Составление уравнений ОВР методом полуреакций

Mетод полуреакций основан на составлении уравнений процессов окисления и восстановления с помощью ионов и молекул, реально существующих в растворе. Этот метод используется для записи ОВР, протекающих в водных растворах.

Следует иметь в виду, что в водных растворах связывание избыточного кислорода и присоединение его восстановителем происходит по-разному в кислой, нейтральной и щелочной средах в соответствии со следующими правилами:

1) если исходные вещества полуреакции содержат больше атомов кислорода, чем продукты реакции, то в кислых растворах кислород связывается протонами водорода в воду, а в нейтральных и в щелочных средах молекулами воды в гидроксид-ионы:

O^2-+2H⁺ = H ₂O

O^2-+HOH = 2OH^-

2) если исходные вещества полуреакции содержат меньше атомов кислорода, чем образующие, то недостаток их восполняется в кислых и нейтральных растворах за счет молекул воды, а в щелочных за счет гидроксид-ионов:

H₂O = O^2-+2H⁺

2OH^- = O^2-+ H₂O

Используем метод полуреакций для записи реакции взаимодействия сульфита натрия с перманганатом калия в кислой среде.

Для расстановки коэффициентов выполняем следующие действия.

1. Записываем полное ионно-молекулярное уравнение реакции. При этом, сильные электролиты записываем в виде ионов, а слабые электролиты, газы и малорастворимые вещества – в виде молекул:

2. Записываем полуреакции окисления и восстановления, уравниваем число атомов кислорода и водорода, алгебраическую сумму зарядов слева и справа в полуреакциях.

Чтобы связать 4 моль атомов кислорода, требуется 8 моль атомов водорода (процесс идет в кислой среде):

Уравниваем алгебраическую сумму зарядов слева и справа с помощью определенного числа электронов, которые участвуют в процессе:

Чтобы получить 1 моль атомов кислорода для окисления SO₃^2-до SO₄^2-, требуется 1 моль молекул H₂O (процесс идет в кислой среде):

Уравниваем алгебраическую сумму зарядов слева и справа:

3. Уравниваем число электронов в полуреакциях окисления и восстановления с помощью дополнительных коэффициентов (как в методе электронного баланса). С учетом этих коэффициентов записывают сокращенное ионно-молекулярное уравнение ОВР:

4. Записываем молекулярное уравнение ОВР:

Метод полуреакций позволяет определить все продукты окислительно-восстановительной реакции.

Составим уравнения реакций взаимодействия сульфита натрия Nа₂SO₄ с перманганатом калия КМпО₄ в нейтральной и щелочной среде.

В нейтральной среде:

В щелочной среде: