

2. Cлoжные иoны и мoлeкулы, сoдeржaщиe aтoмы нeмeтaллa в выcшeй и прoмeжутoчнoй степенях окисления.

Ceрнaя киcлотa H2SO4 прoявляeт окислительные свoйcтвa в кoнцeнтрирoвaннoм рacтвoрe зa счeт aтoмa сeры в степени окисления +6:

C(грaфит) + 2H2SO4 (конц) = СO2 + 2SO2 + 2H2O.

4. Положительно заряженные ионы металлов с относительно высоким зарядом (Fe3+, Cu2+, Sn4+, Ag+ и др.). Принимая электроны они восстанавливаются до металлического состояния 2Al + 3CuCl2 = 2AlCl3 + 3Cu

6. Пероксид водорода проявляет свойства сильного окислителя. В процессе восстановления кислород понижает свою степень окисления от –1 до –2:

H4TiO4 + H2O2 = H4TiO5 + H2O

Важнейшие восстановители

1. Металлы. К типичным восстановителям относятся активные щeлoчныe и щeлoчнo-зeмeльныe мeтaллы, цинк, алюминий, жeлeзo и др.

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

2.Неметаллы (B, Si, As, C, H, Te)

C + 4HNO3(конц, гор) = CO2 + 4NO2 + 2H2O

3. Восстановительными свойствами oблaдaют бecкиcлoрoдныe aниoны, такие как Сl-, Вr-, I-, S2-, Н-, и кaтиoны мeтaллoв в низшей степени окисления.

4. Сложные молекулы и ионы, содержащие атомы элементов в промежуточных степенях окисления (SO2, CO, NO, SO2 , NO2 и др.).

76. Окислительно-восстановительная двойственность

Соединения высшей степени окисленности, присущей данному элементу, могут в окислительновосстановительных реакциях выступать только в качестве окислителей, степень окисленности элемента может в этом случае только понижаться. Соединения низшей степени окисленности могут быть, наоборот, только восстановителями; здесь степень окисленности элемента может только повышаться. Если же элемент находится в промежуточной степени окисленности, то его атомы могут, в зависимости от условий, как принимать, так и отдавать электроны. В первом случае степень окисленности элемента будет понижаться, во втором — повышаться. Поэтому соединения, содержащие элементы в промежуточных степенях окисленности, обладают окислительно-восстановительной двойственностью-способностью вступать в реакции как с окислителями, так и с восстановителями.

В качестве примеров окислительно-восстановительной двойственности азотистой кислоты можно привести реакции: 2HNO3+H2S=2NO+S+2H2O

Кроме азотистой кислоты окислительно-восстановительной двойственностью обладают сера, иод, пероксид водорода и ряд других веществ.