Степени окисления атомов в простых веществах (построенных из атомов одного и того же элемента) принимаются равными нулю

		Химия
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №17022
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

Для реакций:

Составьте уравнения методом электронного баланса. Для каждой реакции укажите, какое вещество является окислителем, а какое – восстановителем и за счет каких атомов. Определите типы данных окислительно-восстановительных реакций.

Решение

Окислительно-восстановительные реакции характеризуются переходом электронов от одного вещества (восстановителя) к другому (окислителю). Для ответов на вопросы задачи вычислим степени окисления атомов, входящих в состав приведенных в уравнении реакции веществ, руководствуясь следующими правилами:

- степени окисления атомов в простых веществах (построенных из атомов одного и того же элемента) принимаются равными нулю;

- степень окисления атома водорода в соединениях с неметаллами равна +1;

- степень окисления атома кислорода в большинстве его соединениях равна -2 (к исключениям из правила относятся, например, пероксиды типа H2O2, в которых степень окисления атома О равна -1);

- степени окисления типичных металлов (I,II,III группы главные подгруппы периодической системы Д. И. Менделеева, кроме бора) в их соединениях постоянны и численно равны номеру группы, т.е. +1, +2, +3, соответственно;

- алгебраическая сумма степеней окисления атомов в молекуле равна нулю, в сложном ионе - заряду иона.

Запишем вычисленные степени окисления над символами элементов в уравнении реакции:

Для составления электронных уравнений выпишем атомы элементов, изменившие свои степени окисления, и укажем число электронов, отдаваемое или принимаемое атомами для осуществления такого изменения степеней окисления:

Атомы элементов As в первой реакции и Br во второй реакции (а также и вещества, в состав которых они входят Na3AsO3 в первой реакции и Br2 во второй реакции) являются восстановителями (отдают электроны) и участвуют в процессе окисления (процессе отдачи электронов). Атомы элементов Cr в первой реакции и Br во второй реакции (а также вещества, в состав которых они входят K2Cr2O7 в первой реакции и Br2 во второй реакции) являются окислителями (принимают электроны) и участвуют в процессах восстановления (процессе присоединения электронов):

Суммарное число электронов, отдаваемых в ходе реакции частицамивосстановителями, и суммарное число электронов, принимаемых в ходе реакции частицами-окислителями должны быть равны друг другу. На этом основан один из методов расстановки коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций, называемый методом электронного баланса. Для обеспечения указанного электронного равенства подберем множители к электронным уравнениям процессов окисления и восстановления, найдя наименьшее общее кратное для числа отданных и присоединенных электронов и поделив его на каждое из чисел.

Запишем полученные множители справа за чертой у каждого из уравнений:

Расстановку коэффициентов проведем в следующей последовательности:

- перенесем полученные в электронном балансе множители в левую и правую части уравнения реакции к формулам соответствующих веществ;

- уравняем атомы металлов;

- уравняем кислотные остатки;

- уравняем атомы водорода.

Итоговые коэффициенты в уравнениях данных реакций таковы:

Для проверки их правильности просуммируем число атомов кислорода в левой и правой части уравнения:

32 = 32

2 = 2

Значит коэффициенты расставлены верно. Для определения типа рассматриваемой окислительновосстановительной реакции воспользуемся следующей классификацией:

- межмолекулярные окислительно-восстановительные реакции (атом-окислитель и атом-восстановитель входят в состав разных веществ);

- внутримолекулярные окислительно-восстановительные реакции (атом-окислитель и атом-восстановитель входят в состав одного и того же вещества, являясь атомами разных элементов);

- реакции диспропорционирования (атом-окислитель и атомвосстановитель являются атомами одного и того же элемента в промежуточной степени окисления).

Рассматриваемые в задаче окислительно-восстановительные реакции относятся к типам:

Первая – межмолекулярная ОВР, т.к. (атом-окислитель и атомвосстановитель входят в состав разных веществ.

Вторая – реакция диспропорционирования, т.к. атом-окислитель и атомвосстановитель входят в состав одного и того же вещества, являясь атомами одного элемента