Н.В.Горбенко
Методы составления
уравнений ОВР
протонно-
кислородного
баланса
Электронно-
ионный
Электронного
баланса
Н.В.Горбенко
С +2 О -2 + Fe 2 +3 О 3 -2 → С +4 О 2 -2 + Fe 0
вос-ль ок-ль
3
3
2
2
Fe +3 + 3 ē →
Fe 0 восстановление (в.п.)
С +2 -2 ē →
С +4 окисление (о.п.)
3
Н.В.Горбенко
Н.В.Горбенко
1
FeSO 4 + Br 2 + H 2 SO 4 =
Fe 2 (SO 4 ) 3 + HBr
2
2
Н.В.Горбенко
2
Mn(OH) 2 + Cl 2 + KOH = MnO 2 +
KCl + H 2 O
2
2
2
Н.В.Горбенко
3
SO 2 + Br 2 + H 2 O = H 2 SO 4 +
HBr
2
2
Н.В.Горбенко
4
Fe(OH) 2 + Br 2 + KOH = Fe(OH) 3 +
2
2
2
2
KBr
Н.В.Горбенко
5
KCrO 2 + Br 2 + KOH =
K 2 CrO 4 + KBr + H 2 O
2
8
4
2
6
3
Н.В.Горбенко
6
Na 2 CrO 4 + NaCl + H 2 O
NaCrO 2 + Cl 2 + NaOH =
2
6
2
8
4
3
Н.В.Горбенко
7
H 2 S + Cl 2 + H 2 O = H 2 SO 4 +
4
4
HCl
8
Н.В.Горбенко
8
Pt, t
NH 3 + O 2 = NO +
H 2 O
5
4
4
6
Н.В.Горбенко
9
MnO 2 + O 2 + KOH = K 2 MnO 4 +
H 2 O
2
4
2
2
Н.В.Горбенко
10
K 2 MnO 4 + Cl 2 = KMnO 4 +
2
KCl
2
2
Н.В.Горбенко
11
16+14+24 = 54
6+32+16 = 54
Fe(CrO 2 ) 2 + O 2 + K 2 CO 3 = Fe 2 O 3 + K 2 CrO 4 +
8
7
8
4
2
8
+ CO 2 ↑
Н.В.Горбенко
12
HCl+ KMnO 4 = Cl 2 ↑ +
2
16
KCl + MnCl 2 + H 2 O
2
8
2
5
Посмотрите опыт 1а
Посмотрите опыт 1б
Н.В.Горбенко
13
MnO 2 + HCl =
4
Cl 2 + MnCl 2 + H 2 O
2
Н.В.Горбенко
14
MnO 2 + KI + H 2 SO 4 = I 2 +
2
2
+ MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O
2
Н.В.Горбенко
15
K 2 MnO 4 + K 2 S + H 2 SO 4 = S +
4
2
2
+ MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O
4
3
Н.В.Горбенко
16
H 2 S + KMnO 4 + H 2 SO 4 = S +
K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O
2
8
2
5
5
3
Н.В.Горбенко
17
FeSO 4 + KMnO 4 + H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4 ) 3 +
5
2
8
10
+ MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O
2
8
10
2
Н.В.Горбенко
18
KMnO 4 + SO 2 + H 2 O = H 2 SO 4 +
2
2
2
5
+ MnSO 4 + K 2 SO 4
2
Опыт
Н.В.Горбенко
19
KMnO 4 + K 2 SO 3 + H 2 O =
2
3
= MnO 2 + K 2 SO 4 + KOH
2
2
3
Опыт
Н.В.Горбенко
20
2
KMnO 4 + KNO 2 + H 2 O =
3
2
2
= MnO 2 + KNO 3 + KOH
3
Н.В.Горбенко
21
K 2 Cr 2 O 7 + HI + H 2 SO 4 = I 2 +
6
4
3
+ K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O
7
Н.В.Горбенко
22
CrCl 3 + NaClO + NaOH = Na 2 CrO 4 +
2
2
3
10
+ NaCl + H 2 O
5
9
Н.В.Горбенко
23
3
3
FeSO 4 + KClO 3 + H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4 ) 3 +
KCl + H 2 O
6
3
Н.В.Горбенко
24
H 2 O
HIO 3 + H 2 S = S + HI +
3
3
3
Н.В.Горбенко
25
HIO 3 + HI = I 2 +
2
H 2 O
10
6
6
5
3
3
Н.В.Горбенко
26
FeSO 4 + NaClO + NaOH + H 2 O = Fe(OH) 3 +
4
2
2
+ NaCl + Na 2 SO 4
2
Н.В.Горбенко
27
MnCl 2 + KBrO + KOH = MnO 2 +
KBr + KCl + H 2 O
2
2
Н.В.Горбенко
28
KClO 3 + MnO 2 + KOH = K 2 MnO 4 +
KCl + H 2 O
3
3
3
6
Восстановитель – MnO 2 за счет Mn +4
Окислитель – KClO 3 за счет Cl +5
Н.В.Горбенко
Окислительно-восстановительные реакции
16
3
Cr 2 (SO 4 ) 3 + Br 2 + NaOH =
= Na 2 CrO 4 + NaBr + Na 2 SO 4 + H 2 O
8
3
2
6
2 Cr +3 – 3 e - → Cr +6 окисление
3 Br 2 + 2 e - → 2Br -1 восстановление
Br 2 ─ окислитель
Cr 3+ ─ восстановитель
Восстановитель – Cr 2 (SO 4 ) 3 за счет Cr +3
Метод полуреакций . Он основан на положении, что уравнение овр может быть записано в виде суммы уравнений полуреакций. В одной из них происходит присоединение электронов, в другой – их потеря.
При повышенном содержании кислорода
в кислых и нейтральных средах в процессе участвуют молекулы воды, образуются катионы водорода
Mn 2+ + 4H 2 O – 5e- = MnO 4 + 8H +
в щелочных средах с участием гидроксид-ионов с образованием молекул воды
При пониженном содержании кислорода
Mn 2+ + 8OH - - 4e- = MnO 4 - + 4H 2 O
в кислых средах с участием катионов водорода образуются молекулы воды
SO 4 2- + 2H + + 2e- = SO 3 2- + H 2 O
в щелочных и нейтральных средах с участием молекул воды и образованием гидроксид- ионов
SO 4 2- + H 2 O + 2e- = SO 3 2- + 2OH -
Записать полуреакции
Найти общее количество электронов, участвующих в реакции
Записать суммарное уравнение
Н.В.Горбенко
Н.В.Горбенко
реакция среды
избыток атомов кислорода( n )
кислая
недостаток
атомов кислорода (n)
… + 2 nH + → nH 2 O + ..
нейтральная
… nH 2 O → 2 nH + + …
… nH 2 O → 2nOH - + …
щелочная
… nH 2 O → 2 nH + + …
… nH 2 O → 2nOH - + ..
… 2nOH - →nH 2 O + …
Н.В.Горбенко
- FeSO 4 + K 2 C r 2 O 7 + H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 +H 2 O
Fe 2+ -1e- → Fe 3+ 6 - восстановитель
Cr 2 O 7 2- + 14H + +6e- → 2Cr 3+ + 7H 2 O 1 - окислитель
6 FeSO 4 + K 2 Cr 2 O 7 + 7 H 2 SO 4 → 3 Fe 2 (SO 4 ) 3 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 + 7 H 2 O
2. KClO 3 + FeSO 4 + H 2 SO 4 → KCl + Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O
ClO 3 - + 6H + +6e- → Cl - + 3 H 2 O 1 - окислитель
Fe 2+ -1e- → Fe 3+ 6 - восстановитель
KClO 3 + 6 FeSO 4 + 3 H 2 SO 4 → KCl + 3 Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3 H 2 O
Н.В.Горбенко
- NH 3 + KMnO 4 + KOH → KNO 3 + K 2 MnO 4 +H 2 O
MnO 4 - + 1e- → MnO 4 2 - 8 - окислитель
NH 3 + 9 OH - - 8 e- → NO 3 - + 6 H 2 O 1 - восстановитель
NH 3 + 8 KMnO 4 + 9 KOH → KNO 3 + 8 K 2 MnO 4 + 6 H 2 O
- Cr 2 O 3 + NaNO 3 + KOH → K 2 CrO 4 + NaNO 2 + H 2 O
Cr 2 O 3 + 10OH - - 6e- → 2CrO 4 2- + 5H 2 O 1 - восстановитель
NO 3 - + H 2 O + 2e- → NO 2 - + 2OH - 3 - окислитель
Cr 2 O 3 + 3 NaNO 3 + 4 KOH → 2 K 2 CrO 4 + 3 NaNO 2 + 2 H 2 O
- H 2 SO 3 + CL 2 + H 2 O → H 2 SO 4 + HCl
SO 3 2- + H 2 O - 2e- → SO 4 2- + 2H + 1 - восстановитель
Cl 2 + 2e- → 2Cl - 1 - окислитель
H 2 SO 3 + CL 2 + H 2 O → H 2 SO 4 + 2 HCl
Н.В.Горбенко
Задания для самостоятельного выполнения
- MnO 2 + KBr + H 2 SO 4 → Br 2 + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O
- K 2 Cr 2 O 7 + K 2 S +HCl → CrCl 3 + S + KCl + H 2 O
- KI + KBrO 3 + HCl → I 2 + KBr + KCl + H 2 0
- KMnO 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 → O 2 + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O
- Cr 2 O 3 + Br 2 + NaOH → Na 2 CrO 4 + NaBr + H 2 O
- Cr 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O 2 +KOH → K 2 CrO 4 + H 2 0 + K 2 SO 4
- NaBr + MnO 2 + H 2 SO 4 → MnSO 4 + NaSO 4 + Br 2 + H 2 O
- KI + H 2 SO 4 → I 2 + S + K 2 SO 4 + H 2 O
Н.В.Горбенко
Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции:
- KMnO 4 + MnSO 4 + H 2 O → MnO 2 + … + …
- Cr 2 O 3 + … + KOH → KNO 2 + K 2 CrO 4 + …
- KNO 2 + … + H 2 O → MnO 2 + … + KOH
- I 2 + K 2 SO 3 + … → K 2 SO 4 + … + H 2 O
Определите окислитель и восстановитель.
Н.В.Горбенко
СН 3 —СН = СН—СН 2 —СН 2 —СН 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 → СН 3 СООН + CH 3 CH 2 CH 2 COOH + MnSO 4 + K 2 SО 4 + Н 2 О
Виды
связей
Число связей в исходном веществе
С—С
Число связей в продуктах реакции
С—Н
6 связей
Потеряно связей
12 связей
4
Всего
2
10
2
4 или 8ē
Мn +7 + 5ē → Мn +2 8 в.п.
4 связи -2 ē → 8 e 5 о.п.
5СН 3 —СН=СН—СН 2 —СН 2 —СН 3 +8KMnO 4 +12H 2 SO 4 →
5CH 3 COOH+5CH 3 CH 2 CH 2 COOH+8MnSO 4 +4K 2 SO 4 +12H 2 O
Н.В.Горбенко
Алгоритм составления уравнения овр
методом протонно-кислородного баланса ( protoxygen )
KMnO 4 + C 6 H 5 CHCH 2 + H 2 SO 4 → C 6 H 5 COOH + MnSO 4 + CO 2 + K 2 SO 4 + H 2 O
1 . Исходное вещество и продукт реакции, в которое оно трансформируется, в электронных уравнениях записываются в молекулярной форме, если степени окисления атомных частиц в них сложно определить.
C 6 H 5 CHCH 2 0 → C 6 H 5 COOH 0 + CO 2 0
2. Устанавливают материальный баланс атомных частиц в каждом электронном уравнении. При этом недостаток кислорода в правой или левой части электронных уравнений восполняют за счет атомных частиц кислорода (О -2 ), а недостаток водорода – за счет атомных частиц водорода (Н +1 ).
C 6 H 5 CHCH 2 0 + 4О -2 – 10е- → C 6 H 5 COOH 0 + 2Н + + CO 2 0 - окисление
MnO 4 - + 5 e- → Mn 2+ + 4O -2 - восстановление
3. Уравнивают заряды в каждом электронном уравнении за счет электронов.
C 6 H 5 CHCH 2 0 + 4О -2 – 10е- → C 6 H 5 COOH 0 + 2Н + + CO 2 0 1
MnO 4 - + 5 e- → Mn 2+ + 4O -2 - 2
4. Составляют электронный баланс, выравнивая число отданных и присоединенных электронов.
5. Найденные коэффициенты ставят перед формулами соответствующих молекулярных в правой и левой частях уравнения м подбирают коэффициенты перед формулами остальных участников реакции.
2 KMnO 4 + C 6 H 5 CHCH 2 + 3H 2 SO 4 → C 6 H 5 COOH + 2MnSO 4 + CO 2 +H 2 SO 4 + 4H 2 O
Н.В.Горбенко
Составление уравнений
окислительно-восстановительных реакций
в органической химии
реакция горения н-бутана C 4 H 10 + O 2 → CO 2 + H 2 O
метод электронного баланса
Среднее значение степени окисления атома углерода в н-бутане -2,5
4 C -2,5 – 26e- → 4C +4 2 - окисление
O 2 0 + 4e- → 2O -2 13 - восстановление
или расставим степени окисления у каждого атома CH 3 -3 – CH 2 -2 – CH 2 -2 – CH 3 -3
2 C - 3 – 14 e- → 2 C +4 2 - окисление
2 C - 2 – 12 e- → 2 C +4
O 2 0 + 4e- → 2O -2 13 - восстановление
метод протонно-кислородного баланса
C 4 H 10 0 + 8O -2 – 26e- → 4CO 2 0 + 10H + 2 - окисление
O 2 0 + 4e- → 2O -2 13 - восстановление
2 C 4 H 10 + 13O 2 → 8CO 2 + 10H 2 O
Н.В.Горбенко
C 6 H 12 O 6 + KMnO 4 + H 2 SO 4 → CO 2 + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O
метод электронного баланса
Рассчитаем среднюю степень окисления углерода в глюкозе: C 6 0 H 12 +1 O 6 -2
6C 0 – 24e- → 6C +4 5 - окисление
Mn +7 +5e- → Mn +2 24 - восстановление
метод полуреакций
C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O -24e- → 6CO 2 + 24H + 5 - окисление
MnO 4 - + 8H + + 5e- → Mn 2+ + 4H 2 O 24 - восстановление
5 C 6 H 12 O 6 + 30 H 2 O + 24MnO 4 - + 192H + → 30CO 2 + 120H + + 24Mn 2+ + 96H 2 O
метод протонно-кислородного баланса
C 6 H 12 O 6 + 6O -2 -24e- → 6 С O 2 + 12H + 5 - окисление
MnO 4 - + 8H + + 5e- → Mn 2+ + 4H 2 O 24 - восстановление
5 C 6 H 12 O 6 + 24 KMnO 4 + 36 H 2 SO 4 → 30 CO 2 + 24 MnSO 4 + 12 K 2 SO 4 + 66 H 2 O
Н.В.Горбенко
С 2 H 4 + KMnO 4 + H 2 O → HO – CH 2 – CH 2 –OH + MnO 2 + KOH
метод электронного баланса
С -2 H 2 = C -2 H 2 + KMn +7 O 4 + H 2 O → HO – C -1 H 2 – C -1 H 2 –OH + Mn +4 O 2 + KOH
2C -2 – 2e- → 2C -1 3 - окисление
Mn +7 +3e- → Mn +4 2 - восстановление
метод полуреакций
C 2 H 4 + 2H 2 O -2e- → C 2 H 4 (OH) 2 + 2H + 3
MnO 4 - + 2H 2 O +3e- → MnO 2 + 4OH - 2
метод протонно-кислородного баланса
C 2 H 4 + 2O -2 + 2H + - 2e- → C 2 H 4 (OH) 2 3
MnO 4 - +3e- → MnO 2 + 2O -2 2
3 С 2 H 4 + 2KMnO 4 +4 H 2 O → 3HO – CH 2 – CH 2 –OH + 2MnO 2 + 2KOH
Н.В.Горбенко
Задания для самостоятельного
выполнения
- C 2 H 5 OH + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → CH 3 – CH = O + Cr 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 + H 2 O
- C 6 H 5 NH 2 + O 2 → CO 2 + N 2 + H 2 O
- C 6 H 5 OH + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → C 6 H 4 O 2 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 + H 2 O
- C 3 H 7 OH + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → C 3 H 6 O + Cr 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 + H 2 O
- C 6 H 5 NO 2 + (NH 4 ) 2 S → C 6 H 5 NH 2 + S + NH 3 + H 2 O
- C 2 H 4 O + [Ag(NH 3 ) 2 ]OH → CH 3 COONH 4 + Ag +NH 3 +H 2 O
Н.В.Горбенко