Реакции в щелочной среде

Реакции в нейтральной среде

3K₂S^IVO₃ + 2KMn^VIIO₄ + H₂O ® 3K₂S^VIO₄ +2Mn^IVO₂¯ + 2KOH

электронный баланс

S^IV – 2ē ® S^VI
Mn^VII + 3ē ® Mn^IV

метод полуреакций:

MnO₄^1- + 2H₂O + 3ē ® MnO₂+ 4OH^-
SO₃^2- + 2OH^- - 2ē ® SO₄^2-+ H₂O

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

2MnO₄^- + 4H₂O + 3SO₃^2- + 6OH^- ® 2MnO₂ + 8OH^- + 3SO₄^2- + 3H₂O

или 2MnO₄^- + H₂O + 3SO₃^2- ® 2MnO₂ + 2OH^- + 3SO₄^2-

Фиолетовый раствор KMnO₄ после окончания реакции обесцвечивается и наблюдается выпадение бурого осадка.

K₂S^IVO₃ + 2KMn^VIIO₄ + 2KOH ® K₂S^VIO₄ +2K₂Mn^VIO₄ + H₂O

электронный баланс

S^IV – 2ē ® S^VI
Mn^VII + 1ē ® Mn^VI

метод полуреакций:

SO₃^2- + 2OH^- - 2ē ® SO₄^2-+ H₂O
MnO₄^1- + ē ® MnO₄^2-

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––

SO₃^2- + 2OH^- + 2MnO₄^- ® SO₄^2- + H₂O + 2MnO₄^2-

Фиолетовый раствор KMnO₄ превращается в зеленоватый раствор K₂MnO₄.

Таким образом,

Реакции с дихроматом калия в качестве окислителя

Степень окисления хрома понижается с VI до III. Наблюдается изменение окраски реакционной массы с желто-оранжевого цвета до зеленого или фиолетового.

K₂Cr₂^VIO₇ + 3H₂S^-II + 4H₂SO₄ ® K₂SO₄ + Cr₂^III(SO₄)₃ + 3S⁰¯ + 7H₂O

электронный баланс:

2Cr^VI+ 6ē ® 2Cr^III
S^-II - 2ē ® S⁰

метод полуреакций:

Cr₂O₇^2-+ 14H⁺ + 6ē ® 2Cr³⁺+ 7H₂O
H₂S⁰- 2ē ® S⁰+ 2H⁺

––––––––––––––––––––––––––––––––––

Cr₂O₇^2-+ 8H⁺+ 3H₂S ® 2Cr³⁺+ 7H₂O + 3S⁰

K₂Cr₂^VIO₇ + 6Fe^IISO₄ + 7H₂SO₄ ® 3Fe₂^III(SO₄)₃ + K₂SO₄ + Cr₂^III(SO₄)₃ + 7H₂O

электронный баланс:

2Cr^VI+ 6ē ® 2Cr^III
Fe^II – ē ® Fe^III

метод полуреакций:

Cr₂O₇^2-+ 14H⁺ + 6ē ® 2Cr³⁺+ 7H₂O
Fe²⁺- ē ® Fe³⁺

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––

6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2-+ 14H⁺ ® 2Cr³⁺+ 6Fe³⁺ + 7H₂O

K₂Cr₂^VIO₇ + 14HCl^-I ® 3Cl₂⁰ + 2KCl + 2Cr^IIICl₃ + 7H₂O

электронный баланс:

2Cr^VI+ 6ē ® 2Cr^III
2Cl^-I – 2ē ® Cl₂⁰

метод полуреакций:

Cr₂O₇^2-+ 14H⁺ + 6ē ® 2Cr³⁺+ 7H₂O
2Cl^1- - 2ē ® Cl₂⁰

–––––––––––––––––––––––––––––––––––

Cr₂O₇^2-+ 6Cl^- + 14H⁺® 2Cr³⁺+ 3Cl₂⁰ + 7H₂O

Пероксид водорода в окислительно-восстановительных реакциях

1. Обычно пероксид водорода используют как окислитель:

H₂O₂ + 2HI^-^I ® I₂⁰ + 2H₂O

электронный баланс:

2I^-- 2ē ® I₂⁰
[O₂]²^- + 2ē ® 2O²^-

метод полуреакций:

2I^-- 2ē ® I₂⁰
H₂O₂ + 2H⁺ + 2ē ® 2H₂O

––––––––––––––––––––––

2I^- + H₂O₂ + 2H⁺ ® I₂ + 2H₂O

2. При действии сильных окислителей пероксид водорода может окисляться, образуя кислород и воду.

5H₂O₂ + 2KMn^VIIO₄ + 3H₂SO₄ ® 5O₂⁰ + K₂SO₄ + 2Mn^IISO₄ + 8H₂O

электронный баланс:

[O₂]²^- - 2ē ® O₂⁰
Mn^VII+ 5ē ® Mn^II

метод полуреакций:

MnO₄^- + 8H⁺ + 5ē ® Mn²⁺ + 4H₂O
H₂O₂ - 2ē ® O₂ + 2H⁺

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

2MnO₄^- +5H₂O₂ +16H⁺ ® 2Mn²⁺ +8H₂O +5O₂ +10H⁺

или 2MnO₄^- + 5H₂O₂ + 6H⁺ ® 2Mn²⁺ + 8H₂O + 5O₂

В ходе окислительно-восстановительной реакции происходит переход электронов от одного элемента к другому – соответственно различают
окисление (присоединение электронов) и восстановление (отдача электронов).

Вещество (или ион), атомы которого отдают электрон(ы), называется восстановителем, само вещество при этом окисляется (его степень окисления возрастает).

Вещество (или ион), которое присоединяет электроны, называется окислителем, само вещество при этом восстанавливается, (его степень окисления понижается).

2 Zn(тв) + O₂ (г) ® 2 ZnO(тв)

0 II
2 Zn – 2×2 e^– ® 2 Zn²⁺
восстановитель окисляется

0 -II
O₂ + 4e^– ® 2 O^2–
окислитель восстанавливается

Если металлический стержень (электрод) поместить в раствор, содержащий ионы данного металла (например, медную проволоку в раствор сульфата меди), то между поверхностью металла и раствором возникнет электрический потенциал.

Величина потенциала зависит от свойств металла, концентрации его ионов в растворе и температуры раствора.

Так как этот потенциал трудно измерить «абсолютно», то пользуются сравнением с каким-либо определенным электродом.

В качестве электрода сравнения выбран стандартный водородный электрод, потенциал которого по соглашению принимается равным нулю.

Потенциалы других электродов, измеренные относительно водородного электрода в стандартном состоянии называют стандартными окислительно-восстановительными потенциалами (E⁰ или e⁰, В) или стандартными потенциалами.

Стандартные условия: 25 °C (298,15 K)

Электролит – раствор 1 M HCl (H⁺, 1 M)

Давление водорода 1 атм

Концентрация ионов Meⁿ⁺ составляет 1 M

Платина не участвует в реакции, необходима лишь для обеспечения контакта (т.н. инертный электрод)