3As³⁺₂S^2-₃ + 28HN⁵⁺O₃ + 4H₂O  6H₃As⁵⁺O₄ + 9H₂S⁶⁺O₄ + 28N²⁺O

2 As³⁺ - 4e  2As⁵⁺ -28e 3

3 S^2- - 24  3S⁶⁺

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 + H₂O

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 + 3O⁰₂  2N⁰₂ + 6H₂O^2-

2 N^3- - 6e  N⁰₂ 2 восстановитель

O⁰₂ + 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^- + 3O⁰₂

C l⁵⁺ + 6e  Cl^- 2 окислитель

2O^2- -4e  O⁰₂ 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:

4 KCl⁵⁺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-H₄N⁵⁺O₃ = N₂¹⁺O + 2H₂O

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) Кислая среда:

2KMn⁷⁺O₄ + 5K₂S⁴⁺O₃ + 3H₂SO₄  2Mn²⁺SO₄ + 6K₂S⁶⁺O₄ + 3H₂O

M n⁷⁺ + 5e  Mn²⁺ 2

S⁴⁺ - 2e  S⁶⁺ 5
б) Нейтральная среда:

2KMn⁷⁺O₄ + 3K₂S⁴⁺O₃ + H₂O  2Mn⁴⁺O₂ + 3K₂S⁶⁺O₄ + 2KOH

M n⁷⁺ + 3e  Mn⁴⁺ 2

S⁴⁺ - 2e  S⁶⁺ 3

в) Щелочная среда:

2KMn⁷⁺O₄ + K₂S⁴⁺O₃ + 2KOH  K₂Mn⁶⁺O₄ + 2K₂S⁶⁺O₄ +H₂O

M n⁷⁺ + e  Mn⁶⁺ 2

S⁴⁺ - 2e  S⁶⁺ 1

Схематически это можно представить следующим образом:

Окисленная Восстановленная форма

Форма

Mn²⁺ - бесцветный

M n⁷⁺  MnО₂ - бурый осадок

MnО₄^2- - зеленый

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Опыт 1. Окислительные свойства перманганата калия в разных средах.

а) Окисление сульфита натрия (Na₂SO₃) перманганатом калия (KMnO₄) в кислой среде.

Налить в пробирку несколько капель (2 – 3) раствора перманганата калия, такой же объем 2Н раствора H₂SO₄, затем по каплям прибавлять сульфит натрия до полного обесцвечивания раствора.

В какую степень окисления переходит Mn⁺⁷ в кислой среде? Написать уравнение реакции, расставить коэффициенты и указать какую функцию выполняет в ней сульфит натрия и серная кислота.

б) Окисление сульфита натрия (Na₂SO₃) перманганатом калия (KMnO₄

---

) в нейтральной среде.

Налить в пробирку несколько капель (3 – 5) раствора перманганата калия и примерно такой же объем сульфита натрия. Как меняется в этом случае цвет раствора? Какое соединение образовалось в осадке? Какая степень окисления марганца устойчива в щелочной и слабоосновной среде? Написать уравнение реакции и расставить коэффициенты.

в) Окисление сульфита натрия (Na₂SO₃) перманганатом калия (KMnO₄) в щелочной среде.

Налить в пробирку 3 - 4 капли концентрированного раствора NaOH или KOH, такой же объем сульфита натрия (Na₂SO₃), затем 2 – 3 капли раствора KMnO₄. Как изменилась окраска раствора? Какой ион придает раствору такую окраску? Напишите уравнение реакции и расставьте коэффициенты.

На основании опытов а, б, в сделать общий вывод о характере продуктов восстановления перманганат-иона в зависимости от рН среды. В какой среде перманганат-ион проявляет более высокую окислительную активность?

Опыт 2. Окислительные свойства дихромата калия (K₂Cr₂O₇).

а) Окисление сульфата железа (II) дихроматом калия.

Налить в пробирку 2 – 3 капли раствора дихромата калия (K₂Cr₂O₇) и столько же 3Н раствора H₂SO₄, после чего по каплям приливать раствор сульфата железа (FeSO₄). Пока дихромат-ионы полностью не прореагируют, оранжевый их цвет в сочетании с цветом образовавшихся гидратированных ионов хрома (III), образует бурый раствор. Поэтому добавление по каплям раствора сульфата железа (II) следует вести до достижения устойчивой окраски. В какой цвет окрашен раствор? Какую функцию выполняет в этой реакции сульфат железа (II)?

Написать уравнение реакции и расставить коэффициенты.

б) Окисление сульфита натрия (Na₂SO₃) дихроматом калия (K₂Cr₂O₇).

Приготовить в пробирке, как в предыдущем опыте, раствор дихромата калия (K₂Cr₂O₇), подкисленный серной кислотой, и прибавлять к нему по каплям раствор сульфита натрия (Na₂SO₃) до достижения устойчивой окраски. Написать уравнение реакции, расставить коэффициенты и указать окислитель и восстановитель.

Опыт 3. Окислительно-восстановительные свойства соединений элементов, находящихся в промежуточной степени окисления.

Для того чтобы убедиться в окислительно-восстановительной двойственности нитрита натрия (NaNO₂), надо:

а) в одну пробирку поместить 3 – 4 капли раствора перманганата калия (KMnO

---

₄), подкислить раствор разбавленным раствором серной кислоты и добавить раствор нитрита натрия (NaNO₂) до обесцвечивания раствора;

б) в другую пробирку внести 3 – 4 капли раствора иодида калия (KI), подкислить разбавленным раствором серной кислоты и добавить раствор NaNO₂ до изменения окраски.

Как объяснить наблюдаемые явления? Написать уравнения реакций. В каком случае нитрит-ионы проявляют восстановительные и в каком окислительные свойства? При восстановлении нитрит-ионов выделяется азот, а при их окислении образуются нитрат-ионы.

Опыт 4. Внутримолекулярные окислительно-восстановительные процессы

а) Внутримолекулярное окисление-восстановление дихромата аммония ((NH₄)₂Cr₂O₇).

На железную или керамическую пластинку поместить 2 – 3 грамма дихромата аммония ((NH₄)₂Cr₂O₇), для начала реакции нагреть, после чего прекратить нагревание. Обратить внимание на особенности протекания реакции и ее продукты – газообразные (азот и пары воды) и твердый (Cr₂O₃ его цвет).

Написать уравнение реакции, расставить коэффициенты и указать окислитель и восстановитель.

б) Внутримолекулярное окисление-восстановление нитрата меди (II).

В пробирку внести несколько кристаллов нитрата меди (Cu(NO₃)₂∙3H₂O). Закрепить пробирку в штативе и осторожно нагревать, наблюдая изменение цвета кристаллов и цвета выделяющегося газа. Написать уравнение реакции разложения нитрата меди (II), учитывая окраску возможных продуктов реакции: безводный Cu(NO₃)₂ – белый; Cu(NO₂)₂ – не существует; CuO – черный; Cu – красный; N₂, NO, и О₂ – бесцветные газы; NO₂ – бурый газ.

Указать окислитель и восстановитель в молекуле нитрата меди (II).

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
Подберите коэффициенты методом электронного баланса в уравнениях реакций, укажите окислитель и восстановитель.
1. K₂MnO₄ + H₂O = KMnO₄ +MnO₂ +KOH

2. PbS + H₂O₂ = PbSO₄ + H₂O

3. NaBrO₃ +NaBr + H₂SO₄ = Br₂ + Na₂SO₄ + H₂O

4. CuI +H₂SO₄ +KMnO₄ = CuSO₄ + I₂ +MnSO₄ +K₂SO₄ +H₂O

5. CaH₂+ H₂O = Ca(OH)₂ + H₂

6. Na₃Cr(OH)₆ + NaOH +PbO₂ = Na₂CrO₄ +H₂O + Na₂ Pb(OH)₄

7. Cr(NO₃)₃ = Cr₂O₃ + NO₂ + O₂

8. Fe₂O₃ + KNO₃ + KOH = K₂FeO₄ + KNO₂ +H₂O

9. Cr₂O₃ + Na₂CO₃ + O₂ = Na₂

---

CrO₄ + CO₂

10. Na₂SO₃ = Na₂S + Na₂SO₄

11. Cr₂O₃ + NaNO₃ + NaOH = Na₂CrO₄ + NaNO₂ + H₂O

12. K₂Cr₂O₇ +H₂S + H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + S + K₂SO₄ + H₂O

13. Br₂ + SO₂ + H₂O = HBr + H₂SO₄

14. H₂S + H₂SO₃ = S + H₂O

15. KMnO₄ + NaNO₂ + H₂O = MnO₂ + NaNO₃ + KOH

16. NaBr + NaBrO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + Br₂ + H₂O

17. As + Cl₂ + H₂O = H₃AsO₄ + HCl

18. K₂Cr₂O₇ + HBr = Br₂ + CrBr₃ + KBr + H₂O

19. KClO₃ + HCl = KCl + Cl₂ + H₂O

20. FeCl₂ + KClO₃ + HCl = FeCl₃ + KCl + H₂O

21. Cr₂(SO₄)₃ + H₂O₂ + NaOH = Na₂CrO₄ + Na₂SO₄ + H₂O

22. Mg + HNO₃ = Mg(NO₃)₂ + N₂ + H₂O

23. KMnO₄ + H₂S + H₂SO₄ = MnSO₄ + S + K₂SO₄ + H₂O

24. Zn + H₂SO₄ = H₂S + ZnSO₄ + H₂O

25. KMnO₄ + H₃PO₃ + H₂SO₄ = MnSO₄ + H₃PO₄ + K₂SO₄ + H₂O

ЛИТЕРАТУРА

1. 
   Глинка Н.Л. Общая химия. / Н.Л. Глинка. М.: Химия, 1985. 740 с.
   
2. 
   Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия./ Н.С.Ахметов. М.: Высшая школа, 1988. 446 с.
   
3. 
   Степин Б.Д. Неорганическая химия. / Б.Д. Степин, А.А. Цветков. М.: Высшая школа, 1994. 608 с.
   
4. 
   Потапова С.А. Окислительно-восстановительные реакции: – учеб. пособие по химии для слушателей фак-та довузовской подготовки. Саратов: изд-во СГТУ, 1997. 23 с.
   

---

Смотрите также файлы

• Освободительная война в Нидерландах. Республики Соединённых провинций.pptx

• Анализ специфики учреждения, целей и задач.docx

• Пнні аты Уаыты.docx

• Программам бакалавриата Кафедра Экологии, безопасности жизнедеятельности и электропитания.docx

• Содержание введение Организация эксплуатации электропоездов переменного тока.docx