Розставляння коефіцієнтів в окисно-відновних реакціях
Як розставляти коефіцієнти в окисно-відновних реакціях методом електронно-іонного балансу:
1. Визначити ступеня окислення
2. Зрозуміти, атоми яких елементів змінюють ступінь окислення
3. Записуємо електронно-іонний баланс. Для цього, записуємо атом елемента спочатку зі ступенем окислення в лівій частині, а потім в правій
4. Вважаємо, скільки електронів було віддано або прийнято
5. Знаходимо спільне кратне, ділимо його на відповідну кількість відданих або прийнятих електронів
6. Атом елемента, який чи електрони, є відновником (віддача - окислення), який приймає електрони - окислювачем.
7. Розставляємо коефіцієнти
8. Підводимо баланс за воднем і киснем
HClO3 + P → H3PO4 + HCl
В даній реакції хлор і фосфор змінюють ступінь окислення. Запишемо баланс.
Фосфор в лівій частині знаходиться в стані простого речовини, а в правій в складі ортофосфорної кислоти, тобто змінює ступінь окислення з 0 на +5.
Звичайний ступінь окислення означає, що атом віддав електрони, фосфор віддає п'ять електронів.
Восстановитель віддає електрони, значить фосфор є відновником.
Хлор в лівій частині знаходиться в складі хлорноватої кислоти, а в правій - в складі соляної.
Хлор змінює ступінь окислення з +5 на -1, тобто хлор приймає 6 електронів.
Cl (+5) + 6e → Cl (-1)
Окислювач приймає електрони.
Знаходимо спільне кратне між 5 і 6, це - 30. Тобто, близько хлору ми повинні поставити 5, а близько фосфору - 6.
5HClO3 + 5P → 6H3PO4 + 5HCl
Перед сполуками хлору поставимо 5. Тепер зліва 15 атомів кисню, тоді справа перед ортофосфорної кислотою теж поставимо 6. В цей момент ми розуміємо, що не можемо зрівняти, так як зліва не вистачає атомів водню. Додамо воду зліва.
5HClO3 + 5P + 9Н2О → 6H3PO4 + 5HCl
І перед водою поставимо 9. Тепер все коефіцієнти розставлені правильно.
Не у всіх рівняннях коефіцієнти розставляються так (додаванням води).
Тому розберемо окислювально-відновну реакцію з варіанту ЄДІ.
KMnO4 + K2SO3 + KOH = K2MnO4 + K2SO4 + H2O
В даній реакції змінюють ступінь окислення марганець і сірка.
Марганець змінює ступінь окислення з +7 на +6, а сірка з +4 на +6.
Mn (+7) + 1e → Mn (+6) (марганець бере 1 електрон, значить є окислювачем)
S (+4) -2e → S (+6) (сірка віддає 2 електрони, значить є відновником)
Спільне кратне - 2, перед марганцем потрібно поставити 2, перед сірою - одинички.
2KMnO4 + K2SO3 + KOH = 2K2MnO4 + K2SO4 + H2O
Зліва вийшло 5 атомів калію, а ліворуч 6, поставимо 2 перед гідроксидом калію.
2KMnO4 + K2SO3 + 2KOH = 2K2MnO4 + K2SO4 + H2O
Тепер коефіцієнти розставлені правильно!
1. Al +. + KNO3 + KOH = K [Al (OH) 4] + NH3 ↑
Алюміній і азот змінюють ступінь окислення. Запишемо баланс.
Al (0) -3e → Al (+3) | 8 - відновник
N (+5) + 8e → N (-3) | 3 - окислювач
Зліва не вистачає атомів водню, тому додамо води. Перед алюмінієм зліва і справа ставимо 8, а перед азотом ставимо 3. Вважаємо атоми водню і кисню, перед водою ставимо 18.
8Al + 18Н2О + 3KNO3 + 5KOH = 8K [Al (OH) 4] + 3NH3 ↑
Справа не вистачає атомів водню, додамо їх в складі води.
Al + HNO3 → Al (NO3) 3 + N2O + Н2О
Алюміній і азот змінюють ступінь окислення. Запишемо баланс.
Al (0) -3e → Al (+3) | 4 - відновник
N (+5) + 4e → N (+1) | 3 - окислювач
Перед алюмінієм ставимо не 4, а 8 - інакше зрівняти не вийде. Перед оксидом алюмінію - 3.
8Al + HNO3 → 8Al (NO3) 3 + 3N2O + Н2О
Справа 30 атомів азоту. значить зліва перед азотною кислотою ставимо 30, тоді виходить 15 молекул води.
8Al + 30HNO3 → 8Al (NO3) 3 + 3N2O + 15Н2О
3. Al + HNO3 → Al (NO3) 3 + NH4NO3 +.
Справа не вистачає води.
Al + HNO3 → Al (NO3) 3 + NH4NO3 + Н2О
Алюміній і азот змінюють ступінь окислення. Запишемо баланс.
Al (0) -3e → Al (+3) | 8 - відновник
N (+5) + 8e → N (-3) | 3 - окислювач
Перед алюмінієм ставимо 8, перед нітратом амонію - 3.
8Al + HNO3 → 8Al (NO3) 3 + 3NH4NO3 + Н2О
Тоді справа виходить 30 атомів азоту, значить перед азотною кислотою поставимо 30, а перед водою - (30 - 12) / 2 = 9.
8Al + 30HNO3 → 8Al (NO3) 3 + 3NH4NO3 + 9Н2О
Зліва не вистачає вуглецю, а праворуч сполуки сірки.
Сірка перетворюється в сульфід.
KNO2 + С + S → N2 + CO2 + H2S
C (0) -4e → C (+4) | 5 - відновник
S (0) + 2e → S (-2) | 10 - окислювач
2N (+5) + 10e → N2 (0) | 2 - окислювач
Якщо вуглець віддає електрони і перетворюється в С (+4), то сірка повинна ці електрони приймати, інакше баланс не вийде.
2KNO3 + 3С + S → N2 + 3CO2 + К2S
5. KNO3 + Al → KAlO2 +. + N2
Справа не вистачає з'єднання алюмінію, а саме оксиду.
KNO3 + Al → KAlO2 + Al2O3 + N2
Al (0) -3e → Al (+3) | 10 - відновник
2N (+5) + 10e → N2 (0) | 3 - окислювач
6KNO3 + 10Al → 6KAlO2 + 2Al2O3 + 3N2