Расстановка коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций

Расстановка коэффициентов

в уравнениях окислительно-восстановительных реакций

I. Электронный баланс

Этот метод определения коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций, который рассматривает обмен электронами между атомами элементов, изменяющих свою степень окисления, наиболее прост и понятен ученикам. Главное правило: число электронов, отданных восстановителем равно числу электронов, получаемых  окислителем.

Уравнение составляется в несколько стадий:

1.   Записывают схему реакции.

KMnO₄ + HCl ® KCl + MnCl₂ + Cl₂­ + H₂O

2.   Проставляют степени окисления над знаками элементов, которые окисляются или восстанавливаются.

KMn⁺⁷O₄ + HCl^-1 ® KCl + Mn⁺²Cl₂ + Cl₂⁰­ + H₂O

3.   Выделяют элементы, изменяющие степени окисления и определяют число электронов, приобретенных окислителем и отдаваемых восстановителем.

Mn⁺⁷ + 5ē ® Mn⁺²

2Cl^-1 – 2ē ® Cl₂⁰

4.   Уравнивают число приобретенных и отдаваемых электронов, устанавливая тем самым коэффициенты для соединений, в которых присутствуют элементы, изменяющие степень окисления.

Mn+7 + 5ē ® Mn+2	2  о-ль  восстанавливается
2Cl-1 - 2ē ® Cl20	5   в-ль окисляется

2Mn⁺⁷ + 10Cl^-1 ® 2Mn⁺² + 5Cl₂⁰

5.   Подбирают коэффициенты для всех остальных участников реакции.

2KMnO₄ + 16HCl = 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8H₂O

II. Электронно-ионный метод (метод полуреакций)

Этот метод более сложный, особенно сначала, зато он позволяет определить продукты  ОВ реакции и оперирует реальными частицами – ионами, участвующими в данной реакции.

1.     Схема превращения

KMnO₄ + K₂SO₃ + H₂SO₄ ® ?

2.     Определение окислителя, восстановителя, среды раствора

KMnO₄ + K₂SO₃ + H₂SO₄ ® ?

                                         ок-ль        вос-ль       среда

3.     Полуреакция окисления:

MnO₄^─ ® Mn²⁺

MnO₄^─ + 8H⁺ ® Mn²⁺ + 4H₂O

MnO₄^─ + 8H⁺ + 5℮ = Mn²⁺ + 4H₂O

4.     Полуреакция восстановления:

SO₃^2─®SO₄^2─

SO₃^2─ + H₂O ® SO₄^2─ +2H⁺

SO₃^2─ + H₂O − 2℮ = SO₄^2─ +2H⁺

5.     Суммирование полуреакций

2|MnO₄^─ + 8H⁺ + 5℮ = Mn²⁺ + 4H₂O

5|SO₃^2─ + H₂O − 2℮ = SO₄^2─ +2H⁺

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

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

6.     Добавление недостающих частиц (ионов и молекул) – поровну в каждую часть уравнения

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

↓+2K⁺     ↓+3SO₄^2─  ↓+10K⁺    ↓+2SO₄^2─          ↓+10K⁺     ↓+K₂SO₄

суммирование частиц

7.     Получение готового уравнения

2KMnO₄ + 5K₂SO₃ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 6K₂SO₄ + 3H₂O

III. Контрольные задания к уравнениям ОВР

Подберите коэффициенты методом электронного баланса в уравнениях реакций, укажите окислитель и восстановитель.

1)           K₂MnO₄ + H₂O → KMnO₄ +MnO₂ +KOH

2)           PbS + H₂O₂ → PbSO₄ + H₂O

3)           NaBrO₃ +NaBr + H₂SO₄ → Br₂ + Na₂SO₄ + H₂O

4)           CuI₂ +H₂SO₄ +KMnO₄ → CuSO₄ + I₂ +MnSO₄ +K₂SO₄ +H₂O

5)           Na₃[Cr(OH)₆] + NaOH +PbO₂ → Na₂CrO₄ +H₂O + Na₂[Pb(OH)₄]

6)           Cr(NO₃)₃ → Cr₂O₃ + NO₂ + O₂

7)           Fe₂O₃ + KNO₃ + KOH → K₂FeO₄ + KNO₂ +H₂O

8)           Cr₂O₃ + Na₂CO₃ + O₂ → Na₂CrO₄ + CO₂

9)           Na₂SO₃ → Na₂S + Na₂SO₄

10)      Cr₂O₃ + NaNO₃ + NaOH → Na₂CrO₄ + NaNO₂ + H₂O

11)      K₂Cr₂O₇ +H₂S + H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + S + K₂SO₄ + H₂O

12)      Br₂ + SO₂ + H₂O → HBr + H₂SO₄

13)      H₂S + H₂SO₃ → S + H₂O

14)      KMnO₄ + NaNO₂ + H₂O → MnO₂ + NaNO₃ + KOH

15)      As + Cl₂ + H₂O → H₃AsO₄ + HCl

16)      K₂Cr₂O₇ + HBr → Br₂ + CrBr₃ + KBr + H₂O

17)      Mg + HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + N₂ + H₂O

18)      KMnO₄ + H₂S + H₂SO₄ → MnSO₄ + S + K₂SO₄ + H₂O

19)      Zn + H₂SO₄ → H₂S + ZnSO₄ + H₂O

20)      KMnO₄ + H₃PO₃ + H₂SO₄ → MnSO₄ + H₃PO₄ + K₂SO₄ + H₂O

Расстановка коэффициентов 

в уравнениях окислительно-восстановительных реакций

I. Электронный баланс 

Этот метод определения коэффициентов в уравнениях окислительновосстановительных реакций, который рассматривает обмен электронами между атомами элементов, изменяющих свою степень окисления, наиболее прост и понятен ученикам. Главное правило: число электронов, отданных восстановителем равно числу электронов, получаемых  окислителем.

Уравнение составляется в несколько стадий:

1. Записывают схему реакции.

                                                     KMnO₄ + HCl       KCl + MnCl₂ + Cl₂ + H₂O

2. Проставляют степени окисления над знаками элементов, которые окисляются или восстанавливаются.

                                              KMn⁺⁷O₄ + HCl^-1          KCl + Mn⁺²Cl₂ + Cl₂⁰ + H₂O

3.   Выделяют элементы, изменяющие степени окисления и определяют число электронов, приобретенных окислителем и отдаваемых восстановителем. Mn⁺⁷ + 5ē     Mn⁺²

                                                     2Cl^-1 – 2ē      Cl₂⁰

4.   Уравнивают число приобретенных и отдаваемых электронов, устанавливая тем самым коэффициенты для соединений, в которых присутствуют элементы, изменяющие степень окисления. Mn⁺⁷ + 5ē  Mn⁺² 2  о-ль  восстанавливается

          2Cl^-1 - 2ē                     Cl₂⁰ 5   в-ль окисляется

                                                      2Mn+7 + 10Cl-1        2Mn+2 + 5Cl20

5.   Подбирают коэффициенты для всех остальных участников реакции.

2KMnO₄ + 16HCl = 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8H₂O

II. Электронно-ионный метод (метод полуреакций)

Этот метод более сложный, особенно сначала, зато он позволяет определить продукты  ОВ реакции и оперирует реальными частицами – ионами, участвующими в данной реакции.

1.     Схема превращения

                                                                                    KMnO₄ + K₂SO₃ + H₂SO₄      ?

2.     Определение окислителя, восстановителя, среды раствора

                                                                                    KMnO₄ + K₂SO₃ + H₂SO₄      ?

                                         ок-ль        вос-ль       среда 

3.     Полуреакция окисления: MnO₄^─         Mn²⁺

                                                                               MnO₄^─ + 8H⁺     Mn²⁺ + 4H₂O

MnO₄^─ + 8H⁺ + 5℮ = Mn²⁺ + 4H₂O

4.     Полуреакция восстановления:

                                                                               SO32─      SO42─

                                                                               SO₃^2─ + H₂O      SO₄^2─ +2H⁺

SO₃^2─ + H₂O − 2℮ = SO₄^2─ +2H⁺

5.     Суммирование полуреакций

2|MnO₄^─ + 8H⁺ + 5℮ = Mn²⁺ + 4H₂O

5|SO₃^2─ + H₂O − 2℮ = SO₄^2─ +2H⁺

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

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

6.     Добавление недостающих частиц (ионов и молекул) – поровну в каждую часть уравнения

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

↓+2K⁺     ↓+3SO₄^2─  ↓+10K⁺    ↓+2SO₄^2─          ↓+10K⁺     ↓+K₂SO₄

суммирование частиц

7. Получение готового уравнения

2KMnO₄ + 5K₂SO₃ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 6K₂SO₄ + 3H₂O

III. Контрольные задания к уравнениям ОВР

Подберите коэффициенты методом электронного баланса в уравнениях реакций, укажите окислитель и восстановитель.

1)           K₂MnO₄ + H₂O → KMnO₄ +MnO₂ +KOH

2)           PbS + H₂O₂ → PbSO₄ + H₂O

3)           NaBrO₃ +NaBr + H₂SO₄ → Br₂ + Na₂SO₄ + H₂O

4)           CuI₂ +H₂SO₄ +KMnO₄ → CuSO₄ + I₂ +MnSO₄ +K₂SO₄ +H₂O

5)           Na₃ Cr(OH)₆ + NaOH +PbO₂ → Na₂CrO₄ +H₂O + Na₂ Pb(OH)₄

6)           Cr(NO₃)₃ → Cr₂O₃ + NO₂ + O₂

7)           Fe₂O₃ + KNO₃ + KOH → K₂FeO₄ + KNO₂ +H₂O

8)           Cr₂O₃ + Na₂CO₃ + O₂ → Na₂CrO₄ + CO₂

9)           Na₂SO₃ → Na₂S + Na₂SO₄

10)      Cr₂O₃ + NaNO₃ + NaOH → Na₂CrO₄ + NaNO₂ + H₂O

11)      K₂Cr₂O₇ +H₂S + H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + S + K₂SO₄ + H₂O

12)      Br₂ + SO₂ + H₂O → HBr + H₂SO₄

13)      H₂S + H₂SO₃ → S + H₂O

14)      KMnO₄ + NaNO₂ + H₂O → MnO₂ + NaNO₃ + KOH

15)      As + Cl₂ + H₂O → H₃AsO₄ + HCl

16)      K₂Cr₂O₇ + HBr → Br₂ + CrBr₃ + KBr + H₂O

17)      Mg + HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + N₂ + H₂O

18)      KMnO₄ + H₂S + H₂SO₄ → MnSO₄ + S + K₂SO₄ + H₂O

19)      Zn + H₂SO₄ → H₂S + ZnSO₄ + H₂O

20)      KMnO₄ + H₃PO₃ + H₂SO₄ → MnSO₄ + H₃PO₄ + K₂SO₄ + H₂O