Завдання для самостійного рішення.

1. Скільки розчину з масовою часткою 10 % можна приготувати, виходячи з 75 г розчину з масовою часткою 25 % і води. Скільки см³ необхідно взяти для розчинення?.

2. Який об’єм розчину їдкого натру з еквівалентною концентрацією 0,1 моль екв/дм³ буде витрачений на реакцію з 25 см³ розчину хлорида заліза (ІІІ) з еквівалентною концентрацією 0,5 моль екв/дм³?

3. Визначити об’єм розчину сірчаної кислоти з густиною  = 1,75 г/ см³, необхідної для приготування 5 л 0,1 М розчину сірчаної кислоти?

4. Визначити еквівалентну концентрацію розчину карбонату натрія з масовою часткою розчиненої речовини 10 %, густина якої 1,102 г/ см³.

Практичне заняття № 3

Тема: Складання окисно-відновних реакцій двома методами і схем електролізу різних солей.

Мета: Придбати практичні навички в складанні рівнянь окислювально – відновних реакцій методом напівреакцій, а також в складанні схем електролізу різних солей.

План.

1. Складання рівнянь окислювально – відновних реакцій двома методами.

2. Знаходження окисників та відновників, їх еквівалентів.

3. Складання схем електролізу різних солей.

Методичні вказівки.

Реакції, що відбуваються зі зміною ступеня окислення атомів, що входять до складу реагуючих речовин, називаються окислювально – відновними. Перебіг окислювально – відновних реакцій, а отже, зміна ступеня окислення атомів зумовлені переходом електронів від одних атомів до інших. Процес віддавання електронів речовинами називається окисленням, а сама речовина – відновником.

S⁰ -4e  S⁺⁴

Zn –2e  Zn⁺²

2I^-1 –2e  I₂

Процес приєднання речовинами електронів називається відновленням, а самі речовини – окисни ками.

O₂ +4e  2O^-2

2H⁺ +2e  H₂O

Fe⁺³ +e  Fe⁺²

Стехіометричні коефіцієнти в рівняннях окислювально – відновних реакцій зручно добирати використовуючи метод електронного болансу або метод напівреакцій (іонно – електронний метод).

Метод електронного балансу грунтується на порівнюванні ступенів окислення атомів у початкових та кінцевих речовинах. При розрахунку коефіцієнтів виходять з того положення, що число електронів відданих ві.дновником, повинно дорівнювати числу електронів, приєднаних окисником. Наприклад:

KMn₄+ HCI  MnCI₂+CI₂+KCI+H₂O

Mn⁺⁷+5eMn⁺² 10 2 окисник

2CI-2eCI² 10 5відновник

2KMnO₄+16HCI=2MnCI₂+5CI₂+2KCI+8H₂O

В методі напівреакцій коефіцієнти знаходять з допомогою електронно-іонних рівнянь. Їх перевага в тому, що в них записують іони, які реально існують в водних розчинах. Наприклад:

Записуємо скорочене іонне рівняння реакції

MnO₄^-+H⁺+CL^-Mn²+CI₂+H₂O

Записуємо напівреакції

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e Mn⁺² + 4H₂O 2 окисник

2CI^- +2e CI₂ 10 5 відновник

2MnO₄^- +16H⁺ +10CI^- 2Mn⁺² +5CI₂ +8H₂O

Щоб знайти еквівалент окисника чи відновника, потрібно молекулярну масу цієї рецовини поділити на кількість відповідно пиєднаних чи відданих електронів. Наприклад, зннайдемо еквівалент окисника та відновника в данному рівнянні.

Окисник – КМпО₄. Марганець приєднує 5е, отже

Mr(КМnO₄)=39+55+164=158г/моль

Э(КмпО₄)=Mr(KmnO₄)/5=158/5=31.6 г екв/моль

Відновником являється НСІ, так як хлор віддає два електрони

Мг(НСІ)= 1+35,5=36,5

Э(НСІ)=Мг(НСІ)=36,5/2=18,25

Електролізом називають окислювально-відновний процес, що відбувається під дією електричного струму на електродах, занурених у розчин або розплав електроліту. Під дією джерела струму на одному із електродів виникає надлишок електронів ( негативний електрод позначається знаком “-“), на другому – нестача електронів ( позитивний електрод,позначається знаком “+”). На катоді, підключеного до негативного полюсу, відбувається процес відновлення, а на аноді – окислення.

Наприклад: Скласти схему електролізу розплаву гідроксиду калію.

Розвязання : складаємо рівняння дисоціації гідроксиду

КОН К⁺ +ОН^-

Записуємо рівняння реакцій, які відбуваються на електродах

Катод (-) К⁺ +е  К 4

Анод (+) 4ОН^- - 4е  2Н₂О + О₂ 1

4К⁺ +4ОН^- електроліз 4К + 2 Н₂О +О₂

або 4КОН електроліз 4К +2Н₂О +О₂

Під час електролізу водних розчинів електролитів на електродах одночасно з розрядженням катіонів та аніонів або замість них можуть відновлюватись або окислюватись молекули води.

Завдання для самостійного рішення.

1. Підібрати коефіцієнти в окисно-відновних реакціях методом електроного балансу і іонно-електроним методом.

а) АІ+НNO₃=AI(NO₃)₃ + NH₄NO₃ + H₂O

б) MnO₂ +HBr= MnBr₂+Br₂ + H₂O

в) PH₃ + KMnO₄ + H₂O=H₃ PO₄ +MnSO₄ + H₂ O

г) К₂Сг₂ О₇ + Н₂S + H₂ SO₄= K₂ SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ +S + H₂ O

2. Написати схему електролізу розплавів та розчинів солей NaI та Cuso₄ на вугільних електродах. Записати утворені продукти.

3. Напишіть рівняння реакцій, які йдуть на мідному аноді при електролізі розчинів:

а) СuSO₄; б) NaBr ; в) Hg(NO₃)₂ г) ZnCI₂

4. Чому при електролізі розплаву хлорида натрію і його водного розчину на електродах утворюються різні речовини? Напишіть схему процесів, які відбуваються на електродах.