3. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций электронно-ионным методом, или методом полуреакции.

Для составления ОВ-реакций, протекающих в водных растворах, применяется электронно-ионный метод. В растворе нет ионов S⁺⁴, S⁶⁺, Mn⁷⁺, но есть ионы SO₃ ^2-, SO₄^2-

МnО₄^-. Слабые электролиты, газы и практически нерас­творимые вещества записывают в молекулярном виде.

При электронно-ионном методе составляют две полуре­акции. Одна из них — это окисление восстановителя, дру­гая - восстановление окислителя. Эти две полуреакции суммируют в общее уравнение.

При составлении ионного уравнения для каждой полу­реакции надо учитывать количество атомов кислорода и водорода в исходных веществах и продуктах реакции. Ба­ланс атомов О и Н в ОВ-реакциях, протекающих в различ­ных средах.

левая часть полуреакции	среда	в левую часть добавить на 1 атом О	в правую часть добавить
недостаток О избыток О	рН<7 и рН=7 рН>7 рН<7 рН>7 и рН=7	Н2О 2ОН^- 2Н^+ Н2О	2Н^+ Н2О Н2О 2ОН^-

Пример 1 (кислая среда):

Na₂SO₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + MnSO₄ + K₂SO₄ + Н₂О

1. Пишем в ионной форме:

2Na⁺ + SO₃^2- + К⁺ + MnO₄^- + 2Н⁺ + SO₄^2- → 2Na⁺ + SO₄^2- + 2К⁺ + SO₄^2-+ Mn²⁺ + SO₄^2- + H₂O

2. Выписываем ионы, которые участвуют в окислительно-восстановительном процессе:

SO₃^2- + MnO₄^-+ 2Н⁺→ SO₄^2- + Mn²⁺ + H₂O

3. Составляем электронные уравнения для каждой полуреакции, учитывая число атомов кислорода и водорода. Число атомов элементов в левой и правой частях уравнения должно быть одинаково:

SO₃^2- + H₂O → SO₄^2- + 2Н⁺ процесс окисления

MnO₄^-+ 8Н⁺ → Mn²⁺ + 4H₂O процесс восстановления

4. Учитывая, что суммарный заряд в левой части уравнения должен быть равен суммарному заряду в правой части уравнения, дописываем электроны:

SO₃^2- + H₂O - 2 ē → SO₄^2- + 2Н⁺

MnO₄^-+ 8Н⁺ + 5 ē → Mn²⁺ + 4H₂O

5. Общее число электронов, отдаваемых восстановителем, должно быть равно числу электронов, присоединяемых окислителем. Находим наименьшее общее кратное, на которое делятся 2 и 5. Оно равно 10. Находим коэффициенты для восстановителя и окислителя:

S O₃^2- + H₂O - 2 ē → SO₄^2- + 2Н⁺ 5

MnO₄^-+ 8Н⁺ + 5 ē → Mn²⁺ + 4H₂O 10 2

6. Суммируем электронно-ионные уравнения, предварительно умножив члены на коэффициенты:

5 SO₃^2- + 5 H₂O + 2 MnO₄^-+ 16 Н⁺ → 5 SO₄^2- + 10 Н⁺ + 2 Mn²⁺ + 8 H₂O

Сократим подобные члены:

5 SO₃^2- + 2 MnO₄^-+ 6 Н⁺ → 5 SO₄^2- + 2 Mn²⁺ + 3 H₂O

7. Составляем молекулярное уравнение:

5Na₂SO₃ +2 KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 5 Na₂SO₄ + 2 MnSO₄ + K₂SO₄ + 3 Н₂О

8. Проверим правильность расстановки коэффициентов.

4. Применение реакций окисления-восстановления в химическом анализе

С помощью ОВ-реакций часто проводят разделение веществ. Для этого используют их различия в окислительных и восстановительных свойствах. Например, ионы Мп²⁺ обнаруживают реакцией окисле­ния до МпО₄^- имеющих малиновый цвет; ионы Сг³⁺ - ре­акцией окисления до Сг₂О₇^2- с оранжевой окраской; йодид-ионы I^- — реакцией окисления до I₃^-, образующих с крахмалом соединение синего цвета.

На использовании ОВ-реакций основаны многие при­меняемые в количественном анализе титриметрические методы, получившие общее название методов оксидиметрии. В основу этих методов положено взаимодействие оп­ределяемых веществ с окислителями и восстановителями. Например, в методе перманганатометрии в качестве окис­лителя используют раствор перманганата калия КМпО₄, в йодометрии — раствор йода, в дихроматометрии - раствор дихромата калия К₂Сг₂0₇. Количественное определение солей, например, двухвалентного железа, осуществляют, проводя реакцию окисления ионов Fe²⁺ до ионов Fe³⁺ с по­мощью раствора дихромата калия.