Загрузка...

Інші завдання дивись тут...

Пропонуються два алгоритми складання

електронного балансу.

Сірим кольором даються відповіді,

а зеленим кольором - пояснення.

Знаємо, розуміємо

1. Сформулюйте визначення окисника та відновника, процесів окиснення й відновлення. Окисник — це частинка (атом чи йон), що приєднує електрони. Ступінь окиснення окисника в ході окисно-відновної реакції завжди зменшується. Відновник — це частинка (атом чи йон), що віддає електрони. Ступінь окиснення відновника в ході окисно-відновної реакції завжди збільшується.

 

Застосовуємо

Вправа 84. Перетворіть схеми окисно-відновних реакцій на рівняння. До кожного рівняння визначте тип реакції за відомими вам класифікаціями, складіть електронний баланс, зазначте окисник і відновник, процеси окиснення та відновлення.

а) Cu + O2 -> CuO

Тип реакції: сполучення, окисно-відновна.

I спосіб

Cu0 + O20 -> Cu+2O-2

відновник Cu0 -2e -> Cu+2    │4│2 - процес окиснення

окисник   O20 + 4e -> 2O-2   │  │1 - процес відновлення 

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Купрума та Оксигену. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 2 і 4. Це число 4, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 2 і 4, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Купруму і Оксигену. Множники 2 і 1 є шуканими коефіцієнтами. Зрівнювати потрібно починати з тієї сторони, де більше речовин, або з тієї сторони, де є проста речовина. Перед міддю у молекулярному рівнянні ставимо коефіцієнт 2, а перед киснем — 1, який зазвичай не пишемо.

2Сu + O2 = CuO

Добираємо коефіцієнт для купрум (І) оксиду. Він становить 2. Правильно записане рівняння:

2Cu + O2 = 2CuO 

II спосіб

Cu0 + O20 -> Cu+2O-2

відновник Cu0 -2e -> Cu+2    2х 2 - процес окиснення

окисник   O20 + 4e -> 2O-2   4х 1 - процес відновлення 

Числа в останньому стовпчику — 2 і 1 — це додаткові множники в схемах відповідних процесів:

2Cu0 -4e -> 2Cu+2

O20 + 4e -> 2O-2  

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

2Cu0 + O20 -> 2Cu+2 + 2O-2

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції: 

2Cu + O2 = 2CuO 

 

б) CuCl2 + Fe -> FeCl2 + …

CuCl2 + Fe = FeCl2 + Cu

Тип реакції: заміщення, окисно-відновна.

І спосіб

Cu+2Cl2-1 + Fe0 = Fe+2Cl2-1 + Cu0

окисник   Cu+2 + 2e -> Cu0    2│2│1 процес відновлення

відновник Fe0 -2e -> Fe2+      2│ │1 процес окиснення

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Купрума та Феруму. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 2 і 2. Це число 2, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 2 і 2, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Купруму і Феруму. Числа 1 є шуканими коефіцієнтами. Коефіцієнти записуємо перед формулами продуктів реакції, що містять елемент, який змінив ступінь окиснення. За необхідності зрівнюємо решта сполук. Правильно записане рівняння:

CuCl2 + Fe = FeCl2 + Cu 

ІІ спосіб

Cu+2Cl2-1 + Fe0 = Fe+2Cl2-1 + Cu0

окисник   Cu+2 + 2e -> Cu0    2│х процес відновлення

відновник Fe0 -2e -> Fe2+      2│х процес окиснення

Додаткові множники дорівнюють 1.

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

Cu+2 + Fe0 -> Cu0 + Fe2+ 

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції:

CuCl2 + Fe = FeCl2 + Cu 

Перевіряємо, чи зрівнялося число атомів елементів, яких не було в схемах окиснення та відновлення. У нашому випадку це Хлор: в обох частинах рівняння записано по 2 атоми.

 

в) АgNO3 -> Ag + NO2+ O2

Тип реакції: розкладу, окисно-відновна.

І спосіб

Аg+1N+5O3-2 -> Ag0 + N+4O2-2 + O20

відновник 2O-2 - 4e -> O20  4│ процес окиснення

окисник Ag+1 + 1e -> Ag0   1│42 процес відновлення 

окисник N+5 + 1e -> N+4    1│ 2 -  процес відновлення

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Оксигену, Аргентуму та Нітрогену. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 4 і 2 (кількість відданих електронів 4 і приєднаних електронів 2). Це число 4, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині. Найменше спільне кратне ділимо почергово на 4 і 2, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Оксигену, Аргентуму і Купруму. Числа 1 і 2 є шуканими коефіцієнтами. Зрівнювати потрібно починати з тієї сторони, де більше речовин, або з тієї сторони, де є проста речовина. Коефіцієнти записуємо перед формулами продуктів реакції, що містять елемент, який змінив ступінь окиснення.

AgNO3 -> 2Ag + 2NO2 + O2

Добираємо коефіцієнти для аргентум (І) нітрату. Він становить 2. Правильно записане рівняння:

2АgNO3 = 2Ag + 2NO2+ O2

ІІ спосіб

Аg+1N+5O3-2 -> Ag0 + N+4O2-2 + O20

відновник 2O-2 - 4e -> O20  4 х 1 процес окиснення

окисник Ag+1 + 1e -> Ag0   1│ х 2 процес відновлення 

окисник N+5 + 1e -> N+4    1 х 2 -  процес відновлення

Числа в останньому стовпчику — 1, 2 і 2 — це додаткові множники в схемах відповідних процесів:

2O-2 - 4e -> O20 

2Ag+1 + 2e -> 2Ag0 

2N+5 + 2e -> 2N+4 

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

2O-2 + 2Ag+1 + 2N+5 ->  O20 2Ag0 2N+4 

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції:

2АgNO3 = 2Ag + 2NO2+ O2

 

г) РН3 + О2 -> Р2О5 + Н2О

Тип реакції: окисно-відновна.

І спосіб

Р-3Н3+1 + О20 = Р2+5О5-2 + Н2+1О-2

відновник  2P-3 - 16e -> 2P+5    16│16процес окиснення

окисник   O20 + 4e -> 2O-2       4│  процес відновлення

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Фосфора та Оксигену. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 16 і 4. Це число 16, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 16 і 4, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Фосфору і Оксигену. Числа 1 і 4 є шуканими коефіцієнтами. Передусім коефіцієнти ставлять перед формулами речовин, у яких ступінь окиснення елемента дорівнює 0. Перед киснем у молекулярному рівнянні пишемо коефіцієнт 4. 

PH3 + 4O2 -> P2O5 + H2O

Добираємо коефіцієнти для решти сполук. Правильно записане рівняння:

2РН3 + 4О2 = Р2О5 + 3Н2О

ІІ спосіб

Р-3Н3+1 + О20 = Р2+5О5-2 + Н2+1О-2

відновник  2P-3 - 16e -> 2P+5  16│x 1 процес окиснення

окисник   O20 + 4e -> 2O-2      4│x 4 процес відновлення

Числа в останньому стовпчику — 1 і 4 — це додаткові множники в схемах відповідних процесів:

2P-3 -16e -> 2P+5

4O20 + 16e -> 8O-2  

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

2P-3 + 4O20 -> 2P+5 + 8О-2

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції (зверніть увагу: 2 атоми Р+5 вже є у складі Р2О5, тому перед формулою цієї сподуки залишається коефіцієнт 1. Вісім атомів О-2 - це 5 атомів у складі Р2О5 і 3 атоми в складі Н2О, тому перед формулою води записуємо коефіцієнт 3):

2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3H2O

Перевіряємо, чи зрівнялося число атомів елементів, яких не було в схемах окиснення та відновлення. У нашому випадку це Гідроген: в обох частинах рівняння записано по 6 атомів. 

 

Вправа 85. Складіть рівняння окисно-відновної реакції за схемою.

NH3 + Br2 -> N2 + НBr

У цій реакції бром є (І), а загальна кількість електронів, що беруть участь в окисно-відновному процесі, дорівнює (ІІ).

  I II

А

Б

В

Г

окисником

відновником

окисником

відновником

1

3

6

7

N-3H3+ + Br20 -> N20 + Н+Br-

відновник  2N-3 - 6e -> N20      6│х процес окиснення

окисник   Br20 + 2e -> 2Br-      2│х процес відновлення

Числа в останньому стовпчику — 1 і 3 — це додаткові множники в схемах відповідних процесів:

2N-3 - 6e -> N20

3Br20 + 6e -> 6Br-

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

2N-3 + 3Br20  -> N20 + 6Br-

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції:  

2NH3 + 3Br2 = N2 + 6НBr.

Перевіряємо, чи зрівнялося число атомів елементів, яких не було в схемах окиснення та відновлення. У нашому випадку це Гідроген: в обох частинах рівняння записано по 6 атомів.

 

Вправа 86. При взаємодії розбавленої нітратної кислоти з міддю утворюються сіль (купрум (ІІ)  нітрат), вода та нітроген (ІІ) оксид. Складіть рівняння реакції та спробуйте розставити коефіцієнти шляхом арифметичного добору. За потреби здійсніть добір коефіцієнтів на основі електронного балансу.

HNO3 + Cu -> Cu(NO3)2 + H2O + NO

I cпосіб

H+1N+5O3-2 + Cu0 -> Cu+2(N+5O3-2)2 + H2+1O-2 + N+2O-2

відновник  Сu0 - 2e -> Cu+2   2│6процес окиснення

окисник   N+5 + 3e -> N+2     3│ процес відновлення 

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Купруму та Нітрогену. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 2 і 3. Це число 6, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 2 і 3, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Купруму і Нітрогену. Числа 3 і 2 є шуканими коефіцієнтами. Зрівнювати потрібно починати з тієї сторони, де більше речовин. Коефіцієнти записуємо перед формулами продуктів реакції, що містять елемент, який змінив ступінь окиснення: 

HNO3 + Cu -> 3Cu(NO3)2 + H2O + 2NO

Добираємо коефіцієнти для решти сполук. Правильно записане рівняння:

8HNO3 + 3Cu = 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO

ІІ спосіб

H+1N+5O3-2 + Cu0 = Cu+2(N+5O3-2)2 + H2+1O-2 + N+2O-2

відновник  Сu0 - 2e -> Cu+2   2│х процес окиснення

окисник   N+5 + 3e -> N+2     3│х процес відновлення 

Числа в останньому стовпчику — 3 і 2 — це додаткові множники в схемах відповідних процесів:

3Сu0 - 6e -> 3Cu+2 

2N+5 + 6e -> 2N+2

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

3Сu0 + 2N+5 -> 3Cu+2 + 2N+2

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції (зверніть увагу: коефіцієнт 2 стосується лише NO, тому що частина атомів Нітрогену в йоні NO3 не відновилась, а увійшла до складу солі — купрум (II) нітрату. Обчислюємо загальну кількість атомів Нітрогену в правій частині рівняння: їх є 8 (6 + 2), отже, перед формулою нітратної кислоти записуємо коефіцієнт 8: 

8HNO3 + 3Cu -> 3Cu(NO3)2 + H2O + 2NO

Перевіряємо, чи зрівнялося число атомів елементів, яких не було в схемах окиснення та відновлення. Число атомів Гідрогену в обох частинах різне, урівнюємо його, тому біля H2O записуємо коефіцієнт 4.

8HNO3 + 3Cu = 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO

Число атомів Оксигену в обох частинах однакове: по 24 атоми.

 

Вправа 87. У поданих на «Сторінці ерудита» прикладах окисно-відновних реакцій зазначте окисники та відновники, процеси окиснення й відновлення.

Приклад 1. Окисником і відновником є Хлор. 

Процес окиснення: Cl0 – 5 e -> Cl+5

Процес відновлення: Cl0 + 1e -> Cl-

Тип ОВР: диспропорціювання (самоокиснення-самовідновлення) — реакції, у ході яких й окиснюються, і відновлюються атоми одного хімічного елемента.

Приклад 2. Окисником і відновником є калій нітрат. 

Процес окиснення: 2O-2 – 4 e -> O20

Процес відновлення: N+5 + 2e -> N+3

Тип ОВР: внутрішньомолекулярні окисно-відновні реакції — реакції, окисником і відновником у яких є один і той самий реагент.

Інші завдання дивись тут...  

Загрузка...