REDOX

[Angry_Biotechnologist]

Добрый день!

Возникла проблема с реакцией

FeAsS + NO₃(-) + .... ----> Fe³⁺ + SO₄^2- AsO₄^-3 + NO₂...

Выглядит так, как будто тут 3 полу-реакций (half reactions)

Тут ещё одна реакция, которую я сделал, но не знаю правильно ли?

As₂S₃ + NO₃^- + .....----> AsO₄^-3 + 3SO₄^2- + NO₂....

Half reactions:

1) As⁺³ -----> As⁺⁵ + 2e-   оксиление         х8

2) S^-2 ----> S⁺⁶ + 8e-        оксиление         х2

3) N⁺⁵ + 1 e- ----> N⁺⁴      редукция            х16

 

8As₂S₃ + 16NO₃^- ------> 8AsO₄^-3 + 24SO₄²- + 16NO₂      ДЕЛИМ НА 8

As₂S₃ + 2NO₃^- ------> AsO₄^-3 + 3SO₄^2- + 2NO₂

Так как реакция в кислотной среде, то добавляю воду к стороне где мало О и к противоположной стороне добавляю Н+

As₂S₃ + 2NO₃^- + 12H₂O ------> AsO₄^-3 + 3SO₄^2- + 2NO₂ + 24H⁺

 

 

 

Заранее очень благодарен за ответы!

[игла]

FeAsS - это известный сульфидный минерал, который называется арсенопиритом (другие названия - мышьяковый колчедан, ядовитый колчедан, миспикель, тальгеймит). Арсенопирит является рудой для получения мышьяка и его соединений. Формула FeAsS приблизительно отражает только средний состав минерала. На самом деле это изоморфная (то есть со сходными кристаллическими решётками) смесь арсенида железа FeAs₂ (в природе - минерал лёллингит) и дисульфида железа FeS₂ (в природе - минерал пирит). В обоих минералах степень окисления железа +2, а степени окисления мышьяка и серы -1. Такая "нестандартная" степень окисления объясняется связями As-As и S-S (хотя эти соединения не являются молекулярными, так что "связь" тут - понятие отчасти условное). Эти вещества можно рассматривать как соли Fe(II) и двусернистого водорода H₂S₂ - аналога пероксида водорода, в котором степень окисления кислорода тоже -1. Такие же степени окисления железа, мышьяка и серы в формуле FeAsS: +2, -1 и -1 (ссылка).

 

Окисление: Fe⁺² --> Fe⁺³ + e^-, As^-1 --> As⁺⁵ + 6e^-, S^-1 --> S⁺⁶ + 7e^- (х1)

Восстановление: N⁺⁵ + e^- --> N⁺⁴ (х14)

 

FeAsS + 17HNO₃ = Fe(NO₃)₃ + H₂SO₄ + H₃AsO₄ + 14NO₂ + 6H₂O

 

Окисление: 2As⁺³ --> 2As⁺⁵ + 4e^-, 3S^-2 --> 3S⁺⁶ + 24e^- (х1)

Восстановление: N⁺⁵ + e^- --> N⁺⁴ (х28)

 

As₂S₃ + 28HNO₃ = 2H₃AsO₄ + 3H₂SO₄ + 28NO₂ + 8H₂O

[Angry_Biotechnologist]

 

 

FeAsS - это известный сульфидный минерал, который называется арсенопиритом (другие названия - мышьяковый колчедан, ядовитый колчедан, миспикель, тальгеймит). Арсенопирит является рудой для получения мышьяка и его соединений. Формула FeAsS приблизительно отражает только средний состав минерала. На самом деле это изоморфная (то есть со сходными кристаллическими решётками) смесь арсенида железа FeAs₂ (в природе - минерал лёллингит) и дисульфида железа FeS₂ (в природе - минерал пирит). В обоих минералах степень окисления железа +2, а степени окисления мышьяка и серы -1. Такая "нестандартная" степень окисления объясняется связями As-As и S-S (хотя эти соединения не являются молекулярными, так что "связь" тут - понятие отчасти условное). Эти вещества можно рассматривать как соли Fe(II) и двусернистого водорода H₂S₂ - аналога пероксида водорода, в котором степень окисления кислорода тоже -1. Такие же степени окисления железа, мышьяка и серы в формуле FeAsS: +2, -1 и -1 (ссылка).

 

Окисление: Fe⁺² --> Fe⁺³ + e^-, As^-1 --> As⁺⁵ + 6e^-, S^-1 --> S⁺⁶ + 7e^- (х1)

Восстановление: N⁺⁵ + e^- --> N⁺⁴ (х14)

 

FeAsS + 17HNO₃ = Fe(NO₃)₃ + H₂SO₄ + H₃AsO₄ + 14NO₂ + 6H₂O

 

Окисление: 2As⁺³ --> 2As⁺⁵ + 4e^-, 3S^-2 --> 3S⁺⁶ + 24e^- (х1)

Восстановление: N⁺⁵ + e^- --> N⁺⁴ (х28)

 

As₂S₃ + 28HNO₃ = 2H₃AsO₄ + 3H₂SO₄ + 28NO₂ + 8H₂O

 

Чесно говря очень много вопросов и очень мало ответов

Вы не могли бы более подробно описать реакцию? Именно как Вы балансирование делали, почему именно так?

[mypucm]

Тут полуреакции, ионно-электронный метод... Значит, нам плевать с высокой колокольни на изменение формальных степеней окисления. Не пишите по три полуреакции для одного вещества! Здесь это не нужно. Поймите всю силу метода.

 

FeAsS + HNO₃ + .... ----> Fe(NO₃)₃ + H₂SO₄ + H₃AsO₄ + NO₂...

Именно так, а не иначе! Зачем потом с ионами путаться?

 

Одна реакция для восстановителя. Пишем все чехом:

 

FeAsS + 3HNO₃ + 8Н₂О = Fe(NO₃)₃ + H₂SO₄ + H₃AsO₄  + 14H⁺ + 14е^-

Количество воды - по нужному числу кислородов, число протонов - чуть сложнее, но понятно, число электронов - просто чтобы уравнять все по зарядам. В степени окисления не лезем.

 

Для окислителя:

 

НNO₃ + Н⁺ + е^- = NO₂ + Н₂О

- уравнивание из тех же соображений.

Короче, на один FeAsS надо 14 молекул азотной кислоты, + 3 на нитрат железа что были в первой полуреакции. И того 17. А в правой части у нас 14 - 8 = 6 молекул воды. Пытаемся написать:

 

FeAsS + 17НNO₃ = Fe(NO₃)₃ + H₂SO₄ + H₃AsO₄ + 14NO₂ + 6H₂O

Вроде, попытка удалась...

[игла]

Чесно говря очень много вопросов и очень мало ответов

Вы не могли бы более подробно описать реакцию? Именно как Вы балансирование делали, почему именно так?

 

1. В обоих примерах реакции уравнены методом электронного баланса. В ОВР окисляются атомы трёх (во втором примере - двух) разных элементов, так как все они отдают электроны. В первом примере атомы Fe, As, S взяты в равных количествах, в таком же соотношении они входят в состав исходного вещества FeAsS. Во втором примере атомы As, S взяты в количествах соответствующих их соотношению в исходном веществе As₂S₃ (результат не изменится, если сначала составить электронный баланс для отдельных атомов As, S, а потом уравнивать их соотношение дополнительными коэффициентами). Далее производится выравнивание электронного баланса, и определяются основные коэффициенты ОВР (множители), которые подставляются перед формулами окислителя и восстановителя в левой части уравнения и перед формулами соответствующих им веществ (продуктов окисления и восстановления) в правой части уравнения. В дальнейшем соотношение между этими коэффициентами изменять нельзя, иначе нарушится электронный баланс. Затем производится уравнивание количества атомов элементов в левой и правой частях уравнения. Для уравнивания баланса по атомам H, O допускается использование молекул H₂O и ионов H⁺, так как среда кислая. Особенностью данных ОВР является то, что в них HNO₃ является одновременно окислителем и средой. Этим объясняется кажущееся несоответствие коэффициента 17 множителю 14 в первом примере. В действительности, восстановилось 14 молей HNO₃, при этом образовалось 14 молей NO₂. Ещё 3 моля HNO₃ было израсходовано на образование соли Fe(NO₃)₃, но это не ОВР, так как степень окисления атомов N не изменилась.

 

2. В методе электронно-ионного баланса, независимо от сложности формул реагирующих веществ, всегда есть только две полуреакции - окисление и восстановление. При их составлении формулы всех нерастворимых, малодиссоциирующих и газообразных веществ записываются в молекулярной форме, а формулы диссоциирующих веществ - в виде соответствующих ионов. Любые иные способы (или комбинации способов) записи формул в этом методе являются ошибкой. Значения степеней окисления элементов при составлении уравнений полуреакций не указываются. 

 

FeAsS + 8H₂O - 14e^- = Fe³⁺ + SO₄^2- + AsO₄^3- + 16H⁺ (х1)

NO₃^- + 2H⁺ + e^- = NO₂ + H₂O (х14)

----------------------------------------------------------------------------

FeAsS + 14NO₃^- + 12H⁺ = Fe³⁺ + SO₄^2- + AsO₄^3- + 14NO₂ + 6H₂O

FeAsS + 17HNO₃ = Fe(NO₃)₃ + H₂SO₄ + H₃AsO₄ + 14NO₂ + 6H₂O

 

As₂S₃ + 20H₂O - 28e^- = 2AsO₄^3- + 3SO₄^2- + 40H⁺ (х1)

NO₃^- + 2H⁺ + e^- = NO₂ + H₂O (х28)

----------------------------------------------------------------------------

As₂S₃ + 28NO₃^- + 16H⁺ = 2AsO₄^3- + 3SO₄^2- + 28NO₂ + 8H₂O

As₂S₃ + 28HNO₃ = 2H₃AsO₄ + 3H₂SO₄ + 28NO₂ + 8H₂O

 

3. При традиционном способе уравнивания электронно-ионным методом сначала на основании значений степеней окисления определяется количество электронов, затем путём добавления необходимых частиц (ионов, молекул) в правую и левую части уравнений полуреакций выравниваются материальный баланс и баланс зарядов. В последнее время часто применяется обратный порядок - сначала записывают все ионы и молекулы, имеющиеся в правой и левой частях уравнений полуреакций, затем добавлением H₂O, H⁺, OH^- выравнивается материальный баланс, и только после этого, исходя из баланса зарядов, определяется необходимое количество электронов. На конечный результат это не влияет, однако даёт основание приверженцам этого способа категорически утверждать, что поскольку в методе электронно-ионного баланса количество электронов выводится автоматически, то понятие «степень окисления» вообще не нужно, и его можно сдать в архив. Однако, они упускают из виду то обстоятельство, что в общем случае любой метод уравнивания является только одним из этапов процесса составления ОВР, считая само собой разумеющимся, что RedOx-функции исходных веществ и состав продуктов ОВР заранее известны - заданы в условии или, в крайнем случае, определены самостоятельно. Однако, когда в задании даны только формулы двух исходных веществ, и требуется составить уравнение ОВР, уравняв его методом электронно-ионного баланса, то решение этой задачи может вызвать большие затруднения в определении окислителя, восстановителя и состава продуктов ОВР у учащихся, не знакомых с понятием «степень окисления».

[mypucm]

Ну это, похоже, мне легкий втык за то, что легко диссоциирующие вещества записал в молекулярном виде. Но ведь сработало? Это - формальность. Можно писать как угодно: как ионы и как молекулы. Так, как удобнее. Метод позволяет переварить и перелопатить любую форму записи, надо только самому понять, что в данном случае удобно. Это гениально устроенная мясорубка, которая правильно перемелет все что угодно. Вы в конечном итоге пишете уравнения через участвующие ионы? Не, через молекулы. Давайте так писать сразу, метод позволяет все. Вообще все! Надо только правильно его применять.

 

Покажите мне пальцем на учащегося, дошедшего до уравнивания ОВР и не знакомого с понятием "степень окисления". Проведите, проведите меня к нему, я хочу видеть этого человека!

[Аль де Баран]

Дак в том-то и разница что или человек сам дошёл с нуля через 1-й уровень до 2-го, или его привели сразу к полуреакциям на 2-й уровень, показали, как после несложных алгебраических операций находится число электронов, а на вопрос что такое степень окисления отвечают - это фикция, на хер она тебе нужна.

[mypucm]

А, блин! Я полуреакции с полпинка понял в 10 классе, на "малом химфаке" ЛГУ. На примере какой-то реакции окисления органики. Я с тех пор отнюдь не думаю, что это - некий извращенно-повышенный уровень: это доступно пониманию любого. Просто любой метод можно применять так, как это тебе удобно. Вот это - уже, возможно, второй уровень... но до него не так уж сложно дойти. А вот тут уже тебе не нужна степень окисления.

[Angry_Biotechnologist]

Тоесть вот эта реакция, это не совсем классический редокс? Я имею в виду классический, типа простой:

Cu + NO₃^- ----> Cu⁺² + NO₂

На 2 полу реакции:

Cu---> Cu⁺² + 2e^-        1

N⁺⁵ + 1e^- ----> N⁺⁴       2

 

Cu + 2NO₃^- ----> Cu⁺² + 2NO₂

Теперь + вода/гидрогены (если кислотная среда)

Cu + 2NO₃^- + 4H⁺ ----> Cu⁺² + 2NO₂​ + 2H₂O

 

Фактически это правильно же получается?

Изменено 21 Января, 2018 в 19:51 пользователем Angry_Biotechnologist

[Аль де Баран]

А, блин! Я полуреакции с полпинка понял в 10 классе, на "малом химфаке" ЛГУ. На примере какой-то реакции окисления органики. Я с тех пор отнюдь не думаю, что это - некий извращенно-повышенный уровень: это доступно пониманию любого. Просто любой метод можно применять так, как это тебе удобно. Вот это - уже, возможно, второй уровень... но до него не так уж сложно дойти. А вот тут уже тебе не нужна степень окисления.

 

Вы меня немного не так поняли. Видимо, я неправильно употребил слово "уровень", коли речь свелась к высотам. Переведём диалог в горизонтальную плоскость, заменим "уровень" на "этап". Речь совсем не о том, является ли метод полуреакций более сложным или возвышенным по сравнению с другими методами (к слову, он менее универсален, чем электронный метод) - он просто один из возможных инструментов для прохождения второго этапа в составлении ОВР. Но чтобы добраться до начала этого самого второго этапа, по логике вещей школьнику или вольноопределяющемуся студенту надо сначала пройти первый, который состоит в определении по исходным веществам окислителя, восстановителя, вероятных продуктов ОВР, правильно записать их формулы. Вот тут без степеней окисления будет тяжко. А в обсуждаемом выше случае старт переносится с первого этапа сразу на второй, а на вопрос: чо там было на первом этапе, фанаты орали про какие-то степени окисления, отмахиваются - какая тебе разница, за тебя его уже пробежали, вот тебе готовые формулы слева и справа, давай отжимай из них электроны. 

Тоесть вот эта реакция, это не совсем классический редокс? Я имею в виду классический, типа простой:

Cu + NO₃^- ----> Cu⁺² + NO₂

На 2 полу реакции:

Cu---> Cu⁺² + 2e^-        1

N⁺⁵ + 1e^- ----> N⁺⁴       2

 

Cu + 2NO₃^- ----> Cu⁺² + 2NO₂

Теперь + вода/гидрогены (если кислотная среда)

Cu + 2NO₃^- + 4H⁺ ----> Cu⁺² + 2NO₂​ + 2H₂O

 

Фактически это правильно же получается?

 

Получилось, но только это у вас не полуреакции, а схема перехода электронов по методу электронного баланса, в реальности таких ионов не существует. Методом полуреакций будет так:

 

Cu = Cu²⁺ + 2e^- (*1)

NO₃^- + 2H⁺ + e^- = NO₂ + H₂O (*2)

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

Cu + 2NO₃^- + 4H⁺ = Cu²⁺ + 2NO₂ + 2H₂O