Окислительно-восстановительные реакции.

[Abracadabra]

Люди, помогите пожалуйста разобраться!!!!! ОВР!!!!

Есть вот такое вот уравнение: Al+K2Cr2O7+H2SO4= Al2(SO4)3+K2SO4+Cr2(SO4)3+H2O (Без коэффициентов)

Если я правильно понимаю, то в реакции участвуют :Al – алюминий, K2Cr2O7 – дихромат калия и H2SO4 – серная кислота.

Составляю электронные уравнения:

Al(0) - 3e(-) = Al(3+) окисляется (2)

Cr(6+)+3e(-) = Cr(3+) восстанавливается (5) И вот тут у меня начинаются проблемы. По идее в этом уравнении должен присутствовать водород и кислород, давать свои коэффициенты и т.д. . Но как это сюда впихнуть, я не очень представляю.

Далее складываю два имеющиеся уравнения и получаю:

Cr(6+) + Al(0) =Cr(3+) + Al(3+)

В связи с этим расставляю коэффициенты в уравнении:

7H2SO4 + 2Al + K2Cr2O7 = 7H2O + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + Al2(SO4)3

Правильно или нет, я не знаю.

Но вот тут начинается самое интересное. Как доказать или объяснить какой это тип ОВР? И как рассчитать молярную массу эквивалентов окислителя и восстановителя? Из изучения учебника и просторов интернета я поняла , что молярные массы элементов, надо соответственно поделить на число электронов, но дальше этого знания ничего не продвигается.

 

 

Пожалуйста помогите!

[grau]

1. Состав продуктов ОВР у Вас определён правильно. Это большой плюс.

2. Схемы перехода электронов тоже составлены верно. Это залог успеха. В электронные уравнения ничего, кроме атомов, меняющих свою степень окисления, впихивать не нужно. Впихивать водород и кислород нужно при уравнивании ОВР методом электронно-ионного баланса (метод полуреакций). Но это не тот случай - в данном примере уравнивание ОВР производится более простым методом электронного баланса.

3. Дальше неверно - нарушен электронный баланс. Откуда взялись коэффициенты 2 и 5? Число электронов, отдаваемых восстановителем всегда должно быть равно числу электронов, принимаемых окислителем. Поскольку в данном примере эти два числа совпадают (-3/+3), то и коэффициенты в схеме должны быть равны единице (3/3 после сокращения дают 1/1, что упрощает задачу).

Al⁰ - 3e → Al⁺³ (1)

Cr⁺⁶ + 3e → Cr⁺³ (1)

Это основные коэффициенты ОВР. В дальнейшем соотношение между ними нельзя изменять ни при каких обстоятельствах. При необходимости их можно изменять только пропорционально друг другу. Коэффициенты перед остальными веществами (в составе которых нет атомов окислителя и восстановителя), можно изменять произвольно по ходу уравнивания.

4. Складывать электронные уравнения большого смысла нет. Но, если коэффициенты разные, и есть желание, то на первых порах, чтобы не ошибиться, можно записывать суммарное уравнение.

5. Далее приступаем к уравниванию. В первую очередь всегда расставляются найденные ранее основные коэффициенты ОВР, т. е. при окислителе и восстановителе:

?Al + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + H₂O

Сразу возникает проблема: в левой части число атомов Al/Cr равно 1/2, а в правой 2/2. Добавляем слева один Al. Теперь число атомов Al/Cr в обеих частях уравнялось и, что важно, соотношение между ними сохранилось, как в схеме электронного баланса (2/2=1/1).

2Al + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + H₂O

После расстановки коэффициентов при восстановителе/окислителе в левой части и соответвующих им окисленной/восстановленной формах в правой части уравниваем остальные атомы. Причём, если имеются неизменяемые в реакции группы атомов (как SO₄), то уравнивать можно не только отдельные атомы, но и сразу такие группы атомов.

Имеем слева/справа: 2Al/2Al, 2K/2K, 2Cr/2Cr, 7O/1O (кроме SO₄), 2H/2H, 1SO₄/7SO₄. С атомами Al, Cr, K всё в порядке, причём, их число строго привязано к числу атомов окислителя/восстановителя, изменять которое нет никаких оснований. Поэтому исключим их из дальнейшего рассмотрения, а также оставим пока в покое O и H, и обратим взоры на группу атомов SO₄. Очевидно, что слева надо добавить 6 групп SO₄.

2Al + K₂Cr₂O₇ + 7H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + H₂O

Осталось уравнять O и H. Начнём с H, это общее правило - кислород в ОВР (если он вообще есть) рекомендуется уравнивать последним; собственно, если на предыдущих этапах всё было сделано верно, то кислород сходится автоматически.

Итак, если вначале всё было красиво (2H/2H), то после уравнивания SO₄ возник дисбаланс по водороду 14H/2H. Напрашивается добавить шесть молекул H₂O вправо.

2Al + K₂Cr₂O₇ + 7H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + 7H₂O

Проверяем кислород (кроме SO₄): 7O/7O - лево равно право.

 

Для сравнения: уравнивание данной ОВР методом полуреакций.

 

2| Al - 3e^- = Al³⁺

1| Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e^- = 2Cr³⁺ + 7H₂O

.......................................................................

2Al + Cr₂O₇^2- + 14H⁺ = 2Al³⁺ + 2Cr³⁺ + 7H₂O

 

2Al + K₂Cr₂O₇ + 7H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + 7H₂O

[Abracadabra]

grau , Спасибо большое, Ваше объяснение очень помогло разобраться в теме.