Для заданной ОВР с участием сложных веществ

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) - это реакции, протекающие с изменением степеней окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ.
В каждой ОВР происходят два противоположных, но взаимосвязанных процесса:
1). Окисление – это процесс отдачи электронов атомом, молекулой или ионом. При окислении степень окисления повышается. Атом, молекула или ион, отдающие электроны, называется восстановителем.
2). Восстановление - это процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом. При восстановлении степень окисления понижается. Атом, молекула или ион, присоединяющие электроны, называется окислителем.
В любой ОВР процессы окисления и восстановления могут протекать только одновременно. Окислитель при этом восстанавливается, а восстановитель окисляется. Число электронов, отдаваемых восстановителем, равно числу электронов, присоединяемых окислителем.
Метод электронного баланса позволяет проводить подбор коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций. Подробно рассмотрим применение этого метода на примере заданной реакции:
Запишем схему процесса
KBr + KBrO3 + H2SO4 → Br2 + K2SO4 + H2O
Определим степени окисления всех атомов, входящих в состав реагирующих веществ и продуктов реакции:
K+1Br-1 + K+1Br+5O3-2 + H2+1S+6O4-2 → Br20 + K2+1S+6O4-2 + H2 +1O-2
В ходе реакции изменяются степени окисления у элемента брома в разных веществах . Запишем изменения степеней окисления электронными уравнениями
2Br-1 -2е → Br20 │10│5 восстановитель, процесс окисления
2Br+5 +10е → Br20 │2 │1 окислитель, процесс восстановления
2*5Br-1 + 2*1Br+5 → 1*5Br20 + 1*1Br20
10Br-1 + 2Br+5 → 5Br20 + Br20
Методом «полукреста» переносим коэффициенты отданных и принятых электронов в уравнении и делим на общее кратное число, т.е на 2. Отсюда получили дополнительные общие коэффициенты 5 и 1, которые необходимо умножить, на каждый член электронного уравнения
Преобразуем уравнение
10Br-1 + 2Br+5 → 6Br20
5Br-1 + Br+5 → 3Br20 – общее электронное уравнение
Находим остальные коэффициенты в ОВР
5KBr + KBrO3 + 3H2SO4 → 3Br2 + 3K2SO4 + 3H2O
Восстановитель окислитель Продукт окисления и восстановления
Таким образом, KBr – восстановитель, где бром повышает свою степень окисления от -1 до 0, в процессе передачи электронов; KBrO3 – окислитель, где бром понижает степень окисления от +5 до 0, в процессе отдачи электронов.
Данная реакция относится к типу межмолекулярных ОВР, т.к элементы окислителя и восстановителя входят в состав молекул разных веществ: KBr – восстановитель; KBrO3 – окислитель
Частным случаем межмолекулярной ОВР, в которых окислителем и восстановителем является один и тот же элемент в разных веществах с разными степенями окисления, и переходят к общей промежуточной степени окисления, называют конпропорционированием.
Возможность и направления протекания данной ОВР оценивают по величине ЭДС (∆φ)
Математическое выражение: ∆φ = φ0ок-ля - φ0вост-ля
Если ∆φ>0 реакция протекает в прямом направлении в соответствии с записью уравнения реакции.
Если ∆φ<0 реакция протекает в обратном направлении согласно записи уравнения реакции.
Если ∆φ=0 то система находится в состоянии устойчивого химического равновесия