Закончить уравнения реакций самоокисления самовосстановления

Составление уравнений реакций самоокисления-самовосстановления (диспропорционирования)

Задача 634.
Закончить уравнения реакций самоокисления-самовосстановления (диспропорционирования):
а) I₂ + Ba(OH)₂ → Ba(IO₃)₂ +
б) K₂SO₃ → K₂S +
в) HClO₃ → ClO₂ +
г) P₂O₃ + H₂O → PH₃ +
д) P + KOH + H₂O → KH₂PO₂ + PH₃
е) Te + KOH → K₂TeO₃ +
Решение:
Реакции диспропорционирования сопровождаются одновременным увеличением и уменьшением степени окисления одного и того же элемента, первоначально находившихся в одном, определённом состоянии.

а) I 2 + Ba(OH) 2 → Ba(IO 3) 2 +

После приведения членов обеих частей уравнения, получим:

б) K 2SO 3 → K 2S +

После приведения членов обеих частей уравнения, получим:

в) HClO 3 → ClO 2 +

После приведения членов обеих частей уравнения, получим:

г) P₂O 3 + H 2 O → PH 3 +

После приведения членов обеих частей уравнения, получим:

д) P + KOH + H 2 O → KH 2 PO 2 + PH 3

После приведения членов обеих частей уравнения, получим:

е) Te + KOH → K 2 TeO 3 +

3Te 0 + 6OH — → TeO₃ 2- + 2Te 2- + 3H₂O.

После приведения членов обеих частей уравнения, получим:

Реакции самоокисления-самовосстановления

Различают 2 основных типа окислительно-восстановительных реакций:

а) межмолекулярные, в которых атомы окислителя и восстановителя находятся в составе разных частиц;

б) внутримолекулярные, в которых атомы окислителя и восстановителя находятся в одной частице.

Существует большая группа окислительно-восстановительных процессов, в которых окислителями и восстановителями являются атомы одного и того же элемента. Такие реакции называются реакциями самоокисления-самовосстановления или реакциями диспропорционирования.

Различают два вида таких процессов. Один из них — это дисмутация, при которой элемент из одной степени окисления переходит в две новых, меньшую и большую относительно исходной. Эти процессы чаще протекают в щелочной, реже в нейтральной среде. Примерами может служить уже описанная реакция хлора с растворами щелочей,а также реакция диоксида азота с щелочами:

Реакции дисмутации могут быть и внутримолекулярными:

1. Разложение нитрата алюминия Al(NO₃)₃. В этом веществе атомы азота имеют высшую степень окисления (+5), а атомы кислорода – низшую (–2). Отсюда следует, что азот будет окислителем, а кислород – восстановителем. Составляем электронный баланс, зная, что весь азот восстанавливается до диоксида азота, а кислород окисляется до молекулярного кислорода. С учетом чисел атомов запишем:

3N +5 + 3e — → 3N +4 4

2O -2 – 4e — → O₂ o 3

2. Разложение бертолетовой соли: KClO₃ = KCl + KClO₄

Второй вид процессов – это конмутация. В ходе этих процессов атомы одного и того же элемента из разных степеней окисления сходятся к одной, промежуточной между исходными. Реакции конмутации протекают, как правило, в кислой, реже в нейтральной среде.

Интересна реакции диоксида серы с сероводородом, используемая в промышленности:

Конечная степень окисления не обязательно будет нулевой. Вот еще пример:

Классификация окислительно-восстановительный реакций

• Реакции межатомного и межмолекулярного окисления-восстановления

• Реакции внутримолекулярного окисления-восстановления.

• Реакции диспропорционирования (реакции самоокисления-самовосстановления)

Рассмотрим каждый тип ОВР подробнее

Реакции межатомного и межмолекулярного окисления-восстановления

В реакциях данного типа перемещение электронов осуществляется между различными молекулами, атомами или ионами, т.е. окислитель и восстановитель являются различными веществами, например

Здесь MnO₂ – окислитель, HBr — восстановитель

Реакции внутримолекулярного окисления-восстановления.

В реакциях такого типа перемещение электронов происходит внутри одного соединения, т.е. и окислитель и восстановитель входят в состав одного и того же сложного вещества (молекулы), например

Здесь Ag +1 – окислитель, O -2 – восстановитель.

Реакции диспропорционирования (реакции самоокисления-самовосстановления).

В реакциях этого типа окислителем и восстановителем являются атомы одного и того же элемента в одинаковой степени окисления (обязательно промежуточной). В результате образуются новые соединения, в которых атомы этого элемента обладают различной степенью окисления, например

Здесь N +3 (в молекуле HNO2) является и окислителем и восстановителем.

Наиболее распространенными и многообразными являются реакции первого типа (межатомного и межмолекулярного окисления-восстановления).

Как и для реакций обмена, для окислительно-восстановительных реакций возможно протекание в различных средах

• В растворах

• В газообразном состоянии

• C участием твердых веществ