Фукусима и Чернобыль сравнение

                                     H2S+HClO→H2SO4+HCl;

                                     PbO2+HCl→PbCl2+Cl2+...;

                                     CrO3+HCl→CrCl3+Cl2 +...;

                                     C+HNO3→CO2+NO+H2O 
 
 
 

ГОУ ВПО  УГТУ-УПИ – 2005                                                                 Стр. 12 из 23 
 

Останин Н.И., Останина Т.Н.                                  Окислительно-восстановительные реакции 

                      5.2. Метод электронно-ионного баланса

       Этот метод основан на составлении  ионных уравнений для процесса  окисления и

процесса  восстановления и включает следующие  этапы:

       1. В предложенной реакции по  изменению степени окисления  определить окисли-

тель, восстановитель и указать среду.

       2. Для процессов окисления и  восстановления написать ионные  уравнения полуреакций.

       2.1. В этих уравнениях окислитель  и восстановитель записывают  в составе тех частиц, в ко-

торых они  находятся в водном растворе. Сильные  растворимые электролиты записывают в виде ио-

нов. Слабые электролиты, осадки, оксиды и газообразные вещества записывают в виде молекул.

       2.2. Составить ионный баланс. Уравнять  количества атомов элементов  (за исклю-

чением  кислорода и водорода) в левой  и правой частях полуреакций.

       2.3. Уравнять количества атомов  кислорода и водорода в уравнениях  полуреакций.

При этом в левую и правую части уравнений  можно добавлять только ионы H + , OH − и

молекулы  воды H 2 O . Какие ионы и молекулы одновременно могут присутствовать в рас-

творе показано в таблице.

                                                                                     Таблица 1 

                              Среда           Возможны частицы

                              кислая         H+         −         H 2O

                         нейтральная         H+       OH −        H 2O

                          щелочная           −        OH −        H 2O 

       Таким образом, если реакция  протекает в кислой среде, то  до и после реакции в

уравнении могут быть добавлены только катионы  водорода или молекулы воды, в щелоч-

ной среде  − анионы гидроксида и молекулы воды. В нейтральной среде до реакции  можно 

прибавлять  только молекулы воды (концентрация ионов H + , и OH − очень незначитель- 

на), а  после реакции могут образоваться и катионы H + и анионы OH − . Одновременно в 

растворе  не могут существовать катионы H + и  анионы OH − , так как они нейтра- 

лизуют  друг друга, образуя молекулу воды ( H + + OH − = H 2 O ).

       При составлении баланса атомов  кислорода может быть два варианта:

а) до реакции  кислорода больше, чем после реакции:

                                        Cr2 O 7− → Cr 3+ ,

                                              2 
 

                                            −

                                         NO 3 → NO 2 
 

ГОУ ВПО  УГТУ-УПИ – 2005                                                              Стр. 13 из 23 
 

Останин Н.И., Останина Т.Н.                                         Окислительно-восстановительные реакции 

б) до реакции  кислорода меньше, чем после реакции: 

                                            MnO 2 → MnO − ,

                                                        4 

                                                  −        −

                                                 Cl → ClO 3 

           В случае «а» нужно связать  избыточный кислород. Для этого  в кислой среде в ле-

вую часть  полуреакции добавляют по два  иона H + на каждый избыточный кислород, а в

правой  части уравнения записывают соответствующее  количество молекул воды

     2−       +

(O        + 2H = H 2 O ).

           Например: 

                              +6

                              Cr2 O 7 − + 14H + + 6e → 2Cr 3+ + 7 H 2 O

                                    2 
 
 

В щелочной и нейтральной среде до реакции  добавляют по одной молекуле воды на каж-

                                            2−                  −

дый избыточный атом кислорода ( O                + H 2 O = 2OH ), а после реакции образуются ионы 

OH − .

Например: 

                                +5                         +2

                                                                 −

                                N O 3 + 2 H 2 O + 3e → N O + 4OH

                                    − 
 
 

           В случае «б» нужно добавить  атомы кислорода. Для этого  в кислой и нейтральной

среде до реакции добавляют молекулы воды. Атомы кислорода входят в состав продукта

реакции и образуются ионы H + ( H 2 O → O 2− + 2 H + ). 

           Например: 

                                   +4                     +6

                                                                        +

                                   S O 2 + 2 H 2 O − 2e → S O 2 − + 4 H

                                                              4 
 

           В щелочной среде кислород  вводят с ионами гидроксила, добавляя  в левую часть

уравнения по 2 OH − − иона на каждый недостающий  атом кислорода, а после реакции  об- 

разуются  молекулы воды ( 2OH − → O 2− + H 2 O ).

           Например: 

                              +4                           +6

                                          −

                              Mn O 2 + 4OH − 2e → Mn O 2− + 2 H 2 O

                                                       4 
 
 
 

ГОУ ВПО  УГТУ-УПИ – 2005                                                                     Стр. 14 из 23 
 

Останин Н.И., Останина Т.Н.                                     Окислительно-восстановительные реакции 
 

        2.4. Написать в уравнениях полуреакций  число отданных и принятых  электронов с

учетом  изменения степени окисления  элементов. 

        3. Составить электронный баланс. Уравнять число отданных и  принятых электро-

нов, выставив за вертикальной чертой соответствующие  множители (крест-накрест). С

учетом  множителей число электронов, отданных восстановителем, будет равно числу

электронов, принятых окислителем.

        4. Просуммировать левые и правые  части уравнений полуреакций,  умножив их на

соответствующие множители. Привести подобные члены (обычно ионы H + , OH − или

молекулы H 2 O ). Получить краткое ионное уравнение  окислительно-восстановительной

реакции.

        5. Составить молекулярное уравнение  реакции, т.е. записать исходные  вещества и

продукты  реакции в виде молекул, используя  коэффициенты ионного уравнения.

        6. Проверить правильность составления  молекулярного уравнения, подсчитав  ко-

личество  атомов каждого элемента (можно ограничиться кислородом) в обеих его частях.

Количество  атомов элемента в левой и правой части уравнения должно быть одинаково.

        Рассмотрим последовательность  действий при написании уравнений  окислительно-

восстановительных реакций на примере: 

                           K 2 Cr2 O 7 + SO 2 + H 2SO 4 → Cr 3+ + SO 2− + .....

                                                                     4 
 

        1. Определить степени окисления  элементов до и после реакции: 

                            +1   +6   −2   + 4 −2   +1 + 6 −2           + 6 −2

                            K 2 Cr2 O 7 + S O 2 + H 2 S O 4 → Cr 3+ + S O 2−

                                                                          4 
 

K2Cr2O7 –  окислитель, SO2 – восстановитель, среда  кислая.

Степень окисления изменилась у атомов хрома  и серы. Степень окисления атомов хрома уменьшилась. Хром

принял  электроны, восстановился, следовательно, хром − окислитель. Степень окисления  атомов серы увели-

чилась. Сера отдала электроны, окислилась, следовательно, сера − восстановитель. В растворе присутствует

серная  кислота − среда кислая. При  составлении ионного баланса  ионов OH− не должно быть ни в левой, ни в

правой  частях уравнения.

        2. Бихромат калия в воде диссоциирует  на ионы: K 2 Cr2 O 7 → 2 K + + Cr2 O 7− . В

                                                                                   2 
 

уравнение записываем ион Cr2 O 7− . Оксиды на ионы не распадаются, поэтому в уравнение

                               2 
 

записываем  молекулу SO2. 
 
 

ГОУ ВПО  УГТУ-УПИ – 2005                                                                    Стр. 15 из 23 
 

Останин Н.И., Останина Т.Н.                                        Окислительно-восстановительные реакции 

       2.1. Написать уравнения полуреакций  процессов окисления и восстановления. Не

забудьте  проставить заряды ионов! 

                                           Cr2 O 7−