Материал: Курс общей химии. Спиридонов Б.А

2Cr+6 + S-2 = 2Cr3++S0

Найденные коэффициенты подставляют в левую часть уравнения рассматриваемой реакции. Коэффициенты для остальных соединений находятся путем сопоставления атомов в соединениях в левой и правой частях схемы. В результате окончательное уравнение реакции будет иметь вид:

K2Cr2O7 + 3H2S +4H2 SO4 = Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3S + 7H2O

Ионно-электронный метод. Ионно-электронный метод,

так же как и метод электронного баланса, основан на определении общего количества элементов, перемещающихся от восстановителя к окислителю, но в этом методе коэффициенты определяют с учетом реальной формы ионов, участвующих во взаимодействии, и с учетом кислотности среды. Рассмотрим реакцию:

K2Cr2O7 + H2S + H2PO4 → Cr2(SO4)3 + S + K2SO4 + H2O

Или в ионной форме:

2К+ + Cr2O72- + H2S + 2Н+ + SO42- = 2Cr3+ + 3SO42- + S + 2К+ + SO42- + Н2O

При написании реакций в ионной форме следует помнить, что малодиссоциирующие, газообразные и труднорастворимые соединения записываются в уравнении в молекулярной форме.

Составляем ионно-электронные схемы для частных процессов окисления и восстановления с указанием исходных и образующихся реально существующих в условиях данной ре-

228

акции ионов или молекул. Следует иметь ввиду, что в водных растворах большую роль играет среда, потому в реакциях могут участвовать молекулы Н2O, ионы Н+ или ОН-. Так, если продукт реакции содержит меньше кислорода (или вообще не содержит), чем исходный, то избыток кислорода связывается с

молекулами воды с образованием гидроксид-ионов (О2- + Н2O = 2OН-).

Если продукт реакции содержит больше кислорода, чем исходное вещество, то недостающее количество кислорода в кислых и нейтральных средах берется из молекул воды, при этом освобождаются ионы водорода (Н2O = О2- + 2Н+), источником кислорода в щелочной среде служат ионы ОH-, при этом

в качестве продукта реакции образуется вода (2OН- =

О2- + Н2O).

Для рассматриваемого случая схемы полуреакций имеют

вид:

Cr2O72- + 14Н+ → 2Сr3+ + 7Н2O

H2S → S + 2Н+

Левая часть первой схемы имеет суммарный заряд ионов +12 (-2 + 14 = 12), суммарный заряд правой части +6. Следовательно, в результате восстановления присоединяется 6 электронов; во второй схеме левая часть содержит только незаряженные

частицы (H2S), а суммарный заряд правой части равен +2. Следовательно, в результате окисления освобождаются два электрона, т.е.

Основные коэффициенты (1 и 3) подбираются также как и в методе электронного баланса.

Для составления ионного уравнения окислительновосстановительной реакции следует просуммировать получен-

229

ные полуреакции для процессов окисления и восстановления с учетом установленных коэффициентов при окислителе и восстановителе:

Cr2O72- + 14Н+ + 3H2S = 2Cr3+ + S + 7Н2O + 6Н+

Сократив на Н+, получим ионное уравнение с необходимыми стехиометрическими коэффициентами:

Cr2O72- + 8Н+ + 3H2S = 2Cr3+ + 3S+ 7Н2O

Для перехода к молекулярному уравнению следует поступать так: в левой части уравнения к каждому числу анионов приписывают соответствующее число катионов, а к катиону - анионов. Затем такие же ионы и в том же количестве записывают в правой части уравнения, после чего ионы объединяют в молекулы:

К2Сr2O7 + 4H2SO4 + 3H2S = Cr2(SO4)3 + 3S + K2SO4 + 7H2O

Особые случаи составления уравнений окислительно-

восстановительных реакций. Чтобы без затруднений составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций, следует иметь в виду некоторые общие случаи:

1. Если суммарное число электронов, отданное восстановителем (принятых окислителем), нечетно, а в результате реакции получается четное число атомов (хотя бы одного из элементов), то коэффициенты удваиваются. Например, в реакции

2МnO4- + 16Н+ + 10I- = 2Мn2+ + 8Н2O +10I0

230

Например, реакция

H2SeO4 + 2НСl = H2SeO3 + Cl2 + Н2O

в кислой среде протекает слева направо, а в щелочной – справа налево.

Иногда среда может усилить или ослабить окислительновосстановительную функцию соединения. Это можно проследить на взаимодействии перманганата калия с сульфитом натрия:

а) кислая среда

2KMnO4 + 3Na2SO3 + Н2O = 2MnO2 + 3Na2SO4 + 2КOН

232