o подсчитываем заряды в полуреакциях, уравниваем заряд, для этого отнимаем или добавляем электроны.

Далее определим окислитель и восстановитель и составим полуреакции процессов восстановления и окисления.

4.

o добавляем Н⁺ в ту часть полуреакции, где избыток кислорода;

o в противоположную часть добавляем Н₂О;

O уравниваем атомы кислорода, затем атомы водорода;

o подсчитываем заряды в полуреакциях, уравниваем заряд, для этого отнимаем или добавляем электроны.

 

В приведенной реакции окислитель — MnO₄ ^— принимает 5 электронов восстанавливаясь в кислой среде до Mn²⁺. При этом освобождается кислород, входящий в состав MnO₄^—, который, соединяясь с H⁺, образует воду:

MnO₄^— + 8H⁺ + 5e^— = Mn²⁺ + 4H₂O

Восстановитель SO₃^2- — окисляется до SO₄^2-, отдав 2 электрона. Как видно образовавшийся ион SO₄^2- содержит больше кислорода, чем исходный SO₃^2-. Недостаток кислорода восполняется за счет молекул воды и в результате этого происходит выделение 2H⁺:

SO₃^2- + H₂O — 2e^— = SO₄^2- + 2H⁺

5. Находим коэффициент для окислителя и восстановителя, учитывая, что окислитель присоединяет столько электронов, сколько отдает восстановитель в процессе окисления-восстановления:

MnO₄^— + 8H⁺ + 5e^— = Mn²⁺ + 4H₂O ¦2 окислитель, процесс восстановления

SO₃^2- + H₂O — 2e^— = SO₄^2- + 2H⁺ ¦5 восстановитель, процесс окисления

 

5. Затем необходимо просуммировать обе полуреакции, предварительно умножая на найденные коэффициенты, получаем:

2MnO₄^— + 16H⁺ + 5SO₃^2- + 5H₂O = 2Mn²⁺ + 8H₂O + 5SO₄^2- + 10H⁺

6. Сократив подобные члены, находим ионное уравнение:

2MnO₄^— + 5SO₃^2- + 6H⁺ = 2Mn²⁺ + 5SO₄^2- + 3H₂O

7. Запишем молекулярное уравнение, которое имеет следующий вид:

5Na₂SO₃ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 5Na₂SO₄ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O

Задача. Составление уравнений полуреакций в щелочной среде

Расставить коэффициенты в уравнении методом электронно-ионного баланса.
KAsO₂ + Br₂ + KOH = K₃AsO₄ + KBr + H₂О

Решение задачи

Записывают схему реакции в ионно-молекулярной форме и определяют ионы и молекулы которые изменяют степень окисления:

Участие в реакции ионов OH^- говорит о том, что процесс протекает вщелочной среде.

Рассмотрим порядок действий при составлении уравнений полуреакций в щелочной среде.

1. В ионно-молекулярном уравнении каждой полуреакции уравнивают числа атомов всех элементов.

Полуреакции имеют вид:

В данном случае среда щелочная, поэтому ионно-молекулярное уравнение полуреакции имеет вид:

2. Для уравнивания атомов водорода и кислорода в уравнениях для щелочной среды:

· добавляем воду в ту часть полуреакций, где избыток кислорода;

· в противоположную часть добавляем удвоенное число гидроксид-ионов;

· перед Н₂О ставим коэффициент, показывающий разницу в числе атомов кислорода в правой и левой частях полуреакций, а перед ОН^─ - его удвоенный коэффициент.

Составляют электронно-ионные уравнения полуреакций. Для этого в левую часть каждой полуреакции добавляют (или вычитают) электроны с таким расчетом, чтобы суммарый заряд в левой и правой частях уравнений стал одинаковым.

Получаем:

3. В данном случае баланс по электронам есть. Поэтому просто суммируют электронно-ионное уравнение:

4. Сокращают подобные члены и получают ионно-молекулярное уравнение окислительно-восстановительной реакции в щелочной среде:

5. По полученному ионно-молекулярному уравнению окислительно-восстановительной реакции составляют молекулярное уравнение. Для этого по схеме реакции определяют, из каких молекул получены данные ионы.

 

Задача. Закончить уравнение реакции между бихроматом калия и соляной кислотой.

Ион содержит хром в его высшей степени окисления (+7), следовательно, может выступать только в роли окислителя. По схеме составим полуреакцию, учитывая, что среда кислотная (HCl).
Полуреакция восстановления:

Ионы могут только окисляться, т.к. хлор имеет самую низшую степень окисления (-1); хлор окисляется до с.о. «ноль» (0). Составим полуреакцию окисления:

Суммируем сначала левые, а затем правые части полуреакций, не забывая предварительно умножить множитель на коэффициент, если он стоит перед формулой.

Получили сокращенное ионное уравнение.

Добавляем недостающие катионы или анионы, учитывая, что количество добавляемых ионов в правую и левую части ионного уравнения должно быть одинаковым.

В данном случае источником ионов ─ была соль , поэтому с каждым молем в раствор попадает 2 моль ионов . В реакции они участия не принимают, поэтому в неизменном виде должны перейти в правую часть уравнения. Вместе с 14 моль ионов в раствор должно вноситься 14 моль ионов . Но у нас из них участвует в реакции только 6 моль в качестве восстановителя, а остальные 8, как и ионы , в неизменном виде остаются после реакции, т.е. дописываются в правую часть.

Обратите внимание на подчеркнутое предложение выше!

В результате получаем:

После этого можно объединить ионы в формулы реальных веществ: