Задачи

Составьте полное ионное уравнение окислительно-восстановительной реакции и определите, насколько полно пойдет процесс.

Составьте полное ионное уравнение окислительно-восстановительной реакции и определите, насколько полно пойдет процесс.

NaNO2 + KMnO4 + H2SO4 → …

Решение:

При составлении полного уравнения окислительно-восстановительной реакции рекомендуется придерживаться следующего порядка:

1) Выписываем стандартные окислительно-восстановительные потенциалы и определяем, какая частица будет обладать наибольшими окислительными и какая наибольшими восстановительными свойствами.

E°(MnO4–+8H+/Mn2++4H2O) = 1,51B; E°(NO3–+2H+/NO2–+H2O) = 0,94В

Так как E1>E2, наибольшими окислительными свойствами будет обладать MnO4–, а восстановительными NO2–.

2) Записываем схемы превращения для окислителя и восстановителя.

MnO4– → Mn2+;NO2 → NO3

3) Составляем полуреакции, для этого уравниваем количество атомов в левой и правой части. В кислой среде кислород добавляется в виде молекул воды.

MnO4– + 8H+ → Mn2+ + 4H2O; NO2 + H2O → NO3 + 2H+

4) Подсчитываем суммарный заряд в левой и правой частях полуреакций.

MnO4– + 8H+ (+7) / Mn2+ + 4H2O (+2); NO2 + H2O (–1) / NO3– + 2H+ (+1)

5) Уравниваем заряд левой и правой части. В данных полуреакциях для выравнивания заряда требуется в первой полуреакции слева добавить 5 электронов, а от второй отнять два электрона:

MnO4– + 8H+ + 5ē → Mn2+ + 4H2O

NO2– + H2O – 2ē → NO3– + 2H+

6) Составляем полное ионное уравнение. Учитывая, что электронный обмен является эквивалентным по правилу наименьшего кратного, определяем количество перераспределенных электронов, почленно перемножаем полуреакции на найденные коэффициенты, суммируем их и записываем полное ионное уравнение:

2 | MnO4– + 8H+ + 5ē → Mn2+ + 4H2O

5 | NO2 + H2O – 2ē → NO3 + 2H+

2MnO4– + 16H+ + 5NO2 + 5H2O → 2Mn2+ + 8H2O + 5NO3 + 10H+

7) Сокращаем одноименные частицы в левой и правой частях уравнения.

2MnO4– + 6H+ + 5NO2– → 2Mn2+ + 3H2O + 5NO3

8) Переходим от полного ионного уравнения к молекулярному. Для этого по левой части уравнения смотрим, какие ионы и в каком количестве могут присоединяться из тех, которые есть в растворе. Столько же ионов добавляем к правой части.

2MnO4 + 6H+ + 5NO2– → 2Mn2+ + 3H2O + 5NO3

2K+ + 3SO42– + 5Na+ → 2K+ + 3SO42– + 5Na+

2KMnO4 + 3H2SO4 + 5NaNO2 = 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O + 5NaNO3

9) Для того, чтобы определить насколько полно протекает процесс, необходимо рассчитать Kp, которая показывает, во сколько раз продуктов реакции больше, чем реагентов. Kp рассчитывается по уравнению:

Kp= clip_image002 , где n – количество перераспределенных электронов, для данной

реакции n = 10; ∆Е – ЭДС реакции.

Для расчета ∆Е реакции из стандартного потенциала пары, обладающей наибольшими окислительными свойствами, отнимают потенциал пары, обладающей наибольшими восстановительными свойствами.

∆Е = Ео – Ев

∆Е = E°(MnO4+8H+/Mn2++4H2O) – E°(NO3+2H+/NO2+H2O) = 1,51 – 0,94 = 0,57В

Kp = = clip_image004= 1097

Величина Kp свидетельствует о большом смещении равновесия в сторону образования продуктов реакции.

Пермь Питер Пятигорск