Окислительно-восстановительные реакции

1. Na2SO3 + NaClO3 → Na2SO4 + …
Расставим степени окисления элементов:
Na+12S+4O-23 + Na+1Cl+5O-23 → Na+12S+6O-24 + …
Свою степень окисления меняют сера (S+4 → S+6, повышает свою степень окисления) и хлор (Cl+5 → Cl- понижает свою степень окисления).
а) Расставим коэффициенты методом электронного баланса
Составим электронные уравнения:
S+4 - 2ē = S+663 – процесс окисление; Na2SO3 - восстановитель
Cl+5 + 6ē = Cl-21 – процесс восстановления; NaClO3 - окислитель
Количество отданных электронов должно быть равно количеству принятых, суммарное уравнение с учетом коэффициента 3:
3 S+4 + Cl+5 = 3 S+6 + Cl-
В молекулярном виде:
3Na2SO3 + NaClO3 = 3Na2SO4 + NaCl
б) Расставим коэффициенты методом полуреакций, учитывая, что среда нейтральная:
SO32- + H2O - 2ē = SO42- + 2H+63
ClO3- + 3H2O +6 ē = Cl- + 6OH-2 1
Умножая первую полуреакцию на коэффициент 3, получаем суммарное уравнение:
3 SO32- + 3H2O + ClO3- + 3H2O = 3 SO42- + 6H+ + Cl- + 6OH-
3 SO32- + 6H2O + ClO3- = 3 SO42- + 6H2О + Cl-
Сокращая левую и правую части уравнений на 6H2О, получаем:
3 SO32- + ClO3- = 3 SO42- + Cl-
В молекулярном виде:
3Na2SO3 + NaClO3 = 3Na2SO4 + NaCl
Величину E0 рассчитывают как разность стандартных электродных окислительно-восстановительных потенциалов окислителя Е0окисл и восстановителя Е0восст
Рассчитаем ЭДС реакции :
ЭДС = Е 0 ок – Е 0 восст
Окислитель в нашей реакции NaClO3, значит стандартный потенциал системы ClO3- + 3H2O +6 ē = Cl- + 6OH-
Е0(ClO3-, Н2О / Cl-, OH-) = 0,63В ( из справочных данных)
Восстановитель Na2SO3, значит стандартный электродный потенциал системы
SO32- + H2O - 2ē = SO42- + 2H+
Е 0 восст = Е 0(SO42-, H+/ SO32-, H2O ) = 0,22 В
ЭДС = Е 0 ок – Е 0 восст = 0,63 -0,22 = 0,41 В > 0, реакция протекает в прямом направлении
Для протекания реакции , необходимо, чтобы Е 0 ок > Е 0 восст
Данная реакция относится к реакциям межмолекулярного окисления-восстановления, когда, взаимодействуют два вещества, одно из которых – окислитель; а другое - восстановитель.
2 . Mn(NO3)2 + BaO2 + KOH → K2MnO4 +….
Расставим степени окисления элементов:
Mn+2(N+5O-23)2 + Ba+2O-12 + KOH → K+12Mn+6O-24 +
Свою степень окисления меняют марганец (Mn+2 → Mn+6, повышает, проявляя восстановительные свойства); кислород (O-1→ O-2, понижает, проявляя окислительные свойства).
а) Расставим коэффициенты методом полуреакций, учитывая, что среда щелочная:
Mn+2 + 8OH- - 4ē = MnO42- + 4H2O 2 1 - окисление
BaO2 + H2O + 2 ē = 2OH- + BaO 4 2 - восстановление
Mn(NO3)2 – восстановитель; BaO2 - окислитель
Умножая вторую полуреакцию на 2, получаем суммарное уравнение:
Mn+2 + 8OH- + 2BaO2 +2 H2O = MnO42- + 4H2O + 4OH- + 2BaO
Сокращая левую и правую части на 4OH- и 2 H2O, получаем:
Mn+2 + 4OH- + 2BaO2 = MnO42- + 2H2O + 2BaO
В молекулярном виде:
Mn(NO3)2 + 2BaO2 + 4KOH → K2MnO4 + 2H2O + 2BaO + 2KNO3
б) Расставим коэффициенты методом электронного баланса
Mn+2 - 4ē = Mn+621 – окисление; Mn(NO3)2 - восстановитель
2 O-1 + 2ē = 2O-242 – восстановление; BaO2 – окислитель
Mn+2 + 4 O-1 = Mn+6 + 4 O-2
В молекулярном виде:
Mn(NO3)2 + 2BaO2 + 4KOH → K2MnO4 + 2H2O + 2BaO + 2KNO3
3