В предыдущей публикации мы научились уравнивать окислительно-восстановительные реакции в кислой среде методом ионно-электронных схем. Напомню, что в данном методе при составлении полуреакций используют реально существующие в растворе частицы (ионы, если вещество электролит, и молекулы, если вещество слабый электролит или не распадается на ионы вовсе).
В кислой или нейтральной среде:
1.Недостаток атомов O уравниваем молекулами воды
2.Недостаток атомов H уравниваем протонами (H+)
3.Если в нейтральной среде в левой части возникают протоны, добавляем в правую и левую часть уравнения гидроксо-группы для образования молекул воды.
В щелочной среде:
1.Недостаток атомов O уравниваем гидроксо-группами (OH-), взятыми в 2-хкратном избытке
2.Недостаток атомов H уравниваем молекулами воды.
Подберем коэффициенты для реакции сульфита калия и перманганата калия в нейтральной среде:
Меняют свои степени окисления атомы Mn и S. Являясь солью, KMnO4 в растворе диссоциирует с образованием иона MnO4(-), в составе которого и существуют атомы Mn(+7). Получаемый диоксид марганца не относится к электролитам, поэтому при записи полуреакции будем использовать молекулу MnO2 целиком:
Поскольку среда нейтральная, в правую часть уравнения добавляем 2 молекулы воды для уравнивания количества атомов O, а в левую часть 4 протона для уравнивания атомов H. Суммарный заряд в левой части составил +3, а в правой - 0. Значит система осуществила прием 3-х электронов:
На основании подобных рассуждений запишем полуреакцию с участием серы. Первую полуреакцию умножим на 2, а вторую на 3, чтобы уравнять количество отданных и принятых электронов. И запишем результат:
В полученном ионом уравнении в правой и левой части содержатся протоны и молекулы воды. Можно их сократить:
Обратите внимание: в левой части уравнения есть протоны, однако в реальности это невозможно, поскольку нам дано, что среда нейтральная (протоны могут существовать только в кислой среде!). Избавимся от них: добавим в правую и левую часть уравнения гидроксо-группы OH(-), чтобы перевести протоны в молекулы воды. Сокращаем полученные молекулы воды:
В итоге получаем следующее:
Остается только перенести полученные коэффициенты в уравнение реакции:
Как видим, молекулы воды и гидроксо-группы появляются в процессе использования данного метода автоматически. Нам даже не нужно заранее знать все продукты реакции.
Щелочная среда
В щелочной среде в растворе присутствует избыток гидроксо-групп. Учтем это при уравнивании следующей реакции:
В щелочной среде перманганат-ион переходит в манганат-ион. Состав иона не меняется, меняется только его заряд. А вот в случае полуреакции перехода сульфит-иона в сульфат-ион недостаток атомов O будем уравнивать гидроксо-группами, взятыми в двухкратном избытке, а затем недостаток атомов H уравняем молекулами воды:
В результате у нас получилась недостающая молекула воды в правой части ионного уравнения. Переносим её и все коэффициенты в полное молекулярное уравнение реакции:
Коэффициенты успешно подобраны. Подведем небольшой итог:
