Как расставить коэффициенты в ОВР
Баланс с органическими в-ми и комплексами: https://youtu.be/3c75eSPVZDU Задания на баланс из ЕГЭ https://youtu.be/o8LYQoEcv6E Вебинары…
в видеофрагменте представлен пример составления ОВР.
Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций. Метод электронного баланса. Окислитель,…
В этом уроке рассматриваем метод электронного баланса, позволяющий расставить коэффициенты в окислительн…
На этом уроке дается понятие о процессах окисления и восстановления, типичных окислителях и восстановител…
УрокиПоХимии #ChemEra #ОкислительноВосстановительныеРеакции #ОВР #ЭлектронныйБаланс #ЗадачиПоХимии #Коэффиц…
Совсем несложно записать схему реакции, которая показывает, какие вещества вступают в реакцию, а какие…
Химия. Учимся расставлять коэффициенты в уравнениях химических реакций методом подбора. Пошаговая инструк…
Вебинары на расстановку коэффициентов методом электронного баланса https://youtu.be/XAnIcMOTbTE Видео-подготовка к…
Пример составления окислительно-восстановительной реакции в кислой среде при помощи алгоритма. Упрощенны…
Расстановка коэффициентов простейшими приемами.
В этом видеоуроке мы поговорим об окислительно-восстановительных реакция. Полная версия урока появится…
УрокиПоХимии #ChemEra #УравнениеРеакций #КоэффициентыХимия #РасстановкаКоэффициентов #ТипыХимическихРеакци…
Видео-урок по теме «Качественный и количественный состав вещества». Как определить качественный состав…Учимся определять степень окисления.
Прямые эфиры в Инстаграм-аккаунте Ирины Владимировны https://www.instagram.com/ufahimik Каждый день в Stories изучаем новую…
Расстановка коэффициентов методом электронного баланса в окислительно-восстановительных реакциях. Окисл…
Решаем примеры ОВР методом электронно-ионного баланса (практика). Расстановка коэффициентов. Ссылки на…Разбор основных принципов составления ОВР в органике с использованием метода электронного баланса. Часть…
Нужен частный урок по Скайпу? — Добро пожаловать! Записаться можно [email protected]Расписание вебинаров: http://stepenin.ru/webinars/ Составление и уравнивание ОВР (окислительно-восстановительных реакц…
Полный онлайн курс ЕГЭ по химии. Расстановка коэффициентов в химических уравнениях. Теория Хотите подгото…
Ещё примеры расстановки: https://youtu.be/-o3Qla1rG7Q Видео-подготовка к ЦТ и ЕГЭ по химии http://www.yoursystemeducation.com В контакте…
Наука.
УрокиПоХимии #ChemEra #УравнениеРеакции #КоэффициентыХимия #ТипыХимическихРеакций #ХимическиеРеакции #Химия…
Окислительно-восстановительные реакции (ОВР). Учимся составлять уравнения. Знакомимся с главными особенно…
Разбор полностью соответствует демонстрационному варианту ОГЭ по химии 2019 (с 2014 структура ОГЭ по химии…
Учимся составлять химические уравнения. Видео для начинающих. Ссылка на видео по расстановке коэффициенто…
Неорганическая химия. Степень окисления и способы ее вычисления по формулам. Решаем примеры. ЕГЭ и ОГЭ….
my singing monsters gostos dos monstros diferenca entre epson l365 e l375 baixar corel draw x8 portugues torrent como fazer coalhada fresca servers full pvp 1.8 mc central pirata windows loader nao funciona melhores fps gratis microfone condensador caseiro clash of kings dicas e macetes
debojj.net
Расстановка коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций
Расстановка коэффициентов
в уравнениях окислительно-восстановительных реакций
I. Электронный баланс
Этот метод определения коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций, который рассматривает обмен электронами между атомами элементов, изменяющих свою степень окисления, наиболее прост и понятен ученикам. Главное правило: число электронов, отданных восстановителем равно числу электронов, получаемых окислителем.
Уравнение составляется в несколько стадий:
Записывают схему реакции.
KMnO4 + HCl ® KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O
Проставляют степени окисления над знаками элементов, которые окисляются или восстанавливаются.
KMn+7O4 + HCl-1 ® KCl + Mn+2Cl2 + Cl20 + H2O
Выделяют элементы, изменяющие степени окисления и определяют число электронов, приобретенных окислителем и отдаваемых восстановителем.
Mn+7 + 5ē ® Mn+2
2Cl-1 – 2ē ® Cl20
Уравнивают число приобретенных и отдаваемых электронов, устанавливая тем самым коэффициенты для соединений, в которых присутствуют элементы, изменяющие степень окисления.
2 о-ль восстанавливается
2Cl-1 — 2ē ® Cl20
5 в-ль окисляется
2Mn+7 + 10Cl-1 ® 2Mn+2 + 5Cl20
Подбирают коэффициенты для всех остальных участников реакции.
2KMnO4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
II. Электронно-ионный метод (метод полуреакций)
Этот метод более сложный, особенно сначала, зато он позволяет определить продукты ОВ реакции и оперирует реальными частицами – ионами, участвующими в данной реакции.
Схема превращения
KMnO4 + K2SO3 + H2SO4 ® ?
Определение окислителя, восстановителя, среды раствора
KMnO4 + K2SO3 + H2SO4 ® ?
ок-ль вос-ль среда
Полуреакция окисления:
MnO4─ ® Mn2+
MnO4─ + 8H+ ® Mn2+ + 4H2O
MnO4─ + 8H+ + 5℮ = Mn2+ + 4H2O
Полуреакция восстановления:
SO32─®SO42─
SO32─ + H2O ® SO42─ +2H+
SO32─ + H2O − 2℮ = SO42─ +2H+
Суммирование полуреакций
2|MnO4─ + 8H+ + 5℮ = Mn2+ + 4H2O
5|SO32─ + H2O − 2℮ = SO42─ +2H+
2MnO4─ + 16H+ + 5SO32─ + 5H2O = 2Mn2+ + 8H2O + 5SO42─ +10H+
2MnO4─ + 6H+ + 5SO32─ = 2Mn2+ + 3H2O + 5SO42─
Добавление недостающих частиц (ионов и молекул) – поровну в каждую часть уравнения
2MnO4─ + 6H+ + 5SO32─ = 2Mn2+ + 3H2O + 5SO42─
↓+2K+ ↓+3SO42─ ↓+10K+ ↓+2SO42─ ↓+10K+ ↓+K2SO4
суммирование частиц
Получение готового уравнения
2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O
III. Контрольные задания к уравнениям ОВР
Подберите коэффициенты методом электронного баланса в уравнениях реакций, укажите окислитель и восстановитель.
K2MnO4 + H2O → KMnO4 +MnO2 +KOH
PbS + H2O2 → PbSO4 + H2O
NaBrO3 +NaBr + H2SO4 → Br2 + Na2SO4 + H2O
CuI2 +H2SO4 +KMnO4 → CuSO4 + I2 +MnSO4 +K2SO4 +H2O
Na3Cr(OH)6 + NaOH +PbO2 → Na2CrO4 +H2O + Na2Pb(OH)4
Cr(NO3)3 → Cr2O3 + NO2 + O2
Fe2O3 + KNO3 + KOH → K2FeO4 + KNO2 +H2O
Cr2O3 + Na2CO3 + O2 → Na2CrO4 + CO2
Na2SO3 → Na2S + Na2SO4
Cr2O3 + NaNO3 + NaOH → Na2CrO4 + NaNO2 + H2O
K2Cr2O7 +H2S + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + S + K2SO4 + H2O
Br2 + SO2 + H2O → HBr + H2SO4
H2S + H2SO3 → S + H2O
KMnO4 + NaNO2 + H2O → MnO2 + NaNO3 + KOH
As + Cl2 + H2O → H3AsO4 + HCl
K2Cr2O7 + HBr → Br2 + CrBr3 + KBr + H2O
Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + N2 + H2O
KMnO4 + H2S + H2SO4 → MnSO4 + S + K2SO4 + H2O
Zn + H2SO4 → H2S + ZnSO4 + H2O
KMnO4 + H3PO3 + H2SO4 → MnSO4 + H3PO4 + K2SO4 + H2O
infourok.ru
Химик.ПРО — Расставить коэффициенты методом электронного баланса
Расставить коэффициенты методом электронного баланса в уравнении реакции: KMnO4 + HCl =
Решение задачи
1. Определим атомы, каких элементов изменяют степень окисления:
Следовательно, в процессе реакции степень окисления меняют хлор (Cl) и марганец (Mn).
2. Составим электронные уравнения процессов окисления и восстановления:
2Cl-1 – 2e— = Cl20 2 5 (окисление)
Mn+7 + 5e—= Mn +2 5 2 (восстановление)
3. Умножают полученные электронные уравнения на наименьшие множители для установления баланса по электронам:
2Cl -1 – 2e— = Cl20 2 5 → 10Cl -1 – 10e— = 5Cl20
Mn+7 + 5e—= Mn +2 5 2 → 2Mn+7 + 10e—= 2Mn +2
4. Переносят из электронных уравнений в молекулярное уравнение реакции:
5. Проверяют выполнение закона сохранения массы, если требуется, вводят новые или изменяют полученные коэффициенты.
Закон сохранения массы – число атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения должно быть одинаковым.
Похожие задачи по химии
himik.pro
Как расставить коэффициенты в ОВР видео Чё посмотреть
…
4 лет назад
Баланс с органическими в-ми и комплексами: https://youtu.be/3c75eSPVZDU Задания на баланс из ЕГЭ https://youtu.be/o8LYQoEcv6E Вебинары…
…
4 лет назад
Уравнивание ОВР методом электронного баланса. ЕГЭ. Ссылки на дополнительные видео: 1) ОВР Метод электронно-и…
…
3 лет назад
в видеофрагменте представлен пример составления ОВР.
…
11 меc назад
В этом уроке рассматриваем метод электронного баланса, позволяющий расставить коэффициенты в окислительн…
…
6 лет назад
Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций. Метод электронного баланса. Окислитель,…
…
2 лет назад
Совсем несложно записать схему реакции, которая показывает, какие вещества вступают в реакцию, а какие…
…
8 лет назад
На этом уроке дается понятие о процессах окисления и восстановления, типичных окислителях и восстановител…
…
4 лет назад
Химия. Учимся расставлять коэффициенты в уравнениях химических реакций методом подбора. Пошаговая инструк…
…
2 лет назад
Пройти тест по теме: https://goo.gl/kBrKAr Перейти к тренажерам: https://goo.gl/5qk4wx Домашнее задание от Домашней Школы InternetUro…
…
11 меc назад
УрокиПоХимии #ChemEra #ОкислительноВосстановительныеРеакции #ОВР #ЭлектронныйБаланс #ЗадачиПоХимии #Коэффиц…
…
2 лет назад
Расставляем коэффициенты в окислительно-восстановительной реакции окисления сульфита калия перманганато…
…
2 лет назад
Вебинары на расстановку коэффициентов методом электронного баланса https://youtu.be/XAnIcMOTbTE Видео-подготовка к…
…
8 лет назад
Расстановка коэффициентов простейшими приемами.
…
2 лет назад
Видео-урок по теме «Качественный и количественный состав вещества». Как определить качественный состав…
…
8 меc назад
Пример составления окислительно-восстановительной реакции в кислой среде при помощи алгоритма. Упрощенны…
…
6 меc назад
Прямые эфиры в Инстаграм-аккаунте Ирины Владимировны https://www.instagram.com/ufahimik Каждый день в Stories изучаем новую…
…
3 лет назад
Разбор основных принципов составления ОВР в органике с использованием метода электронного баланса. Часть…
…
2 лет назад
В этом видеоуроке мы поговорим об окислительно-восстановительных реакция. Полная версия урока появится…
cheposmotret.ru
Объясните,как правильно нужно расставлять коэффициенты в уровнении реакций (химия)?
Прежде всего, нужно убедиться, что реакция записана правильно, что из данных реагентов получаются данные продукты, нет где-нибудь потерявшейся воды или лишнего осадка. Если речь о школьной химии, то, скорее всего, у вас на руках уже есть готовая реакция с исходниками слева и продуктами справа, в которой нужно только расставить коэффициенты, так что перейдём к следующему шагу.
В левой и правой частях уравнения должно сойтись количество атомов одного и того же элемента (если слева пять кислородов, то и справа должно быть тоже пять). Обычно проблема с расстановкой коэффициентов возникает в окислительно-восстановительных реакциях (ОВР), и тут удобнее всего, на мой взгляд, пользоваться методом электронного баланса. Сначала нужно определить, какие элементы в процессе реакции меняют свою степень окисления и на сколько. Вот, например, простая реакция образования оксида фосфора (V):
xP + yO2 = zP2O5
У элементного фосфора степень окисления равна нулю. У элементного кислорода — тоже. У фосфора же в оксиде степень окисления равна +5, а степень окисления кислорода в оксиде равна -2. Значит (е = электрон):
Р(0) — 5е = Р(+5) — фосфор отдаёт 5 электронов;
О2 + 4е = 2 О(-2) — кислород принимает 4 электрона.
Чтобы количество отданных и принятых электронов уравнялось и не было ничего лишнего/недостающего, нужно первое уравнение умножить на 4, а второе — на 5. Тогда 4 атома фосфора отдадут 20 электронов, а 5 молекул кислорода примут 20 электронов. Получаем:
4Р + 5 О2 = zP2O5
Отсюда:
4Р + 5 О2 = 2 Р2О5. Реакция уравнена.
Это достаточно простой пример, который, тем не менее, неплохо иллюстрирует электронный баланс. Вот здесь можно ознакомиться с более сложными примерами. И, конечно, теорию нужно закреплять на практике: берите уравнения и расставляйте в них коэффициенты, и очень скоро всё начнёт получаться даже с объёмными реакциями со всякими страшными перманганатами и перхлоратами. Удачи! (:
thequestion.ru
Метод электронного баланса и ионно-электронный метод (метод полуреакций)
Спецификой многих ОВР является то, что при составлении их уравнений подбор коэффициентов вызывает затруднение. Для облегчения подбора коэффициентов чаще всего используют метод электронного баланса и ионно-электронный метод (метод полуреакций). Рассмотрим применение каждого из этих методов на примерах.
Метод электронного баланса
В его основе лежит следующее правило: общее число электронов, отдаваемое атомами-восстановителями, должно совпадать с общим числом электронов, которые принимают атомы-окислители.
В качестве примера составления ОВР рассмотрим процесс взаимодействия сульфита натрия с перманганатом калия в кислой среде.
- Сначала необходимо составить схему реакции: записать вещества в начале и конце реакции, учитывая, что в кислой среде MnO4— восстанавливается до Mn2+ (см. схему):
Na2SO3 + KMnO4 + H2SO4 = Na2SO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
- Далее определим какие из соединений являются окислителем и восстановителем; найдем их степень окисления в начале и конце реакции:
Na2S+4O3 + KMn+7O4 + H2SO4 = Na2S+6O4 + Mn+2SO4 + K2SO4 + H2O
Из приведенной схемы понятно, что в процессе реакции происходит увеличение степени окисления серы с +4 до +6, таким образом, S+4 отдает 2 электрона и является восстановителем. Степень окисления марганца уменьшилась от +7 до +2, т.е. Mn+7 принимает 5 электронов и является окислителем.
- Составим электронные уравнения и найдем коэффициенты при окислителе и восстановителе.
S+4 – 2e— = S+6 ¦ 5 восстановитель, процесс окисления
Mn+7 +5e— = Mn+2 ¦ 2 окислитель, процесс восстановления
Чтобы число электронов, отданных восстановителем, было равно числу электронов, принятых восстановителем, необходимо:
- Число электронов, отданных восстановителем, поставить коэффициентом перед окислителем.
- Число электронов, принятых окислителем, поставить коэффициентом перед восстановителем.
Таким образом, 5 электронов, принимаемых окислителем Mn+7, ставим коэффициентом перед восстановителем, а 2 электрона, отдаваемых восстановителем S+4 коэффициентом перед окислителем:
5Na2S+4O3 + 2KMn+7O4 + H2SO4 = 5Na2S+6O4 + 2Mn+2SO4 + K2SO4 + H2O
- Далее надо уравнять количества атомов элементов, не изменяющих степень окисления, в такой последовательности: число атомов металлов, кислотных остатков, количество молекул среды (кислоты или щелочи). В последнюю очередь подсчитывают количество молекул образовавшейся воды.
Итак, в нашем случае число атомов металлов в правой и левой частях совпадают.
По числу кислотных остатков в правой части уравнения найдем коэффициент для кислоты.
В результате реакции образуется 8 кислотных остатков SO42-, из которых 5 – за счет превращения 5SO32- → 5SO42-, а 3 – за счет молекул серной кислоты 8SO42-— 5SO42- = 3SO42-.
Таким образом, серной кислоты надо взять 3 молекулы:
5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5Na2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + H2O
- Аналогично, находим коэффициент для воды по числу ионов водорода, во взятом количестве кислоты
6H+ + 3O-2 = 3H2O
Окончательный вид уравнения следующий:
5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5Na2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O
Признаком того, что коэффициенты расставлены правильно является равное количество атомов каждого из элементов в обеих частях уравнения.
Ионно-электронный метод (метод полуреакций)
Реакции окисления-восстановления, также как и реакции обмена, в растворах электролитов происходят с участием ионов. Именно поэтому ионно-молекулярные уравнения ОВР более наглядно отражают сущность реакций окисления-восстановления. При написании ионно-молекулярных уравнений, сильные электролиты записывают в виде ионов, а слабые электролиты, осадки и газы записывают в виде молекул (в недиссоциированном виде). В ионной схеме указывают частицы, подвергающиеся изменению их степеней окисления, а также характеризующие среду, частицы: H+ — кислая среда, OH— — щелочная среда и H2O – нейтральная среда.
Рассмотрим пример составления уравнения реакции между сульфитом натрия и перманганатом калия в кислой среде.
- Сначала необходимо составить схему реакции: записать вещества в начале и конце реакции:
Na2SO3 + KMnO4 + H2SO4 = Na2SO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
- Запишем уравнение в ионном виде, сократив те ионы, которые не принимают участие в процессе окисления-восстановления:
SO32- + MnO4— + 2H+ = Mn2+ + SO42- + H2O
- Далее определим окислитель и восстановитель и составим полуреакции процессов восстановления и окисления.
В приведенной реакции окислитель — MnO4— принимает 5 электронов восстанавливаясь в кислой среде до Mn2+. При этом освобождается кислород, входящий в состав MnO4—, который, соединяясь с H+, образует воду:
MnO4— + 8H+ + 5e— = Mn2+ + 4H2O
Восстановитель SO32- — окисляется до SO42-, отдав 2 электрона. Как видно образовавшийся ион SO42- содержит больше кислорода, чем исходный SO32-. Недостаток кислорода восполняется за счет молекул воды и в результате этого происходит выделение 2H+:
SO32- + H2O — 2e— = SO42- + 2H+
- Находим коэффициент для окислителя и восстановителя, учитывая, что окислитель присоединяет столько электронов, сколько отдает восстановитель в процессе окисления-восстановления:
MnO4— + 8H+ + 5e— = Mn2+ + 4H2O ¦2 окислитель, процесс восстановления
SO32- + H2O — 2e— = SO42- + 2H+ ¦5 восстановитель, процесс окисления
- Затем необходимо просуммировать обе полуреакции, предварительно умножая на найденные коэффициенты, получаем:
2MnO4— + 16H+ + 5SO32- + 5H2O = 2Mn2+ + 8H2O + 5SO42- + 10H+
Сократив подобные члены, находим ионное уравнение:
2MnO4— + 5SO32- + 6H+ = 2Mn2+ + 5SO42- + 3H2O
- Запишем молекулярное уравнение, которое имеет следующий вид:
5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5Na2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O
Далее рассмотрим пример составления уравнения реакции между сульфитом натрия и перманганатом калия в нейтральной среде.
Na2SO3 + KMnO4 + H2O = Na2SO4 + MnO2 + KOH
В ионном виде уравнение принимает вид:
SO32- + MnO4— + H2O = MnO2 + SO42- + OH—
Также, как и предыдущем примере, окислителем является MnO4—, а восстановителем SO32-.
В нейтральной и слабощелочной среде MnO4— принимает 3 электрона и восстанавливается до MnО2. SO32-— окисляется до SO42-, отдав 2 электрона.
Полуреакции имеют следующий вид:
MnO4— + 2H2O + 3e— = MnО2 + 4OH— ¦2 окислитель, процесс восстановления
SO32- + 2OH—— 2e— = SO42- + H2O ¦3 восстановитель, процесс окисления
Запишем ионное и молекулярное уравнения, учитывая коэффициенты при окислителе и восстановителе:
3SO32- + 2MnO4— + H2O =2 MnO2 + 3SO42- + 2OH—
3Na2SO3 + 2KMnO4 + H2O = 2MnO2 + 3Na2SO4 + 2KOH
И еще один пример — составление уравнения реакции между сульфитом натрия и перманганатом калия в щелочной среде.
Na2SO3 + KMnO4 + KOH = Na2SO4 + K2MnO4 + H2O
В ионном виде уравнение принимает вид:
SO32- + MnO4— + OH— = MnO2 + SO42- + H2O
В щелочной среде окислитель MnO4— принимает 1 электрон и восстанавливается до MnО42-. Восстановитель SO32-— окисляется до SO42-, отдав 2 электрона.
Полуреакции имеют следующий вид:
MnO4— + e— = MnО2 ¦2 окислитель, процесс восстановления
SO32- + 2OH—— 2e— = SO42- + H2O ¦1 восстановитель, процесс окисления
Запишем ионное и молекулярное уравнения, учитывая коэффициенты при окислителе и восстановителе:
SO32- + 2MnO4— + 2OH— = 2MnО42- + SO42- + H2O
Na2SO3 + 2KMnO4 + H2O = 2K2MnO4 + 3Na2SO4 + 2KOH
Необходимо отметить, что не всегда при наличии окислителя и восстановителя, возможно самопроизвольное протекание ОВР. Поэтому для количественной характеристики силы окислителя и восстановителя и для определения направления реакции пользуются значениями окислительно-восстановительных потенциалов.
zadachi-po-khimii.ru
Как быстро расставить коэффициенты в уравнениях окислительно-восстановительных реакций
Как быстро расставить коэффициенты в уравнениях окислительно-восстановительных реакций 33 Д. И. Мычко, кандидат химических наук, доцент кафедры неорганической химии БГУ В средней школе меня, как и всех учащихся, учили расставлять коэффициенты в уравнениях окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса в той же форме, которая представлена в большинстве учебниках и используется и сейчас. Этот способ рассмотрен и в представленных выше статьях Р. И. Даньковского и И. В. Тупеко. А вот уже в университете на лекциях по неорганической химии В. Ф. Тикавый со свойственной ему категоричностью запретил нам, первокурсникам, использовать школьный способ расстановки коэффициентов и показал, как это делают профессиональные химики. Новый способ оказался понятным, лёгким и удобным. Когда я стал интересоваться методикой преподавания химии, узнал, что существует много других способов расстановки коэффициентов в уравнениях химических реакций: поэлементный; постадийный; структурно-схематический; способ общего электронного баланса; способ электронно-ионных схем; метод полуреакций; алгебраический; с помощью квадратных диаграмм Енеке; механический. У каждого из этих способов есть свои достоинства применительно к каким-то конкретным условиям, но более быстрого и внешне более красивого способа, чем тот, который показал в своё время В. Ф. Тикавый, я не знаю. Этот способ мы, преподаватели кафедры неорганической химии, используем и сейчас в учебном процессе. Я не вижу препятствий, которые не позволяли бы использовать этот способ в учебном процессе средней школы. Более того, я и мои коллеги-преподаватели лицея БГУ уже давно и эффективно его используем в обучении лицеистов. Способ подбора коэффициентов в химических уравнениях, о котором пойдёт речь, не является изобретением преподавателей БГУ и имеет название «ускоренный вариант способа общего электронного баланса» [1]. В нём используется тот же принцип, что и в известном способе электронного баланса: сравнение степеней окисления атомов в исходных и конечных веществах с последующим составлением электронного баланса, который должен учесть, что общее число электронов, отданных восстановителем, должно равняться общему числу электронов, принятых окислителем. Но для подбора коэффициентов в этом способе не надо составлять громоздких столбиков и схем перемещения электронов и находить наименьшее общее кратное. Как говорил Исаак Ньютон, при обучении упражнения важнее правил, поэтому представим этот способ в виде простых и наглядных примеров. Допустим, что нам необходимо расставить коэффициенты в уравнении реакции взаимодействия фосфора с азотной кислотой, которое можно описать схемой: P HNO 3 H 3 PO 4 NO 2 H 2 O.
34 В начале над символами элементов расставим степени окисления и подчеркнём символы элементов, изменивших степени окисления: 0 5 5 4 P HNO 3 H 3 PO 4 NO 2 H 2 O. С левой стороны или, если это надо, с правой, под подчёркнутыми элементами напишем, на сколько элементарных зарядов изменились степени окисления атомов. Для этого от исходной степени окисления вычтем (отнимем) её конечное значение: 0 5 5 4 P HNO 3 H 3 PO 4 NO 2 H 2 O. (05)= (54)=1e Из записи видно, что атом фосфора отдал пять электронов, а атом азота принял один электрон. Это указывает на то, что фосфор окисляется, а азот восстанавливается. Поскольку число отданных восстановителем электронов должно быть равно числу присоединённых электронов окислителем, то на каждый окисленный атом фосфора должно приходиться 5 восстановленных атомов азота. Поэтому перед формулой фосфора ставим коэффициент 1 (его не записывают), а перед формулой азотной кислоты 5: 0 5 5 4 P 5HNO 3 H 3 PO 4 NO 2 H 2 O. (05) (5 4) 1e Проверяем число атомов каждого элемента в обеих частях уравнения и расставляем соответствующие коэффициенты (пока без учёта водорода и кислорода): 0 5 5 4 P 5HNO 3 H 3 PO 4 5NO 2 H 2 O. (05) (5 4) 1e Затем проверяем число атомов водорода и, если надо, ставим коэффициент перед формулой молекулы воды. Проверяем число атомов кислорода и, убедившись, что число атомов слева и справа одинаково, ставим знак равенства: 0 5 5 4 P 5HNO 3 = H 3 PO 4 5NO 2 H 2 O. (05) (5 4) 1e Как видно, преимущество этого способа состоит в том, что он сразу позволяет определить окислитель и восстановитель, число отданных и присоединённых электронов каждым веществом. Ещё один простой пример: Fe 2 O 3 CO Fe CO 2. Особенность расстановки коэффициентов в этом уравнении заключается в том, что в левой части схемы химической реакции в формульной единице оксида железа есть два атома железа. При использовании традиционных схем электронного баланса у учащихся может возникнуть вопрос: как учесть это число атомов? В рассматриваемом же способе надо поступить формально, учитывая все атомы, изменившие степень окисления: 3 2 0 4 Fe 2 O 3 CO Fe CO 2. 2 (30)=6e (24)=2e Поэтому получим: 3 2 0 4 2Fe 2 O 3 6CO = 4Fe 6CO 2. 2 (30)=6e (24)=2e
35 После сокращения коэффициентов получаем: 3 2 0 4 Fe 2 O 3 3CO = 2Fe 3CO 2. 2 (30)=6e (24)=2e Рассмотрим более сложный пример: Fe 3 O 4 CO Fe CO 2. Сложность в этом случае заключается в том, что в оксиде железа имеются атомы в разных степенях окисления. Для учащихся, осваивающих традиционный способ расстановки коэффициентов, учесть это непростая задача. Но для ускоренного варианта всё проще, главное при этом правильно определить число атомов в разных степенях окисления: 2 3 2 0 4 FeFe 2 O 4 CO Fe CO 2. Далее следует провести элементарные вычисления: 2 3 2 0 4 FeFe 2 O 4 CO Fe CO 2 (20)2 (30)=8e (24)=2e и расставить коэффициенты: 2 3 2 0 4 FeFe 2 O 4 4CO 3Fe 4CO 2. (20)2 (30)=8e (24)=2e Поскольку степень окисления это в каком-то смысле формальная величина, то при расстановке коэффициентов также можно придерживаться некоторого формализма. Для иллюстрации рассмотрим тот же пример, но определим степень окисления железа исходя из формальных посылок, считая, что соединение должно быть электронейтрально, а степень окисления кислорода равна 2. Тогда степень окисления одного атома железа должна быть равна 8 3 : 24 3 2 2 0 4 Fe 3 O 4 CO Fe CO 2. С учётом всех атомов, изменивших степень окисления, получим: 8 3 2 2 0 4 Fe 3 O 4 CO Fe CO 2, 8 (24)=2e 3 0 = 8e 3 т. е. всё те же значения отданных и присоединённых электронов и, как следствие, те же коэффициенты. Рассмотрим ещё один пример: 2 1 0 3 2 4 2 FeS 2 O 2 Fe 2 O 3 SO 2. Особенностью расстановки коэффициентов в уравнении этой реакции, как видим, является то, что надо учесть присутствие в одном веществе двух разных элементов, изменяющих свои степени окисления. При составлении традиционных схем электронного баланса у учащихся, как правило, возникают затруднения. Но их не будет, если использовать предлагаемый в статье способ: 2 1 0 3 2 4 2 FeS 2 O 2 Fe 2 O 3 SO 2. (23)2 (14)=11e 2 (0(2))=4e Как видно, этим способом мы сразу выявили вещество, которое окисляется и восстанавливается. Опустим подобные рассмотренным выше рассуждения, подчеркнём лишь то, что должны понять учащиеся. Поскольку каждая формульная единица FeS 2 отдаёт 11
36 электронов, а каждая молекула О 2 принимает 4 электрона, то для сохранения электронного баланса на каждые 4 структурные единицы FeS 2 должно приходиться 11 молекул О 2. Это и отмечаем в схеме реакции расстановкой коэффициентов: 2 1 0 3 2 4 2 4FeS 2 11O 2 Fe 2 O 3 SO 2. (2 3) 2 (1 4) 11e 2(0(2)) 4e Далее по известной схеме расставляем все остальные коэффициенты и получаем уравнение химической реакции: 2 1 0 3 2 4 2 4FeS 2 11O 2 2Fe 2 O 3 8SO 2. (2 3) 2 (14) 11e 2(0(2)) 4e Ещё один пример, когда в уравнении реакции присутствует соединение (HCl), часть стехиометрического количества которого окисляется, а другая часть необходима для связывания образовавшихся катионов: 7 1 0 2 1 KMnO 4 HCl Cl 2 MnCl 2 KCl H 2 O. На первой стадии будем рассматривать только ту часть HCl, которая окисляется (она подчёркнута): 7 1 0 2 1 KMnO 4 HCl Cl 2 MnCl 2 KCl H 2 O. (7 2) (1 0) 1e Расставим коэффициенты у формул веществ с изменившими степени окисления атомами: 7 1 0 2 1 KMnO 4 5HCl 5 2 Cl 2 MnCl 2 KCl H 2 O. (7 2) (1 0) 1e Чтобы уйти от дробных коэффициентов, умножим обе части схемы на 2: 7 1 0 2 1 2KMnO 4 10HCl 5Cl 2 2MnCl 2 2KCl H 2 O. (7 2) (1 0) 1e Подсчитаем, сколько HCl пошло на связывание катионов, и добавим в схему: 7 1 0 2 1 2KMnO 4 10HCl 6HCl 5Cl 2 2MnCl 2 2KCl H 2 O. (7 2) (1 0) 1e Уравняем число атомов водорода и проверим по кислороду: 7 1 0 2 1 2KMnO 4 16HCl = 5Cl 2 2MnCl 2 2KCl 8H 2 O. Теперь применим этот способ для расстановки коэффициентов в уравнениях реакций с участием органических веществ, например: KMnO 4 C 2 H 5 OH MnO 2 CH 3 COH KOH H 2 O. Здесь возникает вопрос: как установить степени окисления атомов в органических веществах? В учебных целях будет полезно изобразить структурные формулы и исходя из полярности и порядка связей определить степени окисления. Но если коэффициенты надо расставить быстро, то к этому можно подойти формально, принимая степень окисления кислорода, равную 2, водорода 1. Степень окисления углерода в этом случае определяется исходя из электронейтральности молекулы:
37 7 2 1 21 4 11121 KMnO 4 C 2 H 5 OH MnO 2 CH 3 COH KOH H 2 O. Теперь определим число присоединённых и отданных электронов и расставим коэффициенты у формул веществ, в которых элементы поменяли степени окисления: 7 2 1 21 4 11121 2KMnO 4 3C 2 H 5 OH 2MnO 2 3CH 3 COH KOH H 2 O. (7 4) 3e 2 (1(2)) 2e Дальше расставим коэффициенты и у других формул: 7 2 1 21 4 11 121 2KMnO 4 3C 2 H 5 OH = 2MnO 2 3CH 3 COH KOH H 2 O. (7 4) 2 (1(2)) 2e 3e Как видно, всё очень просто и быстро. За время моей преподавательской деятельности у меня собралось большое количество схем непростых химических реакций. Надеюсь, они будут полезны и заинтересуют тех, кто хочет развить у своих учеников навыки расстановки коэффициентов: t 1) Fe Fe(NO 3 ) 3 Na 2 CO 3 Na 2 FeO 4 NaNO 2 CO 2 ; 2) Fe 3 O 4 Fe(NO 3 ) 3 K 2 CO t 3 K 2 FeO 4 KNO 2 CO 2 ; 3) Fe 3 O 4 Na 2 FeO 4 H 2 SO 4 Na 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 H 2 O; 4) KMnO 4 Fe 3 O 4 H 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 MnSO 4 K 2 SO 4 H 2 O; 5) Cr(OH) 2 ClO 2 Cr(ClO 3 ) 3 CrCl 3 H 2 O; 6) FeSO 4 ClO 2 SO 3 Fe(ClO 3 ) 3 FeCl 3 ; 7) Fe 3 O 4 HBrO 3 FeBr 3 Fe(BrO 3 ) 3 H 2 O; 8) FeS 2 HNO 3 Fe 2 (SO 4 ) 3 H 2 SO 4 NO 2 H 2 O; 9) FeS HNO 3 Fe 2 (SO 4 ) 3 Fe(NO 3 ) 3 NO 2 H 2 O; 10) NH 4 ClO 4 Al N 2 Cl 2 Al 2 O 3 H 2 O; 11) NH 4 ClO 4 SnS t N 2 Cl 2 SnO 2 SO 3 H 2 O; 12) PH 4 I HIO t 3 I 2 HPO 3 H 2 O; 13) Al Al(NO 3 ) 3 H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 NH 4 HSO 4 H 2 O; 14) Cr 2 (SO 4 ) 3 Al NaOH H 2 O CrS Na 2 S Na[Al(OH) 4 ]; 15) Fe(CrO 2 ) 2 O 3 K 2 CO 3 KFeO 2 K 2 CrO 4 O 2 CO 2 ; 16) MnSO 4 Pb 3 O 4 H 2 SO 4 HMnO 4 PbSO 4 H 2 O; 17) Na 2 S 2 O 7 Ag 2 S SO 2 Na 2 SO 4 Ag 2 SO 4 ; 18) Na 2 S 2 O 7 Fe(CrO 2 ) t 2 Na 2 SO 4 Cr 2 (SO 4 ) 3 Fe 2 (SO 4 ) 3 SO 2 ; 19) NH 4 NO 3 Si KOH NH 3 K 2 SiO 3 H 2 O; 20) KO 2 (NH 4 ) 2 SO t 4 K 2 SO 4 N 2 H 2 O; 21) Fe 3 O 4 SO t 3 Fe 2 (SO 4 ) 3 SO 2 ; 22) K 2 Cr 2 O 7 Fe(CrO 2 ) t 2 KCrO 2 Cr 2 O 3 Fe 2 O 3 ; 23) HNO 3 Pb 3 O t 4 Pb(NO 3 ) 2 O 2 H 2 O; 24) K 2 S 2 O 3 O 3 H 2 O KHSO 4 O 2 ; 25) Na 2 S 2 O 3 Na 2 S 2 O t 7 Na 2 SO 4 SO 2 ; 26) NH 4 H 2 PO 4 Na[AlH 4 ] t NH 3 PH 3 Na[Al(OH) 4 ]; 27) Na[AlH 4 ] Al(NO 3 ) 3 H 2 SO 4 NaHSO 4 NH 4 HSO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 H 2 O; 28) KClO 3 FeCl 2 K 2 CO 3 K 2 FeO 4 KCl CO 2 ; 29) NaCl CrO 2 Cl 2 H 2 SO 4 Cl 2 Na 2 SO 4 Cr 2 (SO 4 ) 3 H 2 O; 30) CrI 3 NH 4 NO t 3 Cr 2 O 3 I 2 N 2 H 2 O; 31) Na 2 S 2 O 8 FeI 2 Na 2 CO t 3 NaIO 3 Na 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 SO 2 CO 2 ;
38 32) PbO 2 KOH Fe(CrO 2 ) 2 H 2 O K 2 [Pb(OH) 4 ] K 2 CrO 4 Fe(OH) 3 ; 33) CaC 2 K 2 Cr 2 O 7 t Ca(CrO 2 ) 2 K 2 CO 3 C; 34) Cr(NO 3 ) 2 Na 2 CO 3 t Na 2 CrO 4 NaNO 2 CO 2 ; 35) (NH 4 ) 2 SO 4 Fe 3 O 4 t Fe N 2 SO 2 H 2 O; 36) Ba(NO 3 ) 2 (CrOH) 2 SO 4 H 2 O BaSO 4 NH 4 HSO 4 [Cr(OH) 2 ] 2 SO 4 Cr(OH) 3 ; 37) FeS 2 K 2 Cr 2 O 7 Na 2 CO 3 t NaFeO 2 KСrO 2 Na 2 SO 4 CO 2 ; 38) Ba(MnO 4 ) 2 K 2 S 2 O 3 H 2 O MnO 2 BaSO 4 K 2 SO 4 KOH; 39) ClO 2 FeS SO 3 FeCl 3 Fe(ClO 3 ) 3 ; 40) ClO 2 FeS 2 SO 3 FeCl 3 Fe(ClO 3 ) 3 Сl 2 ; 41) Cu 2 S ClO 2 SO 3 CuCl 2 Cu(ClO 3 ) 2 ; 42) O 3 CrSO 4 H 2 O O 2 H 2 Cr 2 O 7 H 2 SO 4 ; 43) CuCl HClO 3 CuCl 2 Cu(ClO 3 ) 2 H 2 O; 44) AgNO 3 Al KOH H 2 O Ag NH 3 K[Al(OH) 4 ]; 45) FeC 2 O 4 Br 2 NaOH Na 2 FeO 4 NaBr CO 2 H 2 O; 46) K 4 [Fe(CN) 6 ] H 2 SO 4 (конц.) H 2 O t KHSO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 NH 4 HSO 4 CO SO 2 ; 47) FeBr 2 HClO 3 Br 2 FeCl 3 Fe(ClO 3 ) 3 H 2 O; 48) NH 4 NO 2 O 3 Na 2 CO 3 NaNO 3 CO 2 O 2 H 2 O; 49) H 2 O 2 Mn 3 O 4 HNO 3 Mn(NO 3 ) 2 O 2 H 2 O; 50) Mn(NO 3 ) 2 (NH 4 ) 2 S 2 O 8 H 2 O HMnO 4 HNO 3 (NH 4 ) 2 SO 4 H 2 SO 4 ; 51) Sn(OH) 2 NO 2 Sn(NO 3 ) 4 NO H 2 O; 52) FeSO 4 NaMnO 4 H 2 O MnO 2 Na 2 SO 4 [Fe(OH) 2 ] 2 SO 4 (FeOH)SO 4 ; 53) (NH 3 OH) 2 SO 4 SnCl 2 H 2 SO 4 NH 4 HSO 4 SnCl 4 Sn(SO 4 ) 2 H 2 O; 54) OF 2 NaFeO 2 Na 2 FeO 4 FeF 3 O 2 ; 55) (N 2 H 5 ) 2 SO 4 NH 4 ClO 4 t N 2 Cl 2 SO 2 H 2 O; 56) Cu(BrO 3 ) 2 HI CuI I 2 Br 2 H 2 O; 57) Fe(NO 3 ) 3 FeI 2 H 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 I 2 NO H 2 O; 58) NH 4 NCS HNO 3 (конц.) NH 4 NO 3 CO 2 H 2 SO 4 H 2 O NO 2 ; 59) Cr(NO 3 ) 3 K 2 CO 3 t K 2 CrO 4 KNO 2 KNO 3 CO 2 ; 60) CrO Cr(NO 3 ) 3 Na 2 CO 3 t Na 2 CrO 4 NaNO 2 CO 2 ; 61) Fe(NCS) 2 H 2 SO 4 (конц.) t Fe 2 (SO 4 ) 3 SO 2 NH 4 HSO 4 CO 2 H 2 O; 62) K 3 [CuI 4 ] Na 2 S 2 O 7 t Na 2 SO 4 K 2 SO 4 CuSO 4 SO 2 I 2 ; 63) FeS 2 Na 2 S 2 O 7 t Fe 2 (SO 4 ) 3 Na 2 SO 4 SO 2 ; 64) P 2 S 3 (NO 2 ) (ClO 4 ) SO 3 P 2 O 5 N 2 Cl 2 ; 65) NH 4 NCS (NO 2 ) (ClO 4 ) N 2 CO 2 SO 3 Cl 2 H 2 O; 66) (NH 4 ) 2 CrO 4 Fe 2 O 3 t N 2 Cr 2 O 3 Fe 3 O 4 H 2 O; 67) (NO 2 ) (ClO 4 ) P 2 S 3 NO Cl 2 P 2 O 5 SO 3 ; 68) Mn 3 O 4 NH 4 Cl MnCl 2 Cl 2 N 2 NH 3 H 2 O; 69) K 2 S 2 O 8 BaI 2 t BaSO 4 K 2 SO 4 I(IO 3 ) 3 SO 2 ; 70) (NO) (HS 2 O 7 ) Fe(C 5 H 5 ) 2 N 2 Fe 2 (SO 4 ) 3 CO 2 SO 2 H 2 O. Литература Берг, Л. Г. Способы подбора коэффициентов в химических уравнениях / Л. Г. Берг. Казань : Изд-во Казанского университета, 1959.
docplayer.ru
