-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
31.html
421 lines (421 loc) · 25.9 KB
/
31.html
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Электронный баланс в реакции - Интерактивный Онлайн-Курс</title>
<meta name="description" content="Еще одна реакция с интересным балансом. Попробуйте составить электронный баланс для нее:
KMnO4 + H2O2 ⟶ O2 + MnO2 + KOH + H2O">
<script src="js/common.js"></script>
<link rel="stylesheet" href="css/main.css">
<link href="https://fonts.googleapis.com/icon?family=Material+Icons" rel="stylesheet">
<link href="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/font-awesome/5.10.2/css/all.min.css" rel="stylesheet">
<meta property="og:site_name" content="https://avfirsov.github.io">
<meta property="og:image:secure_url" content="https://avfirsov.github.io/img/shareImg.jpg">
<meta property="og:image" content="http://avfirsov.github.io/img/shareImg.jpg">
<meta property="og:type" content="artice">
<meta property="og:url" content="https://avfirsov.github.io/31.html">
<meta property="og:title" content="Электронный баланс в реакции - Интерактивный Онлайн-Курс">
<meta property="og:description" content="Еще одна реакция с интересным балансом. Попробуйте составить электронный баланс для нее:
KMnO4 + H2O2 ⟶ O2 + MnO2 + KOH + H2O">
<link rel="shortcut icon" href="favicon.ico" type="image/x-icon">
<!-- Yandex.Metrika counter --> <script type="text/javascript" > (function(m,e,t,r,i,k,a){m[i]=m[i]||function(){(m[i].a=m[i].a||[]).push(arguments)}; m[i].l=1*new Date();k=e.createElement(t),a=e.getElementsByTagName(t)[0],k.async=1,k.src=r,a.parentNode.insertBefore(k,a)}) (window, document, "script", "https://mc.yandex.ru/metrika/tag.js", "ym"); ym(55379743, "init", { clickmap:true, trackLinks:true, accurateTrackBounce:true, webvisor:true }); </script> <noscript><div><img src="https://mc.yandex.ru/watch/55379743" style="position:absolute; left:-9999px;" alt="" /></div></noscript> <!-- /Yandex.Metrika counter --></head>
<body>
<div class="content">
<div class="menu"><i class="material-icons">menu</i></div>
<h1>Урок 31. Какой баланс в этой реакции?</h1>
<p>Еще одна реакция с интересным балансом. Попробуйте составить электронный баланс для нее:</p>
KMnO4 + H2O2 ⇒ O2 + MnO2 + KOH + H2O
<div class="wrapper">
<p id="ask1"><a href="javascript:void(0);" onclick="sol1.style.display='block'; ask1.style.display='none';">Проверить решение и продолжить урок</a></p>
<div class="solution" id="sol1">
<p>Давайте решим ее вместе. Расставим степени окисления и найдем кто из элементов как менял свои степени окисления:</p>
KMn(+7)O(-2)4 + H2O(-1)2 ⇒ O(0)2 + Mn(+4)O(-2)2 + KO(-2)H + H2O(-2)
<p>С марганцем все понятно: он принимает 3 электрона и переходит из Mn(+7) в Mn(+4). А с кислородом все не так просто: слева кислород представлен в двух с.о. - O(-2) в KMnO4 и O(-1) в H2O2. Справа кислород также в двух с.о.: O(0) в O2 и O(-2) в остальных веществах. Как кислород менял свою с.о.? Можно предложить 3 варианта как он мог это делать:</p>
<ol>
<li>
<p>O(-2) не менял степень окисления, а O(-1) перешел в O(-2). В этом случае электронный баланс выглядел бы так:</p>
<div class="redoxBalance" data-options="{'balance':[['Mn',7,4],['O',-1,0]], 'print':'multipliers'}"></div>
</li>
<li>
<p>O(-2) (тот, что слева) переходил в O(0), а O(-1) переходил в O(-2) (в тот, что справа). Тогда баланс был бы таким:</p>
<div class="redoxBalance">
<table>
<tr>
<th class="caption">Окислитель:</th>
<td class="initial">Mn(+7)</td>
<td class="deltaElectrons filled">+3e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">Mn(+4)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td>
--> </tr>
<tr>
<th class="caption">Восстановитель:</th>
<td class="initial">O(-2)</td>
<td class="deltaElectrons filled">-2e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">O(0)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td> -->
</tr>
<tr>
<th class="caption">Окислитель:</th>
<td class="initial">O(-1)</td>
<td class="deltaElectrons filled">+1e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">O(-2)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td> -->
</tr>
</table>
</div></br>
</li>
<li>
<p>И O(-2), и O(-1) переходили в O(0). Баланс в этом случае:</p>
<div class="redoxBalance">
<table>
<tr>
<th class="caption">Окислитель:</th>
<td class="initial">Mn(+7)</td>
<td class="deltaElectrons filled">+3e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">Mn(+4)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td>
--> </tr>
<tr>
<th class="caption">Восстановитель:</th>
<td class="initial">O(-2)</td>
<td class="deltaElectrons filled">-2e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">O(0)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td> -->
</tr>
<tr>
<th class="caption">Восстановитель:</th>
<td class="initial">O(-1)</td>
<td class="deltaElectrons filled">-1e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">O(0)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td> -->
</tr>
</table>
</div></br>
</li>
</ol>
<p>Если знать свойства кислорода и перекиси водорода, можно догадаться, что правильным вариантом ответа будет будет первый электронный баланс, он же самый простой. Остальные варианты слишком сложны, чтобы быть реалистичными.</p>
<div class="remember">
<p>Если для реакции можно составить несколько разных электронных балансов, среди возможных вариантов следует выбрать простейший.</p>
</div>
<h2>Самый простой баланс не всегда простой</h2>
<p>Рассмотрим такой пример:</p>
FeS + KMnO4 + H2SO4 ⇒ Fe2(SO4)3 + S + MnSO4 + K2SO4 + H2O
<p>Расставим степени окисления у ключевых элементов:</p>
Fe(+2)S(-2) + KMn(+7)O4 + H2S(+6)O4 ⇒ Fe(+3)2(S(+6)O4)3 + S(0) + Mn(+2)S(+6)O4 + K2S(+6)O4 + H2O
<p>В этой реакции с серой ситуация обстоит как с кислородом в прошлом примере. Можно предположить 3 варианта того, что происходило со степенями окисления серы. Без лишних слов выпишем все возможные теоретически электронные балансы в этой реакции:</p>
<ol>
<li>
<div class="redoxBalance">
<table>
<tr>
<th class="caption">Окислитель:</th>
<td class="initial">Mn(+7)</td>
<td class="deltaElectrons filled">+5e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">Mn(+2)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td>
--> </tr>
<tr>
<th class="caption">Восстановитель:</th>
<td class="initial">Fe(+2)</td>
<td class="deltaElectrons filled">-1e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">Fe(+3)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td> -->
</tr>
<tr>
<th class="caption">Восстановитель:</th>
<td class="initial">S(-2)</td>
<td class="deltaElectrons filled">-2e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">S(0)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td> -->
</tr>
</table>
</div>
</li>
<li>
<div class="redoxBalance">
<table>
<tr>
<th class="caption">Окислитель:</th>
<td class="initial">Mn(+7)</td>
<td class="deltaElectrons filled">+5e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">Mn(+2)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td>
--> </tr>
<tr>
<th class="caption">Восстановитель:</th>
<td class="initial">Fe(+2)</td>
<td class="deltaElectrons filled">-1e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">Fe(+3)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td> -->
</tr>
<tr>
<th class="caption">Восстановитель:</th>
<td class="initial">S(-2)</td>
<td class="deltaElectrons filled">-2e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">S(0)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td> -->
</tr>
<tr>
<th class="caption">Окислитель:</th>
<td class="initial">S(+6)</td>
<td class="deltaElectrons filled">+6e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">S(0)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td> -->
</tr>
</table>
</div>
</li>
<li>
<div class="redoxBalance">
<table>
<tr>
<th class="caption">Окислитель:</th>
<td class="initial">Mn(+7)</td>
<td class="deltaElectrons filled">+5e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">Mn(+2)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td>
--> </tr>
<tr>
<th class="caption">Восстановитель:</th>
<td class="initial">Fe(+2)</td>
<td class="deltaElectrons filled">-1e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">Fe(+3)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td> -->
</tr>
<tr>
<th class="caption">Восстановитель:</th>
<td class="initial">S(-2)</td>
<td class="deltaElectrons filled">-8e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">S(+6)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td> -->
</tr>
<tr>
<th class="caption">Окислитель:</th>
<td class="initial">S(+6)</td>
<td class="deltaElectrons filled">+6e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">S(0)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td> -->
</tr>
</table>
</div>
</li>
</ol>
<p>Самый простой баланс здесь - первый, он же и правильный. Вообщем, думаю вы поняли, не стоит мудрить с электронным балансом.</p>
<p>Чтобы найти коэффициенты в этой реакции, надо воспользоваться приемом из прошлого урока и объединить строки с Fe(+2) и S(-2) в одну:</p>
<div class="redoxBalance">
<table>
<tr>
<th class="caption">Окислитель:</th>
<td class="initial">Mn(+7)</td>
<td class="deltaElectrons filled">+5e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">Mn(+2)</td>
<td class="multiplier"><div class="coefficient">3</div></td>
</tr>
<tr>
<th class="caption">Восстановитель:</th>
<td class="initial">Fe(+2)S(-2)</td>
<td class="deltaElectrons filled">-3e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">Fe(+3) + S(0)</td>
<td class="multiplier"><div class="coefficient">5</div></td>
</tr>
</table>
</div>
<p>Дальше, думаю понятно как уравнивать.</p>
<h2>И напоследок, еще один пример</h2>
Fe(+2)S(-2) + H2S(+6)O4 ⇒ Fe(+3)2(S(+6)O4)3 + S(+4)O2 + H2O
<p>Здесь та же самая ситуация с серой, как и в прошлом примере. Выпишем сразу все теоретически возможные балансы для этой реакции:</p>
<ol>
<li>
<div class="redoxBalance">
<table>
<tr>
<th class="caption">Восстановитель:</th>
<td class="initial">Fe(+2)</td>
<td class="deltaElectrons filled">-1e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">Fe(+3)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td> -->
</tr>
<tr>
<th class="caption">Восстановитель:</th>
<td class="initial">S(-2)</td>
<td class="deltaElectrons filled">-6e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">S(+4)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td> -->
</tr>
</table>
</div>
</li>
<li>
<div class="redoxBalance">
<table>
<tr>
<th class="caption">Восстановитель:</th>
<td class="initial">Fe(+2)</td>
<td class="deltaElectrons filled">-1e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">Fe(+3)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td> -->
</tr>
<tr>
<th class="caption">Восстановитель:</th>
<td class="initial">S(-2)</td>
<td class="deltaElectrons filled">-6e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">S(+4)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td> -->
</tr>
<tr>
<th class="caption">Окислитель:</th>
<td class="initial">S(+6)</td>
<td class="deltaElectrons filled">+2e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">S(+4)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td>
--> </tr>
</table>
</div>
</li>
<li>
<div class="redoxBalance">
<table>
<tr>
<th class="caption">Восстановитель:</th>
<td class="initial">Fe(+2)</td>
<td class="deltaElectrons filled">-1e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">Fe(+3)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td> -->
</tr>
<tr>
<th class="caption">Восстановитель:</th>
<td class="initial">S(-2)</td>
<td class="deltaElectrons filled">-8e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">S(+6)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td> -->
</tr>
<tr>
<th class="caption">Окислитель:</th>
<td class="initial">S(+6)</td>
<td class="deltaElectrons filled">+2e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">S(+4)</td>
<!-- <td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td> -->
</tr>
</table>
</div>
</li>
</ol>
<p>Самый простой баланс - первый, содержит ошибку: в нем нет окислителя! Поэтому он не может правильным быть и правильным может быть либо 2-й, либо 3-й баланс. Если присмотреться, в третьем балансе сера как бы делает своей степенью окисления “петлю”: она переходит из S(-2) в S(+6), чтобы потом из S(+6) перейти в S(+4). Чепуха какая-то! Здравый смысл подсказывает, что что-то здесь не так. В жизни элементы не ведут себя так бессмысленно и действуют напрямую: S(-2) сразу перешло бы в <span>S(+4)</span>.</p>
<p>С другой стороны, во втором балансе мы видим знакомое нам сопропорционирование. Именно этот вариант здесь и будет правильным. Теперь объединим в нем строки с S(-2) и <span>Fe(+2)</span> - имеем право, т.к. они в одном веществе - и получим баланс, по которому уже можно находить коэффициенты:</p>
<div class="redoxBalance">
<table>
<tr>
<th class="caption">Восстановитель:</th>
<td class="initial">Fe(+2)S(-2)</td>
<td class="deltaElectrons filled">-7e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">Fe(+3) + S(+4)</td>
<td class="multiplier"><div class="coefficient">2</div></td>
</tr>
<tr>
<th class="caption">Окислитель:</th>
<td class="initial">S(+6)</td>
<td class="deltaElectrons filled">+2e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">S(+4)</td>
<td class="multiplier"><div class="coefficient">7</div></td>
</tr>
</table>
</div>
<h2>А это действительно встречается в экзаменах?</h2>
<p>Да, все приведенные примеры - реальные реакции из экзаменов. Хорошая новость в том, что подобные примеры попадаются нечасто и встречаются в номерах, где от вас не будут требовать оформления электронного баланса и будет достаточно, если вы их уравняете. Но на черновике баланс составить все равно придется - иначе будете долго уравнивать. </p>
<h2>Какая во всем этом логика? А в друг мне попадется что-то подобное, о чем здесь не было сказано?</h2>
<p>Не беспокойтесь, следуйте следующим 4 простым заповедям и все у вас получится:</p>
<ol>
<li>
<p>В балансе обязательно должны присутствовать окислитель и восстановитель.</p>
</li>
<li>
<p>Степень окисления в балансе не должна "петлять": не должно быть такого, что элемент перешел сначала в одну степень окисления, а из нее потом в третью. Вместо “петель”, перепишите баланс по схеме сопропорционирования или диспропорционирования.
</p>
</li>
<li>
<p>Если теоретически можно составить больше 1 электронного баланса, удовлетворяющего правилам 1 и 2, выбирайте простейший.</p>
</li>
<li>
<p>Если у вас получилось два восстановителя - объедините эти строчки в баланса в одну.</p>
</li>
</ol>
<p><div class="reaction"><span>Так что Keep Calm and Do Electronic Balance!</span></div></p>
<h2>Задачи</h2>
<p>Расставьте коэффициенты в следующих уравнениях:</p>
<div class="exercizes">
<div class="exercize">
<div class="container">
<div class="status"></div><div class="reaction" data-options="{'solution':{'H2O2':3, 'KMnO4':2, 'O2':3, 'MnO2':2, 'KOH':2, 'H2O':2}}">KMnO4 + H2O2 ⇒ O2 + MnO2 + KOH + H2O</div>
</div>
</div>
<div class="exercize">
<div class="container">
<div class="status"></div><div class="reaction" data-options="{'solution':'coeffsAll'}">KClO4 + HCl ⇒ Cl2 + KCl + H2O</div>
</div>
</div>
<div class="exercize">
<div class="container">
<div class="status"></div><div class="reaction" data-options="{'solution':'coeffsAll'}">NaBrO2 + HBr ⇒ Br2 + NaBr + H2O</div>
</div>
</div>
<div class="exercize">
<div class="container">
<div class="status"></div><div class="reaction" data-options="{'solution':{'FeS':10, 'KMnO4':6, 'H2SO4':24, 'Fe2(SO4)3':5, 'S':10, 'MnSO4':6, 'K2SO4':3, 'H2O':24}}">FeS + KMnO4 + H2SO4 ⇒ Fe2(SO4)3 + S + MnSO4 + K2SO4 + H2O</div>
</div>
</div>
<div class="exercize">
<div class="container">
<div class="status"></div><div class="reaction" data-options="{'solution':'coeffsAll'}">FeS + H2SO4 ⇒ Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O</div>
</div>
</div>
<div class="exercize">
<div class="container">
<div class="status"></div><div class="reaction" data-options="{'solution':'coeffsAll'}">Cu2S + H2SO4 ⇒ CuSO4 + SO2 + H2O</div>
</div>
</div>
<div class="exercize">
<div class="container">
<div class="status"></div><div class="reaction" data-options="{'solution':{'H2O2':5, 'KMnO4':2, 'H2SO4':3, 'O2':5, 'MnSO4':2, 'K2SO4':1, 'H2O':8}}">KMnO4 + H2O2 + H2SO4 ⇒ O2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O</div>
</div>
</div>
<div class="exercize">
<div class="container">
<div class="status"></div><div class="reaction" data-options="{'solution':{'Cu2S':5, 'KMnO4':4, 'H2SO4':16, 'CuSO4':10, 'S':5, 'MnSO4':4, 'K2SO4':2, 'H2O':16}}">Cu2S + KMnO4 + H2SO4 ⇒ CuSO4 + S + MnSO4 + K2SO4 + H2O</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
<script src="js/templates.js"></script>
</body>
</html>