Файл: М. Н. Назаров, Ю. И.docx

ионов H⁺ , поэтому раствор ZnSO₄ имеет кислую реакцию (pH 7);

в) хлорид хрома (III) – соль сильной кислоты и слабого основания, т.е.

гидролиз идет по катиону:

I ступень

Cr³⁺ + HOH CrOH²⁺ + H⁺ CrCl₃ + HOH CrOHCl₂ + HCl

II ступень

CrOH⁺ + HOH Cr(OH)₂⁺ + H⁺ CrOHCl₂ + HOH Cr(OH)₂Cl + HCl

Раствор имеет кислую реакцию (pH 7);

г) хлорид бария – соль сильной кислоты и сильного основания, гидролизу не подвергается, так как ни Ba²⁺, ни Cl^- не способны взаимодействовать с водой с образованием слабого электролита.

Ионное равновесие воды HOH H⁺ + OH^- не нарушается, среда остается нейтральной (pH = 7).

Пример 2. Какие продукты образуются при смешивании растворов Al(NO₃)₃ и K₂CO₃ Составьте ионное и молекулярное уравнение реакции.

Решение

Карбонат натрия гидролизуется по аниону, сульфат алюминия – по аниону, т.е. в растворах этих солей, взятых порознь, имеют место равновесия:

CO₃^2- + HOH HCO₃^- + OH^- Al³⁺ + HOH AlOH⁺ + H⁺

и гидролиз практически ограничивается этой первой стадией. Если смешать

эти растворы, то ионы OH^- и H⁺ связываются, образуя молекулу слабого электролита – воды. Уход

---

ионов из сферы реакции смещает оба равновесия вправо и активизирует последующие ступени гидролиза:

HCO₃^- + HOH H₂CO₃ + OH^-, AlOH²⁺ + HOH Al(OH)₂⁺ + H⁺, Al(OH)₂⁺ + HOH Al(OH)₃ + H⁺,

т.е. гидролиз по катиону и аниону взаимно усиливают друг друга, что, в

конечном счете, приводит к образованию кислоты и основания:

3CO₂

---

*Принять, что имеет место две ступени гидролиза.

14. Окислительно- восстановительные реакции

Окислительно–восстановительными реакциями (ОВР) называются реакции, идущие с изменением степеней окисления всех, некоторых или хотя бы одного элемента.

Степенью окисления называется заряд атома, вычисленный исходя из условного предположения, что все связи в молекуле ионные. Другими словами: степень окисления- это тот условный заряд, который приобрел бы атом элемента, если предположить, что он принял или отдал то или иное число электронов.

Примеры ОВР:

2Zn⁰+O₂=2Zn⁺²O^-2

3H₂S^-2+S⁺⁴O₂=3S⁰+3H₂O


2

2

2
2KMn⁺⁷O₄+16 HCl^-1=5Cl⁰ +2KCl+2Mn⁺²Cl +8H O

При определении степени окисления атомов в соединениях следует учитывать:

• 
  водород почти во всех соединениях проявляет степень окисления +1. Исключение - гидриды металлов (например NaH^-1, CaH₂^-1);
  
• 
  кислород во всех соединениях, за исключением пероксидов (например H₂O₂^-1) и O⁺²F₂, обладает степенью окисления -2 ;
  
• 
  сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна нулю;
  
• 
  степени окисления атомов в простых веществах (H₂, Cl₂, сера, графит и др.) равны нулю.
  

---

Изменение степеней окисления атомов в ходе ОВР вызвано переносом электронов от восстановителя к окислителю.

Окислителем является атом (молекула или ион), принимающий электроны; восстановителем - атом (молекула или ион), отдающий электроны.

Окислитель в процессе реакции восстанавливается, восстановитель - окисляется.

Окисление - процесс приема электронов, восстановление – процесс их отдачи.
В приведенных выше уравнениях Zn⁰, S^-2, Cl^-1 - восстановители, в ходе реакций окисляются, повышая степени окисления соответственно до Zn⁺², S⁰, Cl⁰; O⁰, S⁺⁴, Mn⁺⁷- окислители, в ходе реакций восстанавливаются, понижая степени окисления соответственно до O^-2, S⁰,Mn⁺².

Окислительные свойства характерны:

а) для типичных неметаллов (F₂, Cl₂, O₂ и др.) в свободном состоянии;

б) кислородсодержащих кислот и их солей (H₂SO₄, HNO₃, нитраты, кислородсодержащие кислоты галогенов и их соли, KMnO₄, K₂Cr₂O₇ и др.);

в) водорода в составе неорганических кислот;

г) ионов металлов, находящихся в высшей степени окисления (Fe³⁺, Cu²⁺, Hg²⁺ и др.)

К важнейшим восстановителям принадлежат: а) активные металлы- металлы Ia, IIa подгрупп, Zn, Fe, Al и др.; б) анионы бескислородных кислот (HCl, HBr, HI, H₂S) и их соли; в) металлы в низшей степени окисления (Sn²⁺, Fe²⁺, Cu⁺ и др.).

ОВР подчиняются не только закону сохранения массы, но и закону сохранения электрического заряда, т.е. число электронов, отданных в данной

---

реакции восстановителем, должно равняться числу электронов, присоединенных окислителем. Поэтому подбор коэффициентов ОВР осуществляют с таким расчетом, чтобы соблюдался баланс по электронам.

При составлении ОВР методом электронного баланса:

• 
  записывают схему реакции:
  

Na₂SO₃+KMnO₄+H₂SO₄ Na₂SO₄+MnSO₄+K₂SO₄+H₂O;

• 
  определяют элементы, атомы которых изменяют степень окисления в ходе реакций:
  

Na₂S⁺⁴O₃ + KMn⁺⁷O₄+H₂SO₄ Na₂S⁺⁶O₄+Mn⁺²SO₄+K₂SO₄+H₂O;

• 
  составляют электронные уравнения процессов окисления и восстановления: S⁺⁴- 2 e S⁺⁶ (окисление, S⁺⁴-восстановитель)
  

Mn⁺⁷+5 e Mn⁺² (восстановление, Mn⁺⁷- окислитель);

• 
  устанавливают баланс по электронам, умножая полученные электронные уравнения на наименьшие множители, определяемые найденными числами электронов:
  

S⁺⁴- 2 e S⁺⁶ 5 5S⁺⁴-10 e 5S⁺⁶
Mn⁺⁷+5 e Mn⁺² 2 2Mn⁺⁷+10 e 2Mn⁺²;

• 
  переносят найденные коэффициенты из электронных уравнений в молекулярное:
  

---