Метод электронного баланса

По молекулярным формулам в схеме окислительно-восстановительной реакции определите, и расставьте степени окисления атомов всех элементов до и после реакции:

+1+7-2 +1+4-2 +1+6-2 +1+6-2 +2+6-2 +1-2

KMnO₄ + K₂SO₃ + H₂SO₄ → K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O.

Определите атомы элементов, степени окисления которых изменяются в результате реакции (изменяется степень окисления марганца с +7 до +2 и степень окисления серы с +4 до +6). Запишите символы этих элементов один под другим и укажите степени их окисления до реакции. Отступив немного правее, через знак «→» запишите символы этих же элементов с указанием степеней их окисления после реакции:

 

 

Если элемент, изменивший степень окисления, имел какой-либо индекс, то перенесите его в схему электронного уравнения и поставьте в качестве коэффициента. Атом элемента с индексом может находится в молекуле сложного или простого вещества (например: Fe ₂ (SO₄)₃, Br ₂).

индексы

Составьте электронные уравнения, расставив числа отданных и принятых электронов, учитывая правила: если степень окисления элемента в результате реакции повышается, то он отдает электроны, если понижается – принимает:

Mn⁺⁷ + 5ē → Mn⁺²; S⁺⁴ - 2ē → S⁺⁶.

Для чисел отданных и принятых электронов найдите наименьшее общее кратное, а по нему – коэффициенты для атомов каждого элемента:

^{коэффициенты} +7 +2 ^{наименьшее общее кратное}

2 Mn + 5ē → Mn восстановление

окислитель 10

+4 +6

5 S - 2ē → S окисление

восстановитель

Составьте суммарное уравнение процесса, просуммируйте левую часть первой схемы с левой частью второй схемы расставляя коэффициенты; затем просуммируйте правую часть первой схемы с правой частью второй схемы, расставляя коэффициенты.

2 Mn⁺⁷ + 5ē → Mn+²

5 ^S+4 − 2ē → S⁺⁶

Σ: 2Mn⁺⁷ + 5S⁺⁴ → 2Mn⁺² + 5S⁺⁶

Найденные в правой части суммарного уравнения коэффициенты расставьте в правую часть схемы окислительно-восстановительной реакции.

Затем найдите коэффициенты обычным подбором сначала для атомов металлических, а затем для атомов неметаллических элементов в обеих частях схемы, кроме атомов водорода и кислорода. После этого подберите коэффициенты для атомов водорода:

KMnO₄ + K₂SO₃ + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2MnSO₄ + H₂O.

Для соединения K₂SO₄, находящегося в правой части схемы в электронном уравнении, найден коэффициент «5», но, так как в левой части схемы атомы калия входят в состав двух исходных соединений, то этот коэффициент в правой части схемы нужно уточнить на основании закона сохранения масс и поставить перед формулой K₂SO₄ в правой части схемы другой коэффициент, расставив найденный коэффициент «5» для атома серы в соединении Na₂SO₃ в левой части схемы (при расстановке коэффициентов будьте внимательны!):

2KMnO₄ + 5K₂SO₃ + 3H₂SO₄ → 6K₂SO₄ + 2MnSO₄ + H₂O.

Проверьте правильность подбора коэффициентов, подсчитав число атомов кислорода в левой и правой частях схемы окислительно-восстановительной реакции. Если число атомов кислорода в обеих частях схемы одинаково, то коэффициенты подобраны правильно (в нашем примере в обеих частях схемы по 35 атомов кислорода).

Укажите в электронных уравнениях окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления, на основании следующих правил:

окислитель – частица, принимающая, электроны;

восстановитель – частица, отдающая электроны;

процесс окисления – процесс отдачи электронов;

процесс восстановления – процесс принятия электронов.

Найдите в схеме реакции вещество-окислитель и вещество-восстановитель (окислитель KMnO₄, восстановитель K₂SO₃).