Учебное пособие: Окислительно-восстановительные реакции

N⁵⁺ + 3e®N²⁺ +3e 28

4. Оба элемента – и окислитель, и восстановитель – находятся в одной и той же молекуле. Это реакция внутримолекулярного окисления-восстановления и реакции диспропорционирования. Для удобства подбора коэффициентов в этом случае иногда можно рассматривать процесс как бы идущим справа налево. Например,

3HN³⁺ O₂ ® HN⁵⁺ O₃ + 2 N²⁺ O + H₂ O

N³⁺ + e ® N²⁺ 2

N³⁺ - 2e ® N⁵⁺ 1

Классификация окислительно-восстановительных реакций

Реакции межмолекулярного окисления-восстановления – это реакции, в которых атом-окислитель и атом-восстановитель принадлежат разным веществам. Эти вещества могут быть как простыми, так и сложными.

4N^3- H₃ + 3O⁰ ₂ ® 2N⁰ ₂ + 6H₂ O^2-

2N^3- - 6e®N⁰ ₂ 2 восстановитель

O⁰ ₂ + 4e® 2O^2- 3 окислитель

Реакции внутримолекулярного окисления-восстановления – это реакции, в которых атом-окислитель и атом-восстановитель входят в состав одной и той же молекулы или одного и того же иона.

Например, разложение хлората калия

2KCl⁵⁺ O^2- ₃ ® 2KCl^- + 3O⁰ ₂

Cl⁵⁺ + 6e®Cl^- 2 окислитель

2O^2- -4e ® O⁰ ₂ 3 восстановитель

Реакции диспропорционирования (самоокисление– самовосстановление) - это реакции, в которых функцию окислителя и восстановителя выполняет один и тот же атом молекулы или иона, находящийся в промежуточной степени окисления. Например:

4KCl⁵⁺ O₃ ® 3 KCl⁷⁺ O₄ + KCl^-

Cl⁵⁺ - 2e®Cl⁷⁺ 6 3 восстановитель

Cl⁵⁺ +6e®Cl^- 2 1 окислитель

Реакции конмутации – реакции внутримолекулярного окисления- восстановления, в результате которых происходит выравнивание степеней окисления атомов одного и того же элемента. Например:

N^3- H₄ N⁵⁺ O₃ = N₂ ¹⁺ O + 2H₂ O

Влияние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций

Реакции окисления-восстановления могут протекать в различных средах (кислой, нейтральной и щелочной), при этом в зависимости от среды может изменяться характер протекания реакции между одними и теми же веществами. Рассмотрим взаимодействие перманганата калия с сульфитом калия в различных средах.

а) Кислаясреда:

2KMn⁷⁺ O₄ + 5K₂ S⁴⁺ O₃ + 3H₂ SO₄ ® 2Mn²⁺ SO₄ + 6K₂ S⁶⁺ O₄ + 3H₂ O

Mn⁷⁺ + 5e ® Mn²⁺ 2

S⁴⁺ - 2e ® S⁶⁺ 5

б) Нейтральная среда:

2KMn⁷⁺ O₄ + 3K₂ S⁴⁺ O₃ + H₂ O ® 2Mn⁴⁺ O₂ + 3K₂ S⁶⁺ O₄ + 2KOH

Mn⁷⁺ + 3e ® Mn⁴⁺ 2

S⁴⁺ - 2e ® S⁶⁺ 3

в) Щелочная среда: