ГДЗ по химии 8 класс Габриелян — страница 267 (учебник)

      Метод электронного баланса: ключ к уравновешиванию окислительно-восстановительных реакций.

   Окислительно-восстановительные реакции — это реакции, в которых происходит перераспределение электронов между атомами, входящими в состав реагирующих веществ. Суть этих реакций заключается в изменении степени окисления (с.о.) атомов, участвующих в реакции.

   Ключевые понятия:
   — Степень окисления — условная величина, показывающая заряд, который имел бы атом, если бы все электроны в связи были распределены по электроотрицательности
   — Окислитель — вещество, принимающее электроны и повышающее свою степень окисления.
   — Восстановитель — вещество, отдающее электроны и понижающее свою степень окисления.

   Метод электронного баланса — это один из самых распространенных методов составления уравнений окислительно-восстановительных реакций. Он позволяет найти коэффициенты перед формулами веществ, обеспечивая равенство количества атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения реакции.
   Этапы метода электронного баланса:
   1. Определение степени окисления. Начните с определения степени окисления всех элементов в молекулах исходных веществ (реагентов) и продуктов реакции
   2. Выделение элементов, изменяющих степень окисления. Подчеркните символы элементов, изменяющих степень окисления в ходе реакции. Это поможет вам сосредоточиться на ключевых процессах.
   3. Определение окислителя и восстановителя. Определите, какое вещество является окислителем, а какое — восстановителем. Подпишите под формулами молекул, в которых происходит изменение с.о. элементов, «Окислитель» и «Восстановитель» соответственно.
   4. Создание электронного баланса. Запишите уравнения процессов окисления и восстановления, которые происходят в реакции.
   5. Уравновешивание электронов. Число электронов, отдаваемых восстановителем, должно быть равно числу электронов, принимаемых окислителем.
   6. Внесение коэффициентов. Найденные множители, добавленные в уравнения процессов окисления и восстановления, являются коэффициентами перед формулами соответствующих веществ в уравнении реакции. Подставьте эти коэффициенты в уравнение окислительно-восстановительной реакции.

   Преимущества метода электронного баланса.
   Метод прост в использовании и позволяет эффективно уравновешивать уравнения окислительно-восстановительных реакций. Он позволяет понять механизм реакции, выявляя окислитель, восстановитель и процессы окисления и восстановления. Метод широко применяется в химии, особенно в неорганической и аналитической химии.

   Заключение. Метод электронного баланса — мощный инструмент, позволяющий эффективно составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций. Он помогает не только получить уравнение с правильными коэффициентами, но и понять механизм реакции, анализируя изменения степени окисления.

а) Ca⁺²C⁺⁴O₃^–2 = Ca⁺²O^–2 + C⁺⁴O₂^–2
    Реакция не является окислительно−восстановительной.

б) C⁺⁴O₂^–2 + 2Mg⁰ = 2Mg⁺²O^–2 + C⁰
    C⁺⁴ + 4^е– → C⁰ окислитель, восстановление ǀ2ǀ1
    Mg⁰ – 2^е– → Mg⁺² восстановитель, окисление ǀ4ǀ2

в) Ba⁺²(N⁺⁵O₃^–2)₂ + Na₂⁺S⁺⁶O₄^–2 = 2Na⁺N⁺⁵O₃^–2 + Ba⁺²S⁺⁶O₄^–2
    Реакция не является окислительно−восстановительной.

г) 2Al⁰ + Cr₂⁺³O₃^–2 = Al₂⁺³O₃^–2 + 2Cr⁰
    Al⁰ – 3^е– → Al⁺³ восстановитель, окисление ǀ3ǀ1
    Cr⁺³ + 3^е– → Cr⁰ окислитель, восстановление ǀ3ǀ1

   — реакция соединения;
   — обратимая;
   — каталитическая;
   — окислительно-восстановительная;
   — экзотермическая.

б) Верно. Все реакции ионного обмена протекают без изменения степеней окисления. Происходит простой обмен катионами и анионами.
    H⁺Cl^– + K⁺N⁺⁵O₃^–2 = K⁺Cl^– + H⁺N⁺⁵O_3–2

в) Верно. В реакциях замещения атомы простого вещества замещают атомы одного из химических элементов в сложном веществе, поэтому все реакции замещения являются окислительно−восстановительными.
    Cu⁺²SO₄ + Fe⁰ = Fe⁺²SO₄ + Cu⁰↓

д) Верно. Если в реакции соединения участвует простое вещество, то у него изменяется степень окисления.
    2N⁺²O^–2 + O₂⁰ = 2N⁺⁴O₂^–2

   В азотной кислоте (HNO₃) азот находится на максимальной степени окисления +5. Это состояние делает его сильным окислителем, так как он может принимать электроны и снижать свою степень окисления, например, превращаясь в более низкие степени окисления, такие как +4, +3, +2 или даже 0.
   В аммиаке (NH₃) азот, находясь в степени окисления –3, является восстановителем. Он может отдавать электроны и повышать свою степень окисления в процессе окислительно-восстановительных реакций.

   Серная кислота (H₂SO₄). Здесь сера действительно находится в степени окисления +6. Это делает H₂SO₄ сильным окислителем, способным принимать электроны и взаимодействовать с восстановителями. Водород в серной кислоте находится в степени окисления +1, что означает, что он не проявляет восстановительных свойств.
   Сероводород (H₂S). В этом соединении сера имеет степень окисления –2, что указывает на её восстановительные свойства. Водород здесь также находится в степени окисления +1, но в контексте сероводорода он, как правило, рассматривается как более сильный восстановитель, чем сера, и подчеркивает восстановительные свойства данной молекулы.