Ионно-электронный метод составления ОВР

Классификация ОВР

1. Реакции межмолекулярного окисления-восстановления - окислитель и восстановитель входят в состав разных веществ:

2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃

восст. окисл.

2. Реакции диспропорционирования - элемент в промежуточной степени окисления является окислителем и восстановителем:

2KOH + Cl₂ = KCl + KClO + H₂O

3HNO₂ = HNO₃ + 2NO + H₂O

В этих реакциях хлор и N⁺³ являются окислителями и восстановителями.

3. Реакции внутримолекулярного окисления-восстановления - окислитель и восстановитель входят в состав одного вещества:

2KClO₃ 2KCl + 3O₂

NH₄NO₃ N₂O + 2H₂O

В этих реакциях О^-2, Cl⁺⁵ и N^-3, N⁺⁵ являются соответственно восстановителями и окислителями.

Следует отметить, что направление протекания ОВР и характер продуктов реакции зависят от окислительно-восстановительных свойств реагирующих веществ и характера среды (кислая, нейтральная или щелочная). Например, перманганат калия KMnO₄, который проявляет только окислительные свойства, при переходе от кислой к нейтральной и щелочной среде образует разные продукты восстановления и его окислительно-восстановительный потенциал уменьшается:

pH < 7: MnO₄^- + 5e ® Mn⁺² (бесцветный) Е⁰ = +1,51 в

pH = 7: MnO₄^- + 3e ® MnO₂ (коричневый) Е⁰ = +0,60 в

pH > 7: MnO₄^- + 1e ® MnO₄^-2 (зеленый) Е⁰ = +0,56 в

Соединения хрома (VI) являются сильными окислителями в кислой среде (Е⁰ = +1,33 в), восстанавливаются до Cr⁺³, а соединения хрома (III) в щелочной среде проявляют восстановительную способность (Е⁰ = -0,13 в), окисляясь в соединения хрома (VI).

pH £ 7: Cr₂O₇^2- + 6e ® 2Cr⁺³ (синий)

pH > 7: CrO₄^2- + 3e ® [Cr(OH)₆]^3- (зеленый)

Пероксид водорода Н₂О₂, содержащий кислород в промежуточной степени окисления -1, проявляет окислительные или восстановительные свойства, и в зависимости от рН раствора изменяются его электродный потенциал и продукты, до которых он восстанавливается или окисляется.

Н₂О₂ - окислитель:

рН > 7: Н₂О₂ + 2Н⁺ + 2e® 2Н₂О

рН ³ 7: Н₂О₂ + 2e® 2ОН^-

Н₂О₂ - восстановитель:

рН > 7: Н₂О₂ - 2e® О₂+ 2Н⁺

рН ³ 7: Н₂О₂ + 2ОН^- - 2e® О₂ + 2Н₂О

Таким образом, для правильного написания ОВР следует обязательно учитывать условия протекания данной реакции.

Ионно-электронный метод (или метод полуреакций) используется для составления ОВР протекающих в растворах. Основан он на составлении отдельных полуреакций для процессов восстановления и окисления в виде ионно-молекулярных уравнений. При этом необходимо учитывать правила написания ионных уравнений реакций: сильные электролиты записываются в виде ионов, а слабые электролиты и малорастворимые вещества - в виде молекул.