Электронный баланс окислительно-восстановительной реакции

• Окисление — процесс отдачи электронов атомом или ионом, сопровождающийся повышением степени окисления.
• Восстановление — процесс присоединения электронов атомом или ионом, сопровождающийся понижением степени окисления.
• Окислитель — частица, принимающая электроны и восстанавливающаяся.
• Восстановитель — частица, отдающая электроны и окисляющаяся.
• Степень окисления — условный заряд атома в соединении.^[2]

Метод включает следующие шаги:

1. Определение степеней окисления всех элементов в исходных и конечных веществах. 2. Выявление элементов, изменяющих степень окисления. 3. Составление полуреакций окисления и восстановления с указанием числа электронов. 4. Уравнивание числа электронов, отдаваемых и принимаемых в полуреакциях. 5. Расстановка коэффициентов в исходном уравнении на основе электронного баланса. 6. Проверка уравнения на соответствие законам сохранения.

Рассмотрим реакцию между водородом и фтором: ${\displaystyle {\mathsf {H_{2}+F_{2}\rightarrow 2HF}}}$

Шаг 1. Определяем степени окисления:

• H в ${\displaystyle {\mathsf {H_{2}}}}$: 0
• F в ${\displaystyle {\mathsf {F_{2}}}}$: 0
• H в ${\displaystyle {\mathsf {HF}}}$: +1
• F в ${\displaystyle {\mathsf {HF}}}$: -1

Шаг 2. Элементы, меняющие степень окисления: H и F.

Шаг 3. Составляем полуреакции:

• Окисление (водород отдает электроны):

${\displaystyle {\mathsf {H_{2}^{0}-2e^{-}\rightarrow 2H^{+1}}}}$

• Восстановление (фтор принимает электроны):

${\displaystyle {\mathsf {F_{2}^{0}+2e^{-}\rightarrow 2F^{-1}}}}$

Шаг 4. Число электронов в полуреакциях равно, дополнительных коэффициентов не требуется.

Шаг 5. Расставляем коэффициенты в уравнении реакции: ${\displaystyle {\mathsf {H_{2}+F_{2}\rightarrow 2HF}}}$

Шаг 6. Проверяем баланс атомов и зарядов. Уравнение уравнено корректно.

Окисление (отдача электронов; степень окисления повышается):

• ${\displaystyle {\mathsf {S^{2-}-2e^{-}\rightarrow S^{0}}}}$
• ${\displaystyle {\mathsf {Al^{0}-3e^{-}\rightarrow Al^{3+}}}}$
• ${\displaystyle {\mathsf {Fe^{2+}-e^{-}\rightarrow Fe^{3+}}}}$

Восстановление (присоединение электронов; степень окисления понижается):

• ${\displaystyle {\mathsf {O_{2}^{0}+4e^{-}\rightarrow 2O^{2-}}}}$
• ${\displaystyle {\mathsf {Mn^{7+}+5e^{-}\rightarrow Mn^{2+}}}}$
• ${\displaystyle {\mathsf {Cr^{6+}+6e^{-}\rightarrow Cr^{0}}}}$

Метод электронного баланса является ключевым инструментом для уравнивания окислительно-восстановительных реакций. Он обеспечивает точное соблюдение законов сохранения массы и заряда, что важно для правильного понимания и прогнозирования химических процессов. Освоение этого метода способствует успешной подготовке к экзаменам и дальнейшему изучению химии.^[1][2]