Инструкция
1
Если реакция не является окислительно-восстановительной, т.е. проходит без изменения степеней окисления, то подбор коэффициентов сводится к простым математическим подсчетам. Количество веществ, полученных в результате реакции, должно быть равным количеству веществ, вступающих в нее. Например: BaCl2 + K2SO4 = BaSO4 + KCl. Считаем количества веществ. Ba: 2 в левой части уравнения - 2 в правой. Cl: 2 в левой – 1 в правой. Уравниваем, ставим коэффициент 2 перед KCl. Получаем: BaCl2 + К2SO4 = BaSO4 + 2KCl. Подсчитываем количества остальных веществ, все они совпадают.
2
В окислительно-восстановительной реакции, т.е. реакции проходящей с изменением степеней окисления, коэффициенты расставляют или методом электронного баланса, или методом полуреакции.
Метод электронного баланса заключается в уравнивании числа электронов, отданных восстановителем и числа электронов принятых окислителем. Следует отметить, что восстановитель – атом, молекула или ион, который отдает электроны, а окислитель – атом, молекула или ион, присоединяющий электроны. Разберем на примере: H2S + KMnO4 + H2SO4 = S + MnSO4 + K2SO4 + H2O. Сначала определяем какие вещества поменяли степень окисления. Это Mn(от +7 до +2), S(от -2 до 0). Показываем процесс отдачи и присоединения электронов с помощью электронных уравнений. Коэффициенты находим по правилу наименьшего кратного множителя.
Mn(+7) +5e = Mn(+2) / 2
S(-2) – 2e = S(0) / 5
Далее в уравнение реакции подставляем полученные коэффициенты: 5H2S + 2KMnO4 + H2SO4 = 5S + 2MnSO4 + K2SO4 + H2O. Но уравнивание на этом заканчивается очень редко, необходимо еще подсчитать количества остальных веществ и уравнять их, как мы делали это в реакциях без изменения степеней окисления. После уравнивания получим: 5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5S + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O.
Метод электронного баланса заключается в уравнивании числа электронов, отданных восстановителем и числа электронов принятых окислителем. Следует отметить, что восстановитель – атом, молекула или ион, который отдает электроны, а окислитель – атом, молекула или ион, присоединяющий электроны. Разберем на примере: H2S + KMnO4 + H2SO4 = S + MnSO4 + K2SO4 + H2O. Сначала определяем какие вещества поменяли степень окисления. Это Mn(от +7 до +2), S(от -2 до 0). Показываем процесс отдачи и присоединения электронов с помощью электронных уравнений. Коэффициенты находим по правилу наименьшего кратного множителя.
Mn(+7) +5e = Mn(+2) / 2
S(-2) – 2e = S(0) / 5
Далее в уравнение реакции подставляем полученные коэффициенты: 5H2S + 2KMnO4 + H2SO4 = 5S + 2MnSO4 + K2SO4 + H2O. Но уравнивание на этом заканчивается очень редко, необходимо еще подсчитать количества остальных веществ и уравнять их, как мы делали это в реакциях без изменения степеней окисления. После уравнивания получим: 5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5S + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O.
3
Следующий метод заключается в составлении полуреакций, т.е. берутся уже ионы, реально существующие в растворе (например, не Mn(+7), а MnO4(-1)). Затем полуреакции суммируются в общее уравнение и с его помощью расставляются коэффициенты. Для примера возьмем ту же реакцию: H2S + KMnO4 + H2SO4 = S + MnSO4 + K2SO4 + H2O.
Составляем полуреакции.
MnO4 (-1) – Mn (+2). Смотрим на среду реакции, в данном случае она кислая, из-за присутствия серной кислоты. Значит уравниваем протонами водорода, не забываем восполнить недостающий кислород водой. Получаем: MnO4 (-1) + 8H(+1) + 5e = Mn (+2) +4H2O.
Другая полуреакция выглядит так: H2S – 2e = S + 2H(+1). Складываем обе полуреакции, предварительно уравняв число отданных и полученных электронов, используя правило наименьшего кратного множителя:
H2S – 2e = S + 2H(+1) / 5
MnO4 (-1) + 8H(+1) + 5e = Mn (+2) +4H2O / 2
5H2S + 2MnO4 (-1) + 16H(+1) = 5S + 10H(+1) + 2Mn (+2) +8H2O
Сократив протоны водорода, получаем:
5H2S + 2MnO4 (-1) + 6H(+1) = 5S + 2Mn (+2) +8H2O.
Переносим коэффициенты в уравнение в молекулярной форме:
5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5S + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O.
Как вы видите результат такой же, как и при применении метода электронного баланса.
При наличии щелочной среды полуреакции уравниваются с помощью гидроксид-ионов (OH(-1))
Составляем полуреакции.
MnO4 (-1) – Mn (+2). Смотрим на среду реакции, в данном случае она кислая, из-за присутствия серной кислоты. Значит уравниваем протонами водорода, не забываем восполнить недостающий кислород водой. Получаем: MnO4 (-1) + 8H(+1) + 5e = Mn (+2) +4H2O.
Другая полуреакция выглядит так: H2S – 2e = S + 2H(+1). Складываем обе полуреакции, предварительно уравняв число отданных и полученных электронов, используя правило наименьшего кратного множителя:
H2S – 2e = S + 2H(+1) / 5
MnO4 (-1) + 8H(+1) + 5e = Mn (+2) +4H2O / 2
5H2S + 2MnO4 (-1) + 16H(+1) = 5S + 10H(+1) + 2Mn (+2) +8H2O
Сократив протоны водорода, получаем:
5H2S + 2MnO4 (-1) + 6H(+1) = 5S + 2Mn (+2) +8H2O.
Переносим коэффициенты в уравнение в молекулярной форме:
5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5S + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O.
Как вы видите результат такой же, как и при применении метода электронного баланса.
При наличии щелочной среды полуреакции уравниваются с помощью гидроксид-ионов (OH(-1))
Видео по теме
Полезный совет
Внимательно подсчитывайте количества веществ в правой и левой частях уравнения. При несовпадении лучше пересчитать еще раз, вполне вероятно, что это всего лишь математическая ошибка.
Источники:
- "Пособие по химии", Г.П. Хомченко, 2005.
