Зачем в реакции нужна кислота?

[Igor0404]

MnO2 + 2H2SO4 (разб.) + 2FeSO4 = MnSO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O

 

Изучаю химию пока что на школьном уровне. Не могу понять, почему в этой реакции должна быть обязательно кислая среда? Подскажите, пожалуйста, зачем здесь H2SO4 и по какому конкретно правилу я могу определить, нужна ли она тут или нет

[chemister2010]

Здесь наверно два подхода:

1) в кислой среде сила окислителей обычно растет, а в щелочной уменьшается

2) диоксид марганца больше основный оксид, чем кислотный и проще растворяется в кислотах, чем в щелочах, поэтому для него нужна кислая среда

 

Второе более значимо, так как диоксид марганца довольно малорастворим и из-за этого в растворах не очень реакционноспособен.

[Igor0404]

В 27.03.2024 в 19:58, chemister2010 сказал:

Здесь наверно два подхода:

1) в кислой среде сила окислителей обычно растет, а в щелочной уменьшается

2) диоксид марганца больше основный оксид, чем кислотный и проще растворяется в кислотах, чем в щелочах, поэтому для него нужна кислая среда

 

Второе более значимо, так как диоксид марганца довольно малорастворим и из-за этого в растворах не очень реакционноспособен.

Спасибо вам большое! Подскажите, пожалуйста, а как мне сейчас, учась самостоятельно, понять эту, так сказать, химическую логику, хотя бы на базовом уровне? Захожу в интернет – здесь в основном правила для зубрёжки: мол, нужна кислая среда, и всё тут. А почему, отчего – я не пойму. Я могу, конечно, зубрить, даже многое запоминать – но, к сожалению, не понимать. Вы не могли бы что-нибудь посоветовать из литературы, чтобы именно эту логику всю выяснять?

[chemister2010]

В 27.03.2024 в 20:52, Igor0404 сказал:

Спасибо вам большое! Подскажите, пожалуйста, а как мне сейчас, учась самостоятельно, понять эту, так сказать, химическую логику, хотя бы на базовом уровне? Захожу в интернет – здесь в основном правила для зубрёжки: мол, нужна кислая среда, и всё тут. А почему, отчего – я не пойму. Я могу, конечно, зубрить, даже многое запоминать – но, к сожалению, не понимать. Вы не могли бы что-нибудь посоветовать из литературы, чтобы именно эту логику всю выяснять?

 

Именно по вашему вопросу я ответил логику.

Чтоб понять, что такое логика, нужно читать учебники по философии. Засыпать при их чтении будете моментально

Если вам что-то не понятно по химии, задавайте конкретные вопросы. Если не понятна вся химия и она для чего-то вам нужна - нанимайте репетитора.

[aversun]

В 28.03.2024 в 03:12, Igor0404 сказал:

MnO2 + 2H2SO4 (разб.) + 2FeSO4 = MnSO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O

Изучаю химию пока что на школьном уровне. Не могу понять, почему в этой реакции должна быть обязательно кислая среда? Подскажите, пожалуйста, зачем здесь H2SO4 и по какому конкретно правилу я могу определить, нужна ли она тут или нет

В кислой среде оеислительный потенциал MnO2 гораздо больше, чем в щелочной или нейтральной, см. окислительно-восстановительные потенциалы веществ, табличные данные, например в стравонике Лурье

Изменено 29 Марта, 2024 в 01:03 пользователем aversun

[Вольный Сяншен]

В 27.03.2024 в 20:52, Igor0404 сказал:

нужна кислая среда, и всё тут. А почему

Многие классические окислители (перманганат, дихромат, нитрат, сульфат) содержат кислород и при окислении отдают его восстановителю. В кислой среде протон садится на свободную электронную пару кислорода и облегчает отрыв кислорода от центрального атома, например:

S⁺-O^- + H⁺ -> S⁺-OH

[pauk]

В 27.03.2024 в 20:12, Igor0404 сказал:

MnO2 + 2H2SO4 (разб.) + 2FeSO4 = MnSO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O

 

Изучаю химию пока что на школьном уровне. Не могу понять, почему в этой реакции должна быть обязательно кислая среда? Подскажите, пожалуйста, зачем здесь H2SO4 и по какому конкретно правилу я могу определить, нужна ли она тут или нет

 

Объясняю по-крестьянски, не вдаваясь в ОВ-потенциалы. Попробуйте уравнять эту реакцию без кислоты. Ничего у вас не получится. Не хватит ионов сульфата для образования нормальных солей с катионами марганца и железа. Придётся вместо кислоты добавлять в левую часть воду, а в правой части изощряться с составлением формул продуктов ОВР в виде различных комбинаций гидроксидов и основных солей этих двух металлов.

[Rigel]

В 27.03.2024 в 18:12, Igor0404 сказал:

MnO2 + 2H2SO4 (разб.) + 2FeSO4 = MnSO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O

 

Изучаю химию пока что на школьном уровне. Не могу понять, почему в этой реакции должна быть обязательно кислая среда? Подскажите, пожалуйста, зачем здесь H2SO4 и по какому конкретно правилу я могу определить, нужна ли она тут или нет

Вообще на все вопросы из разряда «почему это происходит, а вот это нет» может ответить термодинамика (иногда приправленная кинетикой). Но это совсем не для школьника, тут надо для начала вскользь пройтись по дифференциалам и интегралам. Но если не касаться математического аппарата, а только принципиальных законов термодинамики, то принцип всего сущего таков: всякая система стремится к повышению энтропии. Что такое энтропия, вопрос ещё более сложный, там можно уйти в статистическую термодинамику (уйти глубоко-глубоко, и, возможно, больше никогда не вернуться)
Так что на любой вопрос жанра «а почему это протекает» можно ответить — «это энергетически выгодно».

Но если вдруг «термодинамика-сложно», то тут остаётся только запоминать те или иные шаблоны и принципы, которым следует химия, и логику строить на них. 
Например, нужно «вспомнить», что двухвалентное железо — типичный восстановитель, а четырёхвалентный марганец — типичный окислитель. Значит скорее всего они могут прореагировать между собой. Но диоксид марганца нерастворим в воде и реакция так просто не пойдёт. Теперь нужно «вспомнить», что оксиды металлов средней степени окисления (3-4) амфотерны, то есть могут растворяться в кислотах и щелочах:

MnO2 + H⁺ <-> Mn⁺⁴ + H2O

MnO2 + 2OH^- <-> MnO3^2-+ H2O

В таких растворимых формах марганец может участвовать в ОВР в растворах.
Теперь нужно «вспомнить», что щёлочь реагирует ещё и с солями железа, образуя нерастворимый гидроксид железа. Так что использовать получится только кислоту.

Чтобы все эти шаблоны выучить, понять и простить, нужно читать умные книжки по общей и неорганической химии.
А ещё лучше идти в IT и не дурить себе голову