Дисперсные системы. Растворы (стр. 15 )

KMnO4 + NaNO2 + H2O ® MnO2 + NaNO3 + KOH

Ионно-молекулярная схема реакции:

K+ + MnO + Na+ + NO + H2O ® MnO2 + Na+ + NO+ K+ + OH

Краткая ионно-молекулярная схема:

+7 +3 +4 +5

MnO + NO + H2O ® MnO2 + NO + OH-

ок-ль в-ль продукт в-ния продукт ок-ия

Уравнения полуреакций:

2 MnO + 2H2O + 3eˉ ® MnO2+4OH-процесс восстановления

6 -1 +(-3) = -4

3 NO + H2O – 2eˉ ® NO + 2H+ - процесс окисления

-1 - (-2) = +1

2MnO + 4H2O + 3NO + 3 H2O ® 2MnO2 + 8 OH - + 3NO + 6H+.

Приводим подобные, учитывая:

8 ОН+ 6Н+ = 6Н2О + 2ОН.

Краткое ионно-молекулярное уравнение:

2MnO + 3NO + H2O ® 2MnO2 + 3 NO + 2OH.

В молекулярной форме уравнение имеет вид

2KMnO4 + 3NaNO2 + H2O ® 2MnO2 + 3NaNO3 + 2KOH.

Баланс по частицам, которые не участвовали в ОВР: Na+ (3 = 3); K+ ( 2 = 2). Баланс по кислороду: 15 = 15.

3. Щелочная среда.

Молекулярная схема реакции:

KMnO4 + NaNO2 + KOH ® K2MnO4 + NaNO3 + H2O.

Ионно-молекулярная схема реакции:

K++MnO + Na++NO + K++ OH® 2K++MnO + Na++NO + H2O.

Краткая ионно-молекулярная схема реакции:

+7 +3 +6 +5

MnO + NO +OH® MnO + NO + H2O

oк-ль в-ль продукт в-ния продукт ок-ия

Уравнения полуреакций:

2 MnO + 1e - ® MnO – процесс восстановления

1 NO + 2OH - 2e - ® NO + H2O – процесс окисления

-3 - (-2) = -1

2 MnO + NO +2OH® 2MnO + NO + H2O (краткое ионно-молекулярное уравнение).

В молекулярной форме уравнение имеет вид

2KMnO4 + NaNO2 + 2KOH ® 2K2MnO4 + NaNO3 + H2O

Баланс по частицам, которые не участвовали в ОВР: К+ (4 = 4); Na+ (1 = 1). Баланс по кислороду: 12 = 12.

9.2. Восстановители и окислители

Для протекания химической ОВР необходимо присутствие атомов, молекул или ионов, взаимно противоположных по способности отдавать или присоединять электроны.

Окислительно-восстановительные свойства элементов зависят от их положения в периодической системе элементов и от их степени окисления в составе веществ.

В периодах системы с повышением порядкового номера элемента восстановительные свойства простых веществ понижаются, а окислительные возрастают и становятся максимальными у галогенов. Так, в 3-м периоде натрий – самый активный восстановитель, а хлор - самый активный окислитель. Объясняется это строением атомов элементов (раздел 2.13).

В группах периодической системы с повышением порядкового номера элемента, т. е. сверху вниз, возрастают восстановительные свойства простых веществ, а окислительные - убывают. Так, в главной подгруппе VI группы кислород – окислитель, сера проявляет слабые окислительные свойства, а теллур в некоторых реакциях уже является восстановителем. Это объясняется возрастанием сверху вниз числа энергетических уровней атомов, их радиус становится больше и, следовательно, внешние электроны слабее удерживаются.

Атомы металлов присоединять электроны не могут, они обладают только восстановительными свойствами, поэтому металлы часто называют элементами - восстановителями. Атомы металлических элементов содержат на внешнем уровне главным образом по 1-2 электрона. Таковыми являются элементы главных подгрупп 1-2 группы, элементы побочных подгрупп, лантаноиды и актиноиды.

Для неметаллов более характерно присоединение электронов, поэтому часто неметаллы называют элементами – окислителями. Атомы неметаллических элементов содержат на внешнем уровне 4-7 электронов, как правило. Наиболее активно присоединяют электроны атомы фтора, который имеет саму высокую электроотрицательность, является самым сильным окислителем и в реакциях не отдаёт электронов. За ним по величине электроотрицательности и, следовательно, по окислительной способности идёт кислород, атомы которого могут отдавать электроны только атомам фтора. Другие неметаллы могут не только принимать, но и отдавать электроны, а значит, проявляют не только окислительные, но и восстановительные свойства. Последние, однако, у них выражены много слабее, чем окислительные. Все зависит от того, с каким веществом вступает в реакцию данный неметалл. Если это восстановитель, то атом неметалла проявляет окислительные свойства. Например, сера является окислителем в реакции взаимодействия с железом; при взаимодействии с кислородом, наоборот, сера проявляет свойства восстановителя:

Наиболее ярко восстановительные и окислительные свойства выражены у атомов элементов «крайних» групп периодической системы – щелочных металлов и галогенов. Лучшие восстановители – щелочные металлы и наиболее активный из них - франций. Лучшие окислители – галогены и наиболее активный из них фтор. По мере приближения к середине периодической системы, к 4 группе, как восстановительные, так и окислительные свойства атомов становятся менее ярко выраженными.