Учитель химии МОУ школа 53 Щекочихина Т. Н.

Цель работы: рассмотреть методы составления уравнений окислительно-восстановительных реакций.

Сущность ОВР можно выразить разными способами, каждый из которых имеет определенные достоинства и недостатки. Составление уравнений ОВР методом электронного баланса Алгоритм составления уравнения методом электронного баланса Составление уравнений ОВР методом полуреакций или ионно- электронным методом Алгоритм составления уравнения методом полуреакций, или ионно-электронным методом Реакции, протекающие в кислой среде Реакции, протекающие в щелочной среде Реакции, протекающие в нейтральной среде Список литературы

-ПРОЦЕСС ОКИСЛЕНИЯ - ПРОЦЕСС ОТДАЧИ ЭЛЕКТРОНОВ АТОМОМ, МОЛЕКУЛОЙ, ИОНОМ. ПРИ ОКИСЛЕНИИ СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТА ПОВЫШАЕТСЯ. -ПРОЦЕСС ВОССТАНОВЛЕНИЯ – ПРОЦЕСС ПРИНЯТИЯ ЭЛЕКТРОНОВ АТОМОМ, МОЛЕКУЛОЙ, ИОНОМ. ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТА ПОНИЖАЕТСЯ. -ОКИСЛИТЕЛИ – ЧАСТИЦЫ, ПРИНИМАЮЩИЕ ЭЛЕКТРОНЫ. - ВОССТАНОВИТЕЛИ – ЧАСТИЦЫ, ОТДАЮЩИЕ ЭЛЕКТРОНЫ. Опорные понятия теории ОВР

Укажите процессы окисления (О) и восстановления (В), укажите число отданных и принятых электронов

Уравняйте реакции методом электронного баланса S + HNO 3 H 2 SO 4 + NO S + H 2 SO 4 SO 2 + H 2 O P + HNO 3 + H 2 O H 3 PO 4 + NO C + HNO 3 CO 2 + NO + H 2 O Cu + HNO 3 (КОНЦ) Cu(NO 3 ) 2 + NO 2 + H 2 O Ag + HNO 3 (КОНЦ) Ag (NO 3 ) 2 + NO 2 + H 2 O

Правила определения функции соединения в окислительно восстановительных реакциях 1.Max. C.O. окислитель 2.Min C.O. восстановитель 3.Промежуточная С.О. двойственные свойства

1. ЕСЛИ ЭЛЕМЕНТ ПРОЯВЛЯЕТ В СОЕДИНЕНИИ ВЫСШУЮ СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ, ТО ЭТО СОЕДИНЕНИЕ МОЖЕТ БЫТЬ ОКИСЛИТЕЛЕМ. 2. ЕСЛИ ЭЛЕМЕНТ ПРОЯВЛЯЕТ В СОЕДИНЕНИИ НИЗШУЮ СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ, ТО ЭТО СОЕДИНЕНИЕ МОЖЕТ БЫТЬ ВОССТАНОВИТЕЛЕМ. 3. ЕСЛИ ЭЛЕМЕНТ ПРОЯВЛЯЕТ В СОЕДИНЕНИИ ПРОМЕЖУТОЧНУЮ СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ, ТО ЭТО СОЕДИНЕНИЕ МОЖЕТ БЫТЬ КАК ВОССТАНОВИТЕЛЕМ, ТАК И ОКИСЛИТЕЛЕМ. ЗАДАНИЕ: ПРЕДСКАЖИТЕ ФУНКЦИИ ВЕЩЕСТВ В ОВР: H 2 SO 4 ( KОНЦ.), SO 2, S, H 2 S Правила определения функции соединения в ОВР

Метод основан на сравнении степеней окисления атомов в исходных веществах и продуктах реакции и на балансировании числа электронов, смещенных от восстановителя к окислителю.степеней окисления Метод применяется для составления уравнений реакций, протекающих в любых фазах. В этом универсальность и удобство метода. Недостаток метода – при выражении сущности реакций, протекающих в растворах, не отражается существование реальных частиц.

1.Составить схему реакции. 2.Определить степени окисления элементов в реагентах и продуктах реакции. 3.Определить, является реакция окислительно-восстановительной или она протекает без изменения степеней окисления элементов. 4.Подчеркнуть элементы, степени окисления которых изменяются. 5.Определить, какой элемент окисляется (его степень окисления повышается) и какой элемент восстанавливается (его степень окисления понижается) в процессе реакции. 6.В левой части схемы обозначить с помощью стрелок процесс окисления (смещение электронов от атома элемента) и процесс восстановления (смещение электронов к атому элемента) 7.Определить восстановитель и окислитель. 8.Сбалансировать число электронов между окислителем и восстановителем. 9.Определить коэффициенты для окислителя и восстановителя, продуктов окисления и восстановления. 10.Записать коэффициент перед формулой вещества, определяющего среду раствора. 11.Проверить уравнение реакции.

Метод основан на составлении ионно-электронных уравнений для процессов окисления и восстановления с учетом реально существующих частиц и последующим суммированием их в общее уравнение. Метод применяется для выражения сущности окислительно-восстанови- тельных реакций, протекающих только в растворах. Достоинство метода: 1.В электронно-ионных уравнениях полуреакций записываются ионы, реально существующие в водном растворе, а не условные частицы. 2.Понятие «степень окисления» не используется. 3. При использовании этого метода не нужно знать все вещества: они определяются при выводе уравнения реакции. 4. Видна роль среды как активного участника всего процесса.

1.Записываем ионную схему процесса, которая включает только восстановитель и продукт его окисления и окислитель и продукт его восстановления: Zn+ NO 3 ¯ -> Zn 2+ + NO Составляем ионно-электронное уравнение процесса окисления(это I полуреакция): Zn - 2ē -> Zn Составляем ионно-электронное уравнение процесса восстановления(это II полуреакция): NO 3 ¯ + 2H + + ē -> NO 2 + H 2 O 4.Записываем уравнения полуреакций так, чтобы число электронов между окислителем и восстановителем было сбалансировано: Zn - 2ē -> Zn 2+ NO 3 ¯ + 2H + + ē-> NO 2 + H 2 O 2 5.Суммируем почленно уравнения полуреакций. Составляем общее ионное уравнение реакции: Zn + 2NO 3 ¯ + 4H + -> Zn NO 2 +2 H 2 O Проверяем правильность составления уравнения реакции в ионном виде: а)число атомов элементов должно быть равно в левой и в правой частях уравнения. б)общий заряд частиц в левой и правой частях ионного уравнения должен быть одинаков. 6.Записываем уравнение в молекулярной форме. Для этого добавляем к ионам, входящим в ионное уравнение, необходимое число ионов противоположного заряда: Zn + 4HNO 3 ( конц.)=Zn(NO 3 ) NO 2 +2 H 2 O

При составлении уравнений ОВР с участием среды следует руководствоваться ПРАВИЛАМИ: 1. Если исходные вещества содержат большее число атомов кислорода, чем полученные продукты, то освобождающийся кислород в кислой среде с ионами водорода образует воду. O H + H 2 O 2. В нейтральной и щелочной средах этот кислород реагирует с молекулами воды с образованием гидроксид-ионов. O 2- + H 2 O 2OH - 3. Если исходные вещества содержат меньше атомов кислорода, чем образующиеся, то недостающие число атомов кислорода восполняется в кислой и нейтральной средах за счет молекул воды, а в щелочной - за счет гидроксид-ионов.

В кислой среде кислород отдают молекулы воды, а связывается он ионами водорода. 2KMnO KBr + 8H 2 SO 4 -> 6K 2 SO 4 + 5Br 2 +2MnSO 4 + 8H 2 O K + + MnO4¯ + K + + Br¯ +2H + + SO 4 2 ¯ -> 2K + + SO 4 2 ¯ + 2Br 0 + Mn 2+ + SO 4 2 ¯ + H 2 O MnO 4 ¯ + Br¯ +2H + -> 2Br 0 + Mn 2+ + H 2 O MnO4¯ +8H + +5ē -> Mn H 2 O 2 (восстановление) 2Br¯ - 2ē -> 2Br 0 5 ( окисление ) 2MnO4¯ +16H Br¯ -> 10Br 0 + 2Mn H 2 O

Уравняйте реакции электронно-ионным методом Na + HNO 3 (раствор) NaNO 3 + NH 3 + H 2 O Na + HNO 3 (раствор) NaNO 3 + NH 4 NO 3 + H 2 O Ca + HNO 3 (конц.) Сa(NO 3 ) 2 + N 2 O + H 2 O Cu + HNO 3 (конц.) Сu(NO 3 ) 2 + NO 2 + H 2 O

Проверьте коэффициенты! 8Na + 9HNO 3 (раствор) 8NaNO 3 + NH 3 + 3H 2 O 8Na +10 HNO 3 (раствор) 8NaNO 3 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O 4Ca + 10HNO 3 (конц.) 4Сa(NO 3 ) 2 + N 2 O + 5H 2 O Cu + 4HNO 3 (конц.) Сu(NO 3 ) 2 + 2NO 2 +2 H 2 O

В щелочной среде кислород предоставляют ионы ОН¯, а связывается он молекулами воды MnCl 2 + KBrO + 2KOH -> MnO 2 + KBr + 2KCl +H 2 O Mn Cl¯ + K + + BrO¯ + K + + ОН¯-> MnO 2 + K + + Br¯ + K + + Cl¯ + H 2 O Mn 2+ + BrO¯ + ОН¯-> MnO 2 + Br¯ + H 2 O Mn ОН¯ - 2ē -> MnO 2 +2H 2 O 1 ( окисление ) BrO¯ + 2H 2 O+2ē -> Br¯ + 2ОН¯ 1 (восстановление) Mn 2+ + BrO¯ + 2ОН¯-> MnO 2 + Br¯ + H 2 O

Уравняйте реакции электронно-ионным методом KMnO 4 + NaNO 2 + KOH K 2 MnO 4 + NaNO 3 + H 2 O CrCL 3 + Br 2 + KOH K 2 CrO 4 + KCL + KBr + H 2 O

Проверьте коэффициенты! 2KMnO 4 +NaNO 2 +2 KOH 2K 2 MnO 4 + NaNO 3 + H 2 O 2CrCL 3 + Br KOH 2 K 2 CrO 4 + 6KCL + 6KBr + 8H 2 O

В нейтральной среде добавление и связывание атомов кислорода осуществляется только молекулами воды 6KBr + 2KMnO 4 + 4H 2 O -> 3Br 2 + 8KOH + 2MnO 2 K + + Br¯ + K + + MnO 4 ¯ + H 2 O -> 2Br 0 + MnO 2 + K + +ОН¯ Br¯ + MnO 4 ¯ + H 2 O -> 2Br 0 + MnO 2 +ОН¯ MnO 4 ¯ + 2H 2 O +3ē -> MnO 2 +4ОН¯ 2 (восстановление) 2Br¯ - 2ē -> 2Br 0 3 (окисление ) 2MnO 4 ¯ + 4H 2 O + 6Br¯ -> 2MnO 2 +8ОН¯ + 6Br 0

1. О.С. Габриелян. Настольная книга учителя. Химия.11 класс: часть I. М:«Дрофа», Лидин Р.А. Справочник школьника. М: «АСТ-ПРЕСС», Г.М. Крючкова. Неорганическая химия. М: «Медицина» Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия