Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Эл баланс
Метод электронного баланса.
Химия Метод электронного баланса.
просмотров - 88
Использование полуреакций.
Сравнение степеней окисления.
В качестве примера рассмотрим реакцию окисления серы перманганатом калия.
Прежде всего, устанавливаем формулы веществ, получающихся в результате реакции
Определяем изменениестепеней окисления элементов в процессе реакции, надписав их над формулами.
Находим, что сера выполняет функцию восстановителя, а марганец – окислителя.
Находим коэффициенты при восстановителе и окислителе.
Следует помнить, что общее число электронов, отданных восстановителем, должно равняться общему числу электронов, принятых окислителем. Количество отданных и принятых электронов определяется по изменению степени окисления элементов обязательно с учетом числа атомов, которые изменили свою степень окисления.
В разбираемой реакции степень окисления серы увеличивается на 6 единиц, а для марганца уменьшается на 3 единицы. В случае если принять, что увеличение степени окисления серы равно уменьшению степени окисления марганца, то коэффициенты при восстановителе и окислителе и их окисленной и восстановленной форм будут равны единице и двум (после сокращения трех и шести).
Проверяем кислород и убеждаемся в том, что уравнение составлено правильно.
Само собой разумеется, что нет нужнобности переписывать реакцию несколько раз, и все выше указанные операции производятся последовательно с одним и тем же уравнением.
Термином "полуреакция" обозначают отдельное уравнение (электронное или ионно-электронное), характеризующее либо процесс восстановления, либо процесс окисления; ᴛ.ᴇ. лишь одну стадию единого окислительно-восстановительного процесса.
Остановимся подробно на способе уравнивания реакций с использованием полуреакций. Данный способ включает два метода: метод составления электронных полуреакций (метод электронного баланса) и метод ионно-электронных полуреакций.
Подбор коэффициентов с использованием данного метода рассмотрим на примере взаимодействия сульфида водорода с дихроматом калия в кислой среде.
Для определения стехиометрических коэффициентов, прежде всего, определяем элементы, изменяющие степень окисления, находим восстановитель и окислитель.
Затем составляем электронные полуреакции, отражающие процесс передачи электронов
Так как в молекуле два атома хрома понизили свою степень окисления, то в полуреакции расчет ведем на 2 атома хрома.
Учитывая, что количество отданных к принятых электронов должны быть равными, вводим дополнительные множители, устанавливающие электронный баланс. Эти множители подбираются по правилу нахождения наименьшего общего кратного. В приведенной примере они равны 3 (для серы) и 1 (для хрома), Данные множители являются коэффициентами для восстановителе и окислителя и их окисленных и восстановленных форм.
Далее подбираем коэффициенты для атомов и ионов, не участвующих в окислении-восстановлении. По числу кислотных остатков в правой части уравнения находим коэффициент для кислота (равен 4).
По числу ионов водорода (14 Н+) в левой части уравнения находим коэффициент для вода. Уравнение имеет окончательный вид.
Проверка правильности расстановки коэффициентов осуществляется подсчетом общего количества атомов каждого элемента в левой и правой частях равенства.
Разумеется, независимо от имеющегося опыта рассмотренные операции целесообразно осуществлять без многократного переписывания уравнения реакции.
Рассмотренный метод уравнивания окислительно-восстановительных реакций применим к большинству процессов, протекающих с участием твердых фаз, газов или растворов. При этом в силу формального характера самого понятия степени окисления применяемые схемы в известной мере также являются формальными и не всегда отражают реально протекающие процессы.
Читайте также
Классификация окислительно-восстановительных реакций. Атомы и ионы, обладающие двойственной природой Соединения, содержащие атомы в состоянии промежуточной степени окисления: h3S+4O3, HN+3O2, HCr+3O2, S+4O2, C+2O, N+2O, Fe+2SO4. К межмолекулярным относятся... [читать подробенее]
Режим сцепление блоков открытого текста. сцепление блоков открытого текста- РВС (Plaintext Block Chaining) - ре жим, обратный режиму СВС (рис. 3.9) Данный метод основан на представлении о степени окисления атома в веществе. Степень окисления - это условный заряд атома,... [читать подробенее]
Метод электронного баланса основан на сравнении степени окисления атомов в исходных веществах и продуктах реакции. Коэффициенты подбираются на основе правила электронного баланса. Расставим коэффициенты в уравнении окисления сульфата железа перманганатом калия в... [читать подробенее]
Данный метод основан на представлении о степени окисления атома в веществе. Степень окисления - это условный заряд атома, найденный исходя из предположения, что все связи в веществе чисто ионные. Степень окисления обозначается арабской цифрой со знаком (+) или (-). Ионной... [читать подробенее]
Использование полуреакций. Сравнение степеней окисления. В качестве примера рассмотрим реакцию окисления серы перманганатом калия. Прежде всего, устанавливаем формулы веществ, получающихся в результате реакции Определяем изменениестепеней окисления... [читать подробенее]
Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций Для того чтобы записать уравнение ОВР, необходимо, прежде всего, знать, какие вещества образуются в результате реакции. В общем случае этот вопрос решается экспериментальным путем. Однако зачастую знание... [читать подробенее]
В методе электронного баланса сравнивают степени окисления исходных и конечных веществ, отражая их изменения в электронных уравнениях. Чтобы уравнять число отданных и принятых электронов, находят наименьшее общее кратное, с помощью которого получают коэффициенты для... [читать подробенее]
Здесь подсчет числа присоединяемых и теряемых электронов производится на основании значений степеней окисления элементов до и после реакции. Обратимся к простейшему примеру: Na0 + Cl ® Na+ Cl 2 Na0 – e&... [читать подробенее]
- разложение хлора калия реакция диспропорционирования Окислительно-восстановительные реакции подразделяются на три группы: 1. Межатомные или межмолекулярные окислительно-восстановительные. Обмен электронами происходит между различными по составу частицами. ... [читать подробенее]
Составление уравнений ОВР 1. Записать схему уравнения реакции KMnO4 + HCl &... [читать подробенее]
oplib.ru
Метод электронного баланса
Необходимо помнить основные правила составления уравнений методом электронного баланса:
а) сумма электронов, отдаваемых всеми восстановителями равна сумме электронов, принимаемых всеми окислителями;
б) число одноименных атомов в левой и правой частях уравнения должно быть одинаково.
Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций легче провести в несколько стадий: 1) установление формул исходных веществ и продуктов реакции; 2) определение степени окисления элементов в исходных веществах и продуктах реакции; 3) определение числа электронов, отдаваемых восстановителем и принимаемых окислителем, и коэффициентов при восстановителях и окислителях; 4) определение коэффициентов при всех исходных веществах и продуктах реакции, исходя из баланса атомов в левой и правой частях уравнения.
8Na0 + 5h3+S+6O4–2 = 4Na2+S+6O4–2 + h3+S–2 + 4h3+O–2
| Восстановитель | 2Na0 –2ē → 2Na+ | |
| Окислитель | S+6 +8ē → S–2 |
Обратите внимание на то, что при взаимодействии металлов с кислотами-окислителями (h3SO4(к), HNO3) последние не только восстанавливаются, но и расходуются на образование соли (без изменения степени окисления), поэтому перед формулой кислоты-окислителя ставится суммарный коэффициент. В нашем примере один атом S+6 восстановился до S–2, и еще четыре атома S+6 не изменили степени окисления, поэтому перед формулой h3SO4 коэффициент 5.
В тех случаях, когда в ОВР участвуют два восстановителя, входящих в состав одного вещества, и один окислитель или наоборот (несколько окислителей и один восстановитель), то суммируют все «отданные» или все «принятые» электроны, и лишь после этого находят дополнительные множители.
3As2+3S3–2 + 22H+N+5O3–2 = 6h4+As+5O4–2 + 9S+4O2–2 + 22N+2O–2 + 2H+2O–2| В-ли | 2As+3 – 4ē ® 2As+5 3S–2 − 18ē ® 3S+4 | –22 | Реакция межмолекулярного окисления-восстановления | |
| Ок-ль | N+5 + 3ē → N+2 |
Ионно-электронный метод
Этот метод применяют для составления уравнений окислительно-восстановительных реакций протекающих в растворах электролитов. В его основе лежит составление ионных уравнений для процесса окисления и процесса восстановления с последующим суммированием их в общее уравнение. При составлении ионных уравнений следует пользоваться правилами: формулы сильных электролитов записывать в виде ионов, а слабых электролитов, газов, осадков, – в виде молекул. В краткие уравнения не следует вносить ионы, не изменяющиеся в процессе реакции. Составление уравнений методом полуреакций предполагает учет роли частиц среды, в которой протекает реакция (Н+, ОН–, Н2О). В приведенной ниже таблице 8.1 показано, какие процессы обычно имеют место в разных средах.
Таблица 8.1
Влияние среды на протекание ОВР
| Среда | В левой части полуреакции окисления или восстановления | |
| избыток кислорода | недостаток кислорода | |
| Кислая | На каждый избыточный O2– добавить 2Н+ | На каждый недостающий O2– добавить одну Н2О |
| Нейтральная | На каждый избыточный O2– добавить одну Н2О | |
| Щелочная | На каждый недостающий O2– добавить 2ОН– |
K2Cr2O7 + Na2SO3 + h3SO4 → Cr2+3(SO4)3 + Na2SO4 + h3O + K2SO4
Напишем схему реакции в кратком ионном виде:
(Cr2+6O7)2– + SO32– + h3O → Cr23+ + SO42– + 2H+
Составим уравнения полуреакций с учетом влияния кислой среды (см. таблицу 8.1), найдем коэффициенты:
| Cr2O72–+ 14H+ + 6ē → Cr+3 + 7h3O | |||
| SO32– + h3O – 2ē → SO42– + 2H+ |
Сложим почленно части уравнений полуреакций с учетом найденных коэффициентов, сократим одноименные слогаемые:
Допишим к ионнам краткого уравнения имеющиеся в реакции ионы с противоположным знаком:
В результате получим молекулярное уравнение окислительно-восстановительной реакции.
K2Cr2O7 + 3Na2SO3 + 4h3SO4 = Cr2(SO4)3 + 3Na2SO4 + 4h3O + K2SO4
Направление протекания окислительно-восстановительной реакции зависит от того, в какой среде она идет (кислой, нейтральной или щелочной). Так реакции восстановления перманганата марганца в кислой среде протекают с образованием соли марганца (II), в нейтральной среде - оксида марганца (IV), а в щелочной – соли марганцовистой кислоты (h3MnO4) – манганата:
Если к подкисленному серной кислотой раствору KMnO4, имеющему фиолетовую окраску, добавить восстановитель, например, K2SO3, то раствор обесцветится, т.к. образующиеся ионы марганца (II) очень слабо окрашены. Реакция выражается уравнением:
2KMnO4 + 5K2SO3 + 3h3SO4 = 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3h3O,
в ионной форме:
2MnO4– + 5SO32– + 6H+ = 2Mn2+ + 5SO42– + 3h3O.
В нейтральной среде реакция между этими веществами протекает с образованием бурого осадка оксида марганца (IV) по уравнению:
2KMnO4 + 3K2SO3 + h3O = 2MnO2↓ + 3K2SO4 + 2KOH,
2MnO4– + 3SO32– + h3O = 2MnO2↓ + 3SO42– + 2OH–.
В концентрированном растворе щелочи образуются ионы манганата, которые окрашивают раствор в зеленый цвет:
2MnO4– + SO32– + 2OH– = 2MnO42– + SO42– + h3O.
8.4. Типы окислительно−восстановительных реакций
Рассмотренные примеры ОВР относятся к реакциям межмолекулярного окисления−восстановления. В этих реакциях имеется вещество окислитель и вещество − восстановитель.
В некоторых случаях один и тот же атом, молекула или ион играет роль и окислителя и восстановителя. Это процесс самоокисления-самовосстановления или диспропорционирования.
2Cl+4O2–2 + h3+O–2 = H+Cl+5O3–2 + H+Cl+3O2–2
| Восстановитель | Сl+4 – 1ē → Cl+5 | реакция диспропорционирования | |
| Окислитель | Сl+4 + 1ē → Cl+3 | (самоокисление-самовосстановление) |
В данной реакции хлор претерпевает и окисление и восстановление.
В составе некоторых молекул могут находиться атомы-восстановители и атомы-окислители. Такие молекулы могут претерпевать внутримолекулярное окисление-восстановление.
N–3h5+N+5O3–2 N2+O–2 + h3+O–2
| Восстановитель | N–3 –4ē → N+1 | Реакция внутримолекулярного окисления-восстановления | |
| Окислитель | N+5 +4ē → N+ |
Здесь ион Nh5+ окисляется, а ион NO3– восстанавливается.
В химических окислительно-восстановительных реакциях окисление и восстановление взаимосвязаны. Например, в реакции между цинком и солью меди восстановителем является цинк, он отдает свои электроны положительно заряженным ионам меди, которые являются окислителем. Медь осаждается на поверхности цинка, а ионы цинка переходят в раствор.
Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4
Zn0 –2ē = Zn2+ (окисление)
Cu2+ +2ē = Cu0 (восстановление)
Похожие статьи:
poznayka.org
Метод - электронный баланс - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Метод - электронный баланс
Cтраница 1
Метод электронного баланса дает возможность составлять уравнения как в молекулярной, так и в ионной форме. [1]
Метод электронного баланса основан на сравнении степеней окисления атомов в исходных и конечных веществах. В основе его лежит правило, что число электронов, отданных восстановителем, должно равняться числу электронов, присоединенных окислителем. [2]
Метод электронного баланса достаточно прост, и составление уравнений окислительно-восстановительных реакций не вызывает затруднений, когда в качестве исходных веществ и продуктов реакции выступают вещества, не диссоциирующие на ионы. Однако составление уравнений окислительно-восстановительных реакций значительно осложняется, если в реакции принимают участие соединения с ионной связью. В этом случае одни элементы, входящие в состав ионов, участвуют в окислительно-восстановительных процессах, а другие - в реакциях обмена. Поэтому метод электронного баланса, рассматривающий лишь переход электронов от восстановителя к окислителю, не позволяет непосредственно определить коэффициенты в окислительно-восстановительном уравнении без дополнительного использования приема проб и ошибок. Это достигается при использовании электронно-ионного метода, или метода полуреакций. [3]
Метод электронного баланса основан на сравнении степеней окисления атомов в исходных и конечных веществах. Число электронов, отданных восстановителем, должно равняться числу электронов, присоединенных окислителем. [4]
Метод электронного баланса основан на сравнении степеней окисления атомов в исходных и конечных веществах. В основе его лежит правило, что число электронов, отданных восстановителем, должно равняться числу электронов, присоединенных окислителем. Практически этим методом мы уже воспользовались при составлении уравнения реакции, протекающей в гальваническом элементе ( с. Более подробно сущность этого метода можно проследить на примере составления уравнения реакции взаимодействия сероводорода с подкисленным раствором пермангана-та калия. [5]
Метод электронного баланса основан на сравнений степеней окисления атомов в исходных и конечных веществах. Число электронов, отданных восстановителем, должно равняться числу электронов, присоединенных окислителем. [6]
Метод электронного баланса рассмотрен ниже на примере нескольких реакций. [7]
Метод электронного баланса ( более точно - метод учета изменения степеней окисления) менее нагляден по сравнению с методом полуреакций, но зато более универсален и позволяет составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций, происходящих не только в водных растворах. Он основан на сравнении степеней окисления атомов в исходных и конечных веществах. [8]
Метод электронного баланса заключается в следующем. [9]
Метод электронного баланса универсальный и применим ко всем окислительно-восстановительным реакциям - между газообразными, жидкими и твердыми веществами, а также между веществами в состоянии водного раствора. Однако молекулярные уравнения не полностью отражают ионный характер окисления и восстановления электролитов в водном растворе и для подбора коэффициентов в уравнениях таких реакций используется метод электронно-ионного баланса. [10]
Метод электронного баланса достаточно прост, и составление уравнений окислительно-восстановительных реакций не вызывает затруднений, когда в качестве исходных веществ и продуктов реакции выступают вещества, не диссоциирующие на ионы. Однако составление уравнений окислительно-восстановительных реакций значительно осложняется, если в реакции принимают участие соединения с ионной связью. В этом случае одни элементы, входящие в состав ионов, участвуют в окислительно-восстановительных процессах, а другие - в реакциях обмена. Поэтому метод электронного баланса, рассматривающий лишь переход электронов от восстановителя к окислителю, не позволяет непосредственно определить коэффициенты в окислительно-восстановительном уравнении без дополнительного использования приема проб и ошибок. Это достигается при использовании электронно-ионного метода, или метода полуреакций. [11]
Метод электронного баланса основан на сравнении степеней окисления атомов в исходных и конечных веществах. Число электронов, отданных восстановителем, должно равняться числу электронов, присоединенных окислителем. [12]
Метод электронного баланса основан на сравнении степеней окисления атомов в исходных и конечных веществах. [13]
Метод электронного баланса основан на сравнении степеней окисления атомов в исходных и конечных веществах. Число электронов, отданных восстановителем, должно равняться числу электронов, присоединенных окислителем. [14]
Метод электронного баланса основан на сравнении степени окисления атомов в исходных и конечных веществах. В основе его лежит правило, что число электронов, от данных-восстановителем, должно равняться числу электронов, присоединенных окислителем. [15]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
Видеоматериалы
Опыт пилотных регионов, где соцнормы на электроэнергию уже введены, показывает: граждане платить стали меньше
Подробнее...С начала года из ветхого и аварийного жилья в республике были переселены десятки семей
Подробнее...Более 10-ти миллионов рублей направлено на капитальный ремонт многоквартирных домов в Лескенском районе
Подробнее...Актуальные темы
ОТЧЕТ о деятельности министерства энергетики, ЖКХ и тарифной политики Кабардино-Балкарской Республики в сфере государственного регулирования и контроля цен и тарифов в 2012 году и об основных задачах на 2013 год
Подробнее...Предложения организаций, осуществляющих регулируемую деятельность о размере подлежащих государственному регулированию цен (тарифов) на 2013 год
Подробнее...
КОНТАКТЫ
360051, КБР, г. Нальчик
ул. Горького, 4
тел: 8 (8662) 40-93-82
факс: 8 (8662) 47-31-81
e-mail:
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
