Влияние среды на состав продуктов реакции

Влияние кислотности среды на вид продуктов реакции особенно ярко реализуется на примере восстановления перманганатного иона MnO₄^–.

а) в кислой среде, в соответствии с первой схемой, протекает наиболее глубокое восстановление атома марганца: MnO₄^–+ 8H⁺ +5e^-→ Mn²⁺ +4 Н₂О.

При этом образуются соли марганца(II), анион которых зависит от кислоты, создающей кислотную среду. Так, в сернокислотной среде образуется MnSO₄, в солянокислой MnCl₂. Отметим, что металлический марганец образоваться не может, т.к. этот металл в ряду напряжений металлов находится существенно левее водорода и окисляется ионами H⁺.

б) в нейтральной (слабощелочной или слабокислой среде) перманганат-ион восстанавливается до диоксида марганца MnO _{2 ,} выпадающего из раствора в виде черно-бурого осадка: MnO₄^– + 2Н₂О + 3е^-→ MnO₂ + 4ОН^–.

В этом случае происходит существенное защелачивание раствора.

в) в сильно щелочной среде перенос электронов осуществляется с большими затруднениями (из-за большой концентрации отрицательно заряженных ионов ОН^–). Восстановление происходит до манганат- иона MnO₄^2–, имеющего зеленую окраску: MnO₄^– +1е^- → MnO₄^2–

Определенную внимательность надо проявлять при работе с соединениями хрома (VI). Дело в том, что устойчивый в кислотной среде дихромат-ион Cr₂O₇^2–,имеющий свойства сильного окислителя, в щелочной среде, без изменения степени окисления, превращается в хромат-ион CrO₄^2–, проявляющий очень слабые окислительные свойства:

Cr₂O₇^2– + 2ОН^– → 2CrO₄^2– + Н₂О.

Напротив, хромат в кислотной среде образует дихромат:

2CrO₄^2– + 2Н⁺→ Cr₂O₇^2– + Н₂О

В кислой среде ион Cr₂O₇^2– восстанавливается до ионов Cr³⁺:

Cr₂O₇^2– + 14H⁺ +6e^-→2Cr³⁺ +7 Н₂О.

В зависимости от конкретного восстановителя и реальных кислотно-основных параметров раствора хром может восстанавливаться или до осадка Cr(OН)₃, или, вследствие амфотерных свойств соединений хрома (III), до растворимого комплексного аниона [Cr(OH)₆ ]^3–. В любом случае, степень окисления в продуктах восстановления хрома всегда будет равна +3.

С другой стороны, если окисление соединений хрома проводится в щелочной среде, то продуктов окисления будут хромат- ионы CrO₄^2–, если же окисление происходит в кислотной среде, то будут образовываться ионы Cr₂O₇^2–.