Естественные науки

Задача на электронный баланс!

Так, полученный ответ у меня целиком не влез, поэтому часть тут, а окончание - в комментарии. Хотите подробный ответ - ну так получайте :))))

Сначала я Вам расскажу суть метода электронного баланса (ЭБ) вообще, а в конце уже уравняю реакцию в вопросе. Итак, в обменных реакциях не происходит изменения степеней окисления (СО) атомов в молекулах - они уравниваются из принципа, чтобы в левой и правой части число атомов каждого вида было одинаково.
Отличие окислительно-восстановительных реакций (ОВР) в том, что происходит изменение СО атомов. Основной принцип - принцип сохранения заряда, или ЭБ. Суть в том, что сколько электронов отдал восстановитель, столько же их и принял окислитель. То есть электроны не возникают извне и не исчезают (сравите с электролизом - там источник электронов - электрический ток) . С учетом этого уравнивание ОВР сводится уже не к химии, а к арифметике. Скажем, в пределах 20 умеете считать ? :))) Значит и проблем с ОВР у Вас не будет :))) На всякий случай еще повторите определение СО :) А теперь алгоритм действий:
1. В реакции найдите окислитель (О) и восстановитель (В) , признак - изменение СО и/или валентности.
2. Если О и/или В сложное вещество (состоит из нескольких разных атомов) , тогда найдите атомы в молекулах О и В, которые ок-ся и восстанавливаются (соответственно, отдают и принимают электроны (е)) .
3. Запомните принципы: сколько е отдаст В, столько их примет О. Также избегайте путаницы: Окислитель восстанавливаЕТСЯ, Восстановитель - окисляЕТСЯ.
4. Определите СО атомов О и В в левой и правой частях уравнения ОВР.
5. Запишите уравнения ЭБ с учетом вышесказанного ( в скобках - СО) :
О (x) + n*e = O(x-n)
В (y) + m*e = B(y-m)
х и y - начальные СО, n и m - числа электронов, (x-n) и (y-m) - конечные СО ( в правой части уравнения) .
Эти уравнения ЭБ теперь уравняйте по принципу:
m*О (x) + m*n*e = m*O(x-n)
n*В (y) + n*m*e = n*B(y-m)
Все! Вы получили соотношение (m:n), в котором в реакцию вступают О и В. Остальные атомы уравниваются как в обычных реакциях обмена. Теперь покажу на примерах:
H2 + N2 = NH3
3*H(0) - 1e = 3* H(+) ----или 3*H(1+), единицу можно не писать
1*N(0) + 3e = 1*N(3-)
То есть на 1 атом N приходится 3 атома H.
Уравнение ОВР будет 3H2 + N2 = 2NH3. Тут еще избегайте стандартной ошибки - когда в молекуле несколько атомов :))) То есть в H2 - 2 штуки.
Пример посложнее, когда часть атомов одного и того же элемента меняет СО, а часть не меняет. Например:
KMnO4 + HCl = MnCl2 + KCl + H2O + Cl2 (газ)
Уравнения ЭБ:
1*Mn(7+) + 5e = 1*Mn(2+)
5*Cl(-) - 5e = 5*Cl(0)
Смотрим на ОВР и видим, что в молеуле Cl2 - два атома хлора, если не хотите дробных коэффициентов (5/2), наш ЭБ умножаем на 2 (ЭБ - система уравнений, как всякую систему можно умножать/делить на одно число) и получим:
2*Mn(7+) + 10e = 2*Mn(2+)
10*Cl(-) - 10e = 10*Cl(0)
Второе уравнение ЭБ также можно записать ввиде 10*Cl(-) - 10e = 5*Cl2(0)
Из этого ЭБ ставим полученные коэффициенты в реакцию:
2 KMnO4 + 10 HCl = 2 MnCl2 + KCl + H2O + 5 Cl2
Коэффициент 10 перед HCl можно и не ставить - т. к. атомы Cl из этой молекулы перейдут также в MnCl2 и KCl, то есть он будет больше в любом случае. Лучше его просто держать "в уме" - это означает что 10 молекул HCl "зарезервировано" на окисление в Cl2. Следущий шаг - последовательно уравнять другие атомы, кроме Cl. Коэффициент перед HCl - в последнюю очередь. Щас учтем кислород:
2 KMnO4 + HCl = 2 MnCl2 + KCl + 8 H2O + 5 Cl2
Теперь нужно водород в левой части и калий в правой:
2 KMnO4 + 16 HCl = 2 MnCl2 + 2 KCl + 8 H2O + 5 Cl2
Проверяем по Cl: 16 в левой и правой частях, из которых 10 - окислилось. Готово!
-------------------------------------------
Юлия Трубкина
Юлия Трубкина
2 010
Лучший ответ
Юлия Трубкина Часть 2, или уравнение из условия. Уксусная кислота это CH3COOH или CH3-(C=O)-OH - с углеродом в скобках связан двойной связью атом кислорода, одинарными - OH и CH3 группы.
СО атомов С в органических соединениях считают так: С-С связь СО не меняет, связь С-Х, где Х = О, N, S или галоген повышает СО на 1, останьные С-Х (С-Н или с металлами) - понижают на 1.
То есть в этаноле CH3CH2OH атом С в СН3 имеет СО= 0 + (3-) = 3-, атом С в СН2 имеет СО = 0 + (2-) + 1 = 1-. В уксусной кислоте в СН3 атом С не меняет СО, в СООН атом С имеет СО = 0 + 2 + 1 = 3+.
Еще один момент: в ОВР для органических соединения часто пишут не атом С плюс или минус электроны, а молекула, содержащая этот атом. Ваша реакция:
CH3CH2OH + Na2Cr2O7 + H2SO4 = CH3COOH + Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + H2O
Для нее ЭБ:
CH3CH2OH - 4е = CH3COOH
Cr(6+) + 3*e = Cr(3+)

Продолжение - следующий коммент.
Подсказка: степень окисления изменяется только у хрома (от +6 до +3) и у атома углерода, связанного с группой ОН (от -1 до +3).

А за подробным ответом - на www.repetitor2000.narod.ru
ВК
Витя Косэв
1 567