Блог вчителя хімії та біології Ноженко Ірини Володимирівни: Учнівська сторінка

Контрольні роботи з біології

https://drive.google.com/drive/folders/0B0hywSMlAzRNLWhYUEd

Алгоритм складання рівнянь окисно-відновних реакцій методом електронного балансу:

1. Записати схему реакції з усіма реагентами та продуктами без коефіцієнтів.
2. Визначити ступені окиснення всіх елементів у кожній сполуці.
3. Позначити елементи, які змінюють ступінь окиснення внаслідок перебігу реакції.
4. Скласти електронні схеми процесів окиснення та відновлення
5. Підібрати коефіцієнти в цих схемах так, щоб загальне число електронів, які формально віддає відновник, дорівнювало загальному числу електронів, які формально приєднує окисник.
6. Надати остаточного вигляду рівнянню реакції, добираючи коефіцієнти для решти учасників реакції.
Для прикладу складемо рівняння наступної реакції:

MnO₂ + KClO₃ + KOH → K₂MnO₄ + KCl + H₂O (8)

1. Визначаємо ступені окиснення:

Mn⁽⁺⁴⁾O₂^(–2) + K⁽⁺¹⁾Cl⁽⁺⁵⁾O₃^(–2) + K⁽⁺¹⁾O^(–2)H⁽⁺¹⁾ → K₂⁽⁺¹⁾Mn⁽⁺⁶⁾O₄^(–2) + K⁽⁺¹⁾Cl^(–1) + H₂⁽⁺¹⁾O^(–2)

2. Змінюють ступені окиснення Mn та Cl. Складаємо електронні схеми процесів окиснення та відновлення:

Mn⁽⁺⁴⁾ – 2e^–→ Mn⁽⁺⁶⁾ | відновник, процес окиснення

Cl⁽⁺⁵⁾ + 6e^– → Cl^(–1) | окисник, процес відновлення

3. Складаємо баланс електронів. Один атом Mn віддає два електрони, а один атом Cl приєднує 6 електронів. Щоб кількість електронів, які віддає відновник дорівнювала кількості електронів, які приєднує окисник домножимо електронну схему окиснення на 3:

3Mn⁽⁺⁴⁾ – 6e^–→ 3Mn⁽⁺⁶⁾

Cl⁽⁺⁵⁾ + 6e^– → Cl^(–1)

4. Коефіцієнти, які стоять в електронних схемах біля окисника та відновника переносимо у молекулярне рівняння. Таким чином урівнюємо речовини в яких елементи змінюють ступені окиснення:

3MnO₂ + KClO₃ + KOH → 3K₂MnO₄ + KCl + H₂O

5. Розставляємо коефіцієнти біля інших речовин методом підбору. Рекомендую урівнювати кількість атомів елементів в наступному порядку: металічні елементи → неметалічні елементи → Гідроген → Оксиген. За Оксигеном перевіряємо правильність складання рівняння реакції:

3MnO₂ + KClO₃ + 6KOH = 3K₂MnO₄ + KCl + 3H₂O

Даний алгоритм розглядається практично в усіх навчальних посібниках. Однак, намагаючись скласти рівняння, навіть, найпростішої реакції горіння водню в нас можуть виникнути проблеми. Давайте в цьому переконаємось.

H₂ + O₂ → H₂O (9)

1. Визначаємо ступені окиснення:

H₂⁽⁰⁾ + O₂⁽⁰⁾ → H₂⁽⁺¹⁾O^(–2)

2. Складаємо електронні схеми процесів:

H⁽⁰⁾ – e^–→ H⁽⁺¹⁾ | відновник, процес окиснення

O⁽⁰⁾ + 2e^– → O^(–2) | окисник, процес відновлення

3. Складаємо електронний баланс:

2H⁽⁰⁾ – 2e^–→ 2H⁽⁺¹⁾

O⁽⁰⁾ + 2e^– → O^(–2)

4. При спробі перенести коефіцієнти в нас не вийде скласти рівняння реакції, так як в схемі електронного процесу відновлення є один атом Оксигену, а в молекулярному рівнянні молекула кисню складається з двох атомів Оксигену. В такому випадку необхідно або записувати дробові коефіцієнти при складанні рівняння реакції:

H₂ + 0,5O₂ → H₂O

або в схему електронного процесу вписувати ту кількість атомів, яка міститься в молекулі:

2H⁽⁰⁾ – 2e^–→ 2H⁽⁺¹⁾ | відновник, процес окиснення

2O⁽⁰⁾ + 4e^– → 2O^(–2) | окисник, процес відновлення

Другий випадок кращий, так як дозволяє відразу поставити відповідні коефіцієнти. Складаємо електронний баланс

4H⁽⁰⁾ – 4e^–→ 4H⁽⁺¹⁾

2O⁽⁰⁾ + 4e^– → 2O^(–2)

5. Складаємо рівняння реакції:

2H₂ + O₂ = 2H₂O

Варто відзначити, що для простих речовин прийнято в схемі електронного процесу записувати їхні молекули. Для реакції горіння водню дані процеси будуть мати наступний вигляд:

H₂⁽⁰⁾ – 2e^–→ 2H⁽⁺¹⁾ | відновник, процес окиснення

O₂⁽⁰⁾ + 4e^– → 2O^(–2) | окисник, процес відновлення

А електронний баланс:

2H₂⁽⁰⁾ – 4e^–→ 4H⁽⁺¹⁾

O₂⁽⁰⁾ + 4e^– → 2O^(–2)

Крім того, існує ще ряд додаткових правил, яких слід дотримуватись при складанні рівнянь даним методом. Це стосується процесів дисмутації та конмутації, внутрішньомолекулярних окисно-відновних реакцій, реакцій за участю органічних речовин, реакцій в яких речовина містить декілька відновників та декілька окисників, а також реакцій в яких частина молекул речовини бере участь в окисно-відновних процесах, а частина в реакціях йонного-обміну. Особливості складання рівнянь даних реакцій я опишу в наступних публікаціях.
Метод електронного балансу найкраще підходить для реакцій, які відбуваються між газами та твердими тілами.
Переваги методу електронного балансу:
1. Зручно використовувати для найпростіших ОВР.
2. Порівняно з іншими методами є швидкий.
Недоліки методу електронного балансу:
1. Найбільшим недоліком даного методу є те, що він використовується лише для добору коефіцієнтів для схеми в якій відомі всі реагенти та продукти реакції. Якщо невідомі реагенти або продукти то найкраще використовувати метод йонно-молекулярних реакцій.

2. Даний метод незручно використовувати для ОВР в органічній хімії. Обмежене використання має в реакціях з кількома відновниками та окисниками та в деяких інших випадках.