Складання рівнянь окисно-відновних реакцій методом електронного балансу
Метод ґрунтується на порівнянні ступенів окиснення атомів у вихідних речовинах та продуктах реакції.
Загальний хід складання рівнянь:
1) записати формули речовин, що вступають у реакцію. Бажано, щоб першою була формула окисника, а наступною – відновника;
2) визначити ступінь окиснення елемента у молекулі окисника та відновника;
3) визначити, в які сполуки перейдуть окисник та відновник в результаті віддачі та приєднання електронів і записати в правій частині рівняння спочатку формули продуктів відновлення та окиснення, а потім формули інших речовин, які утворюються;
4) скласти електронні схеми процесів окиснення та відновлення. Підібрати коефіцієнті в цих схемах так, щоб загальне число електронів, які віддає відновник, дорівнювало загальному числу електронів, які приєднує окисник;
5) розставити коефіцієнти в молекулярному рівнянні реакції, щоб загальне число атомів кожного елемента було однаковим в лівій та правій частинах рівняння.
НАПРИКЛАД:
H2S + KMnO4 + H2SO4 → S + MnSO4 + K2SO4 + H2O
відновник окисник
S2- - 2e → S0 | 5 окиснення
Mn+7 + 5e → Mn +2 | 2 відновлення
5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5S + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
Допускається схему електронного балансу складати в рівнянні реакції:
KMnO4 + H2S + H2SO4 → S + MnSO4 + K2SO4 + H2O
+5ē -2ē
Хід роботи
Вплив середовища на проходження окисно-відновних реакцій:
Дослід №1
У пробірку наливаємо розчин калій перманганату (окисник), сірчану кислоту (середовище) і додаємо розчин натрій сульфіту (відновник). Перманганат іон у кислому середовищі швидко і повністю відновлюється до Mn2+. Що спостерігається?
Дослід №2
У пробірку наливаємо розчин калій перманганату (окисник), натрій гідроксид (середовище) і додаємо розчин натрій сульфіту (відновник).
Спостерігаємо появу забарвлення характерного для манганат-іона MnO42-.
Дослід №3
У пробірку наливаємо розчин калій перманганату (окисник), воду (середовище) і додаємо розчин натрій сульфіту (відновник). Яка формула сполуки, що випала в осад?
Завдання 1.
Визначити ступінь окиснення елементів у сполуках:
H2O2; Cl2; KClO3; KMnO4; H2SO4; Mn2O7; K2Cr2O7; NaNO2; NH4NO3; Cr2(SO4)3.
Завдання 2.
Розставити коефіцієнти методом електронного балансу.
KMnO4 + HNO2 + H2SO4 ® MnSO4 + HNO3+ K2SO4 + H2O
Контрольні питання.
1. Визначити ступінь окиснення елементів у сполуках.
2. Розставити коефіцієнти методом електронного балансу.
Варіанти індивідуальних завдань (таблиця 2.2)
| № з/п | Питання 1 | Питання 2 |
| K2S; N2; SiO2; Zn(NO3)2 | НCl + MnO2 = Cl2 + MnCl2 + H2O | |
| NH3; H2; NaCl; Fe2(SO4)3 | Na2S + KMnO4 + H2O = S + MnO2 + NaOH + KOH | |
| KCl; O2; SO2; Ag3PO4 | HNO3+Zn ® Zn(NO3)2+NH4NO3+H2O | |
| MgCl2; N2; SO3; Na3PO4 | FeSO4+KMnO4+H2SO4=Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O | |
| Na2O; Br2; P2O5; Ca(NO3)2 | H2O2 + CrCl3 + KOH = K2Cr2O7 + KCl + H2O | |
| KBr; I2; CO; Al2(SO4)3 | FeCl3 + H2S ® FeCl2 + S + HCl | |
| NaI; F2; CO2; PbSO4 | Mn2O3 + Si = SiO2 + Mn | |
| H2O; KF; Cl2; H3PO4 | KMnO4 + SO2 + H2O = MnO2 +H2SO4 + KOH | |
| CaCl2; NO2; N2; Al(NO3)3 | Na2SO3 + KIO3 + H2SO4 = Na2SO4 +I2 + K2SO4 + H2O | |
| MgO; NO; O2; Na2SO3 | HNO3 + Cu ® Cu(NO3)2 + NO + H2O | |
| CH4; CaBr2; Br2; Na2SO4 | Cu + H2SO4 = CuSO4 + SO2 + H2O | |
| LiCl; OF2; I2; Cu3(PO4)2 | KMnO4 +K2S + H2SO4 = MnSO4 + S + K2SO4 + H2O | |
| CaO; Cl2; H2O; Fe(OH)3 | KClO3 + S = KCl + SO2 | |
| SiF4; KBr; Cl2; NaNO3 | Cl2 + KOH = KCl + KClO + H2O | |
| CH4; NaF; O2; H2SiO3 | SnSO4 + KMnO4 + H2SO4=Sn2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O |
Питання до захисту лабораторної роботи.
1. Навести приклади хімічних реакцій, які відбуваються без зміни ступеня окиснення елементів, що входять до складу реагуючих речовин.
2. Навести приклади хімічних реакцій, що відбуваються зі зміною ступеня окиснення елементів, що входять до складу реагуючих речовин.
3. Які реакції називаються окисно-відновними.
4. Роль окисно-відновних реакцій.
5. Який процес називається окисненням.
6. Який процес називається відновленням.
7. Навести приклади найважливіших відновників.
8. Навести приклади найважливіших окисників.
9. Як змінюються окисно-відновні властивості елементів відповідно в періодах та групах періодичної системі елементів Д.І.Менделєєва.
10. Алгоритм складання рівнянь окисно-відновних реакцій.
Лабораторна робота №5