Хімія. Повторне видання. 9 клас. Попель

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 17. Складання рівнянь окисно-відновних реакцій

Матеріал параграфа допоможе вам:

  • навчитися добирати коефіцієнти під час складання рівнянь окисно-відновних реакцій.

Перед тим як скласти рівняння окисно-відновної реакції, необхідно записати схему реакції з формулами всіх реагентів і продуктів.

Допишіть схеми реакцій: a) SO2 + О2 → ... ; б) Al + НСl → ... . Визначте в кожній реакції окисник і відновник.

Сподіваємося, що ви впоралися із цим завданням. Однак під час виконання інших завдань такого типу можуть виникнути певні труднощі. Прогнозування продуктів багатьох окисно-відновних реакцій неможливе без знання характерних ступенів окиснення елементів, хімічних властивостей речовин, іншої важливої інформації.

Розглянемо, як «готові» схеми окисно-відновних реакцій перетворюють на хімічні рівняння.

Добір коефіцієнтів у схемах реакцій цього типу можна здійснювати звичайним способом.

Перетворіть дві щойно складені вами схеми реакцій на хімічні рівняння.

У багатьох випадках (наприклад, коли взаємодіють або утворюються три речовини) традиційний добір коефіцієнтів потребує чимало часу. Переконайтесь у цьому, спробувавши перетворити схему реакції

FeCl2 + О2 + НСl → FeCl3 + Н2О

на хімічне рівняння.

Існує універсальний та ефективний метод добору коефіцієнтів у схемах окисно-відновних реакцій. Його назва — метод електронного балансу. Він ґрунтується на тому, що кількість електронів, які втрачають одні частинки й приєднують інші, завжди однакова.

Доберемо коефіцієнти методом електронного балансу в останній схемі окисно-відновної реакції, виконавши такі дії.

1. Визначаємо ступені окиснення елементів у реагентах і продуктах реакції та підкреслюємо елементи, які змінили ступені окиснення:

2. З’ясовуємо, який з елементів є окисником, а який — відновником. Ферум підвищив ступінь окиснення від +2 до +3, отже, став відновником і окиснився, а Оксиген знизив ступінь окиснення від 0 до -2, виконав роль окисника й відновився.

3. Записуємо схеми окиснення і відновлення:

Зверніть увагу: у схемі відновлення перед атомом Оксигену записано коефіцієнт 2, бо з однієї молекули кисню утворюються два атоми. Молекула кисню приєднує 4 електрони, оскільки кожний атом Оксигену в ній приєднує 2 електрони. Отже, у схемах окиснення і відновлення зазначають, скільки електронів втрачають або приєднують відповідні частинки, і за потреби добирають коефіцієнти.

4. Готуємо запис для визначення коефіцієнтів. Розміщуємо схему відновлення під схемою окиснення, а після вертикальної лінії записуємо вказані у схемах кількості електронів:

5. Визначаємо коефіцієнти. Добираємо найменше спільне кратне для чисел 1 і 4. Це — число 4, яке записуємо після другої вертикальної лінії. Поділивши його на кількість електронів, які втрачаються (1) і приєднуються (4), отримуємо числа 4 і 1 для схем окиснення і відновлення відповідно. Вказуємо їх за третьою вертикальною лінією:

Числа в останньому стовпчику — 4 і 1 — це коефіцієнти у схемах відповідних процесів і майбутньому рівнянні. Записавши коефіцієнти 4 в схему окиснення

6. Перетворюємо схему реакції на хімічне рівняння. Записуємо коефіцієнти 4 перед формулами двох сполук Феруму, а коефіцієнт 1 перед формулою кисню не вказуємо:

Для того щоб у правій частині схеми, як і в лівій, було два атоми Оксигену, перед формулою води має бути коефіцієнт 2:

Визначаємо коефіцієнт перед формулою хлороводню — сполуки, утвореної елементами, які не змінили ступенів окиснення (це — число 4), і замінюємо стрілку на знак рівності:

Перевірте, чи однакова кількість атомів кожного елемента міститься в лівій і правій частинах рівняння.

Складаючи рівняння окисно-відновних реакцій, візьміть до уваги такі поради:

  • коефіцієнти перед формулами окисника і відновника, визначені з урахуванням балансу електронів, змінювати не можна — вони є остаточними;
  • у деяких реакціях окиснюється або відновлюється лише частина атомів певного елемента, тому що відповідний реагент у надлишку:

коефіцієнт перед формулою цієї сполуки добирають останнім.

ВИСНОВКИ

Рівняння окисно-відновних реакцій складають, використовуючи метод електронного балансу. Цей метод ґрунтується на тому, що кількість електронів, яку віддають частинки відновника і приєднують частинки окисника, однакова.

128. Запишіть замість крапок відповідні цифри і слова:

129. Складіть рівняння окисно-відновних реакцій за наведеними схемами, використавши метод електронного балансу:

  • a) SO2 + Br2 + Н2O H2SO4 + НBr;
  • б) Al + КОН →t К3АlO3 + Н2↑;
  • в) H2S + HNО3 → S↓ + NO↑ + H2O;
  • г) NO2 + О2 + Н2О → HNО3.

130. Допишіть схеми реакцій і перетворіть їх на хімічні рівняння за методом електронного балансу:

  • a) FeCl3 + H2S → S↓ + FeCl2 + ...;
  • б) H2S + Cl2 + H2O → H2SO4 + ...;
  • в) NH3 + O2t N2 + ...;
  • г) FeO + Al →t ... + ... .

131. Реакція між ферум(ІІІ) оксидом і карбон(ІІ) оксидом може відбуватися з утворенням двох інших оксидів. Укажіть тип цієї реакції й складіть відповідне хімічне рівняння.

132. Сірка і фосфор взаємодіють із концентрованою нітратною кислотою. Продуктами кожної реакції є кислота, яка відповідає вищому оксиду Сульфуру або Фосфору, а також нітроген(ІV) оксид і вода. Складіть хімічні рівняння.

133. Яку кількість електронів під час реакції кальцію з киснем:

  • а) втрачає 1 моль металу;
  • б) втрачає 1 г металу;
  • в) приєднує 1 л кисню (н. у.);
  • г) приєднує 1 г кисню?

134. Обчисліть масу цинку, яку потрібно взяти для реакції з надлишком хлоридної кислоти, щоб за допомогою добутого водню перетворити 2 г купрум(ІІ) оксиду на метал.