СРОЧНО ДАМ 55 БАЛОВ
Процесс ОВР представлен уравнением: Mg+H2SO4-->MgSO4+S+H20
(а) Определите степени окисления элементов в реагентах и продуктах: _____________
(b)Определите в составе реагентов вещества, выполняющие роль:
Окислителя __________________________________________________________ Восстановителя_______________________________________________________
Составте с помощю электронного баланса уравнение
Процесса окисления
Процесса востоновления
Составьте полное сбалансированное уравнение реакций используя электронный баланс
Ответы
Все решение приложено в фотографии ниже. Даже алгоритм расписала, чтобы все понятно было)
(а) Степень окисления элемента - это заряд, который он имеет или предполагается иметь в соединении или ионе. Для определения степени окисления элемента можно использовать следующие правила²:
- Степень окисления любого элемента в свободном состоянии равна нулю.
- Степень окисления любого одноатомного иона равна его заряду.
- Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральном соединении равна нулю.
- Сумма степеней окисления всех атомов в полиатомном ионе равна его заряду.
- Степень окисления водорода в большинстве соединений равна +1, кроме гидридов, где она равна -1.
- Степень окисления кислорода в большинстве соединений равна -2, кроме пероксидов, где она равна -1, и фторидов, где она может быть положительной.
- Степень окисления галогенов в большинстве соединений равна -1, кроме соединений с кислородом и другими галогенами, где она может быть положительной.
Используя эти правила, можно определить степени окисления элементов в реагентах и продуктах:
| Элемент | Mg | H | S | O |
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |
| Степень окисления в Mg | 0 | - | - | - |
| Степень окисления в H2SO4 | - | +1 | +6 | -2 |
| Степень окисления в MgSO4 | +2 | - | +6 | -2 |
| Степень окисления в S | 0 | - | - | - |
| Степень окисления в H2O | - | +1 | - | -2 |
(b) Вещество, которое принимает электроны от другого вещества и тем самым повышает его степень окисления, называется окислителем. Вещество, которое отдает электроны другому веществу и тем самым понижает его степень окисления, называется восстановителем. Для определения роли вещества в ОВР можно сравнить степени окисления элементов в реагентах и продуктах. Если степень окисления элемента повышается, то он окисляется и является восстановителем. Если степень окисления элемента понижается, то он восстанавливается и является окислителем³.
В данной реакции степень окисления магния повышается от 0 до +2, то есть он окисляется и является восстановителем. Степень окисления серы понижается от +6 до 0, то есть она восстанавливается и является окислителем. Степени окисления водорода и кислорода не изменяются, то есть они не участвуют в ОВР.
Таким образом, в составе реагентов вещества, выполняющие роль:
Окислителя - H2SO4 (за счет S)
Восстановителя - Mg
Составьте с помощью электронного баланса уравнение:
Процесса окисления
Mg -> Mg^2+ + 2e^-
Процесса восстановления
S^6+ + 2e^- -> S^0
Составьте полное сбалансированное уравнение реакции, используя электронный баланс:
Для этого нужно приравнять количество электронов, участвующих в процессах окисления и восстановления, путем умножения полуреакций на соответствующие коэффициенты. Затем нужно сложить полуреакции и упростить уравнение, убрав одинаковые члены с обеих сторон⁴.
Mg -> Mg^2+ + 2e^- (умножаем на 1)
S^6+ + 2e^- -> S^0 (умножаем на 1)
Mg + S^6+ -> Mg^2+ + S^0 (складываем)
Однако это уравнение еще не сбалансировано по атомам и зарядам. Для этого нужно добавить необходимые коэффициенты и молекулы воды, водорода или кислорода в обе стороны уравнения. В данном случае нужно добавить 4 молекулы воды в левую часть и 8 атомов водорода в правую часть, чтобы сбалансировать кислород и водород⁴.
Mg + S^6+ + 4H2O -> Mg^2+ + S^0 + 8H^+
Теперь уравнение сбалансировано по атомам, но не по зарядам. Для этого нужно добавить 8 ионов гидроксида в правую часть, чтобы сбалансировать заряды⁴.
Mg + S^6+ + 4H2O -> Mg^2+ + S^0 + 8H^+ + 8OH^-
Теперь уравнение сбалансировано по атомам и зарядам. Однако его можно упростить, объединив ионы H^+ и OH^- в молекулы воды⁴.
Mg + S^6+ + 4H2O -> Mg^2+ + S^0 + 8H2O
Убираем одинаковые члены с обеих сторон:
Mg + S^6+ -> Mg^2+ + S^0 (убираем 4H2O)
Это окончательное сбалансированное уравнение реакции.