Уравнивание ОВР

 

Рассмотрим два наиболее распространненых метода составления уравнений для реакций окисления-восстановления.

1. Метод баланса степеней окисления.Для нахождения коэффициентов учитывают правило, согласно которому суммарное изменение степеней окисления окислителя и восстановителя в реакции равно нулю; то есть повышение степени окисления восстановителя равно ее понижению у окислителя.

Пример 3. Составьте уравнение окислительно-восстановительной реакции:

_{+7 +3 +2 +5}

KMnO₄ + H₃PO₃ + H₂SO₄ ® MnSO₄ + H₃PO₄ + K₂SO₄ + H₂O .

 

Решение. Вычисляем, как изменяют свою степень окисления восстановитель и окислитель, и отражаем это в схемах процессов окисления и восстановления:

 

восстановитель 5 P⁺³ ® P⁺⁵ , Dw = (+5) - ( +3) = +2 процесс окисления,

окислитель 2 Mn⁺⁷ ® Mn⁺² , Dw = (+2) - ( +7) = -5 процесс восст-ния.

 

Изменение степеней окисления (Dw_В) восстановителя должно быть равно изменению степени окисления (Dw_ок) окислителя. Общее наименьшее кратное для изменения степеней окисления Dw_В и Dw_ок равно десяти. Разделив это число на 5, получим коэффициент 2 для окислителя и продукта его восстановления, а при делении 10 на 2 получаем коэффициент 5 для восстановителя и продукта его окисления. Коэффициенты перед веществами, атомы которых не меняют свою степень окисления, находят подбором. Уравнение реакции будет иметь следующий вид:

 

2КMnO₄ + 5H₃PO₃ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄+ 5H₃PO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O.

Пример 4. Составьте уравнение реакции взаимодействия цинка с концентрированной серной кислотой, принимая максимальное восстановление последней.

Решение. Цинк, как любой металл, проявляет только восстановительные свойства. В концентрированной серной кислоте окислительную функцию несет сера (+6). Максимальное восстановление серы означает, что она приобретает минимальную степень окисления. Минимальная степень окисления серы как р-элемента VI А группы равна -2. Цинк, как металл II В группы, имеет постоянную степень окисления +2. Отражаем это в схемах:

 

восстановитель 4 Zn ® Zn⁺² , Dw = +2 процесс окисления,

окислитель 1 S⁺⁶ ® S^-2 , Dw = -8 процесс восстановления.

 

Составляем уравнение реакции: 4Zn + 5H₂SO₄= 4ZnSO₄ + H₂S+ 4H₂O.

 

Перед H₂SO₄ стоит коэффициент 5, а не 1, так как еще четыре молекулы кислоты идут на связывание четырех ионов Zn²⁺ (то есть H₂SO₄ - и окислитель, и среда реакции). Далее по балансу атомов водорода определяют количество (моль) воды. Для проверки правильности подобранных коэффициентов подсчитывают баланс кислорода.