Электрохимические методы анализа

Электрохимические методы анализа основаны на измерении электрической проводимости, потенциалов, силы тока и других величин, характеризующих взаимодействие анализируемого вещества с электрическим током. Электрохимические методы делятся на три группы.

1. Методы, основанные на электродных реакциях, протекающих в отсутствие электрического тока – потенциометрия.

2. Методы, основанные на электродных реакциях, протекающих под действием электрического тока, – вольтамперометрия, кулонометрия, электрогравиметрия.

3. Методы, основанные на измерениях без протекания электродных реакций, – кондуктометрия.

Потенциометрия – это электрохимический метод исследования и анализа веществ, основанный на зависимости равновесного электродного потенциала Е от термодинамической активности а компонентов электрохимической реакции.

Эта зависимость описывается уравнением Нернста. Для окислительно-восстановительной реакции, записанной в общем виде, оно имеет вид:

aА + bВ + ... + nе ↔ mМ + рP + …

(29)

где Еº – стандартный потенциал, R – газовая постоянная, Т – абсолютная температура, F – постоянная Фарадея, n – число электронов, участвующих в реакции, a, b, ..., m, р ... – стехиометрические коэффициенты компонентов реакции А, В, ..., М, Р (которыми могут быть ионы и молекулы в жидкой, твердой или газовой фазе).

При стандартной температуре (298,15 К) отношение RT/F с учетом перевода натурального логарифма в десятичный (коэффициент 2,3026) равно 0,059. Поскольку измерения обычно проводятся в разбавленных растворах, активность можно заменить молярной концентрацией. В таком случае уравнение Нернста примет вид

. (30)

Абсолютная величина электродного потенциала не может быть определена, может быть измерена лишь разность потенциалов двух электродов. Два электрода, опущенных в один и тот же или разные растворы образуют гальванический элемент. Разность равновесных электродных потенциалов называется электродвижущей силой гальванического элемента (ЭДС). Для аналитических целей один из электродов, образующих гальванический элемент, должен иметь постоянное значение электродного потенциала, не зависящее от концентрации анализируемого иона. Такой электрод называется электродом сравнения (стандартный водородный электрод, хлорсеребряный, каломельный электроды). Электродный потенциал второго электрода соответственно зависит от концентрации анализируемого иона. Этот электрод называется индикаторным электродом. Примером индикаторных электродов могут быть: водородный, стеклянный, хингидронный электроды (используются для определения концентрации ионов водорода); платиновый электрод (используется при протекании в растворе окислительно-восстановительной реакции); различные ионоселективные электроды.

Среди методов потенциометрических измерений различают потенциометрию и потенциометрическое титрование.

Прямая потенциометрия применяется для непосредственного определения активности (концентрации) ионов по значению электродного потенциала соответствующего индикаторного электрода. Часто в качестве индикаторного электрода применяют ионоселективные электроды. При использовании ионоселективных электродов активности (концентрации) ионов определяют, как правило, с помощью градуировочного графика.

При проведениипотенциометрического титрования регистрируют изменение потенциала индикаторного электрода в процессе титрования исследуемого раствора стандартным раствором реагента в зависимости от объема последнего. По полученным результатам строят графики зависимости, чаще всего – интегральный – зависимость Е (рН) от V титранта, и дифференциальный – зависимость ΔЕ/ΔV (ΔрН/ΔV) от V титранта. Пример кривых окислительно-восстановительного титрования показаны на рисунках 1 и 2.


Рисунок 1– Интегральная зависимость	Рисунок 2 – Дифференциальная зависимость

Задача 10

Смешали V₁ (мл) С₁ М и V₂ (мл) Cн₂ растворов соли S (таблица 19). Считая коэффициент активности ионов равным 1, вычислите потенциал указанного электрода в полученном растворе.

Таблица 19 – Условие задачи 10

№	V₁, мл	С₁, моль/л	V₂, мл	Сн₂, моль∙экв/л	S	Электрод
		1,30∙10^–4		0,84∙10^–4	CdSO₄	Cd
		1,43∙10^–4		1,00∙10^–4	FeCl₂	Fe
		1,56∙10^–4		1,16∙10^–4	CoSO₄	Co
		1,69∙10^–4		1,32∙10^–4	NiCl₂	Ni
		1,82∙10^–4		1,48∙10^–4	CuSO₄	Cu
		1,95∙10^–4		1,64∙10^–4	ZnCl₂	Zn
		2,08∙10^–4		1,80∙10^–4	CdSO₄	Cd
		2,21∙10^–4		1,96∙10^–4	FeCl₂	Fe
		2,34∙10^–4		2,12∙10^–4	CoSO₄	Co
		2,47∙10^–4		2,28∙10^–4	NiCl₂	Ni
		2,60∙10^–4		2,44∙10^–4	CuSO₄	Cu
		2,73∙10^–4		2,60∙10^–4	ZnCl₂	Zn
		2,86∙10^–4		2,76∙10^–4	CdSO₄	Cd
		2,99∙10^–4		2,92∙10^–4	FeCl₂	Fe
		3,12∙10^–4		3,08∙10^–4	CoSO₄	Co
		3,25∙10^–4		3,24∙10^–4	NiCl₂	Ni
		3,38∙10^–4		3,40∙10^–4	CuSO₄	Cu
		3,51∙10^–4		3,56∙10^–4	ZnCl₂	Zn
		3,64∙10^–4		3,72∙10^–4	CdSO₄	Cd
		3,77∙10^–4		3,88∙10^–4	FeCl₂	Fe
		3,90∙10^–4		4,04∙10^–4	CoSO₄	Co
		4,03∙10^–4		4,20∙10^–4	NiCl₂	Ni
		4,16∙10^–4		4,36∙10^–4	CuSO₄	Cu
		4,29∙10^–4		4,52∙10^–4	ZnCl₂	Zn
		4,42∙10^–4		4,68∙10^–4	CdSO₄	Cd
		4,55∙10^–4		4,84∙10^–4	FeCl₂	Fe
		4,68∙10^–4		5,00∙10^–4	CoSO₄	Co
		4,81∙10^–4		5,16∙10^–4	NiCl₂	Ni
		4,94∙10^–4		5,32∙10^–4	CuSO₄	Cu
		5,07∙10^–4		5,48∙10^–4	ZnCl₂	Zn
		5,20∙10^–4		5,64∙10^–4	CdSO₄	Cd
		5,33∙10^–4		5,80∙10^–4	FeCl₂	Fe
		5,46∙10^–4		5,96∙10^–4	CoSO₄	Co
		5,59∙10^–4		6,12∙10^–4	NiCl₂	Ni
		5,72∙10^–4		6,28∙10^–4	CuSO₄	Cu
		5,85∙10^–4		6,44∙10^–4	ZnCl₂	Zn
		5,98∙10^–4		6,60∙10^–4	CdSO₄	Cd
		6,11∙10^–4		6,76∙10^–4	FeCl₂	Fe
		6,24∙10^–4		6,92∙10^–4	CoSO₄	Co
		6,37∙10^–4		7,08∙10^–4	NiCl₂	Ni

Продолжение таблицы 19

№	V₁, мл	С₁, моль/л	V₂, мл	Сн₂, моль∙экв/л	S	Электрод
		6,50∙10^–4		7,24∙10^–4	CuSO₄	Cu
		6,63∙10^–4		7,40∙10^–4	ZnCl₂	Zn
		6,76∙10^–4		7,56∙10^–4	CdSO₄	Cd
		6,89∙10^–4		7,72∙10^–4	FeCl₂	Fe
		7,02∙10^–4		7,88∙10^–4	CoSO₄	Co
		7,15∙10^–4		8,04∙10^–4	NiCl₂	Ni
		7,28∙10^–4		8,20∙10^–4	CuSO₄	Cu
		7,41∙10^–4		8,36∙10^–4	ZnCl₂	Zn
		7,54∙10^–4		8,52∙10^–4	CdSO₄	Cd
		7,67∙10^–4		8,68∙10^–4	FeCl₂	Fe
		7,80∙10^–4		8,84∙10^–4	CoSO₄	Co
		7,93∙10^–4		9,00∙10^–4	NiCl₂	Ni
		8,06∙10^–4		9,16∙10^–4	CuSO₄	Cu
		8,19∙10^–4		9,32∙10^–4	ZnCl₂	Zn
		8,32∙10^–4		9,48∙10^–4	CdSO₄	Cd
		8,45∙10^–4		9,64∙10^–4	FeCl₂	Fe
		8,58∙10^–4		9,80∙10^–4	CoSO₄	Co
		8,71∙10^–4		9,96∙10^–4	NiCl₂	Ni
		8,84∙10^–4		10,12∙10^–4	CuSO₄	Cu
		8,97∙10^–4		10,28∙10^–4	ZnCl₂	Zn

Таблица 20 – Электродные потенциалы [9]

Металл	Е°, В	Металл	Е°, В	Металл	Е°, В
Cd	–0,403	Co	–0,277	Cu	0,337
Fe	–0,440	Ni	–0,250	Zn	–0,763

Таблица 21 – Ответы к задаче 10

№	С₂, моль/л	Собщ., моль/л	Е, В	№	С₂, моль/л	Собщ., моль/л	Е, В
	4,20∙10^–5	5,789∙10^–5	– 0,528		9,00∙10^–5	1,157∙10^–4	– 0,519
	5,00∙10^–5	6,741∙10^–5	– 0,563		9,80∙10^–5	1,255∙10^–4	– 0,555
	5,80∙10^–5	7,698∙10^–5	– 0,398		1,06∙10^–4	1,353∙10^–4	– 0,391
	6,60∙10^–5	8,660∙10^–5	– 0,370		1,14∙10^–4	1,460∙10^–4	– 0,363
	7,40∙10^–5	9,626∙10^–5	0,219		1,22∙10^–4	1,559∙10^–4	0,225
	8,20∙10^–5	1,060∙10^–4	– 0,880		1,30∙10^–4	1,659∙10^–4	– 0,875

Пример решения задачи 10 (вариант 1).

Запишем уравнение протекающего процесса:

Cd⁺² + 2e ↔ Cd⁰

Металл, погруженный в раствор своей соли, образует электрод первого рода, величина электродного потенциала для которого описывается уравнением Нернста, представленном в следующем виде:

(31)

Если коэффициент активности равен 1, тогда уравнение (31) можно записать следующим образом:

(32)

Раствор соли, в которую погружен кадмиевый электрод, получен путем смешения двух растворов с разной концентрацией, причем для второго раствора указана нормальная концентрация. Поэтому предварительно необходимо перевести нормальную концентрацию в молярную и найти общую концентрацию ионов Сd⁺² в полученном растворе:

(моль/л).

Теперь рассчитаем электродный потенциал кадмиевого электрода (значение Е°(Cd⁺²/Cd⁰) приведено в таблице 20):

(В).

Задача 11

В стандартных растворах NaNO₃ с различной концентрацией NO₃^– были измерены электродные потенциалы нитратселективного электрода относительно хлорсеребряного электрода. Полученные данные занесены в таблицу 22. По этим данным был построен калибровочный график в координатах Е – -lgC(NO₃^–). Исследуемый раствор (С₁, моль/л) объемом V₁ (мл) разбавили водой в мерной колбе объемом V₂ (мл) (С₂, моль/л) и измерили потенциал нитратселективного электрода (Е_х) (таблица 22). Определите концентрацию исследуемого раствора.

Таблица 22 – Условие задачи 11

№	Исходные данные	V₁, мл	V₂, мл	E_x, В
	С, моль/л	0,3	0,03	0,003	0,0003	0,00003	0,270
Е, мВ	0,051	0,110	0,169	0,228	0,287
	С, моль/л	0,1	0,01	0,001	0,0001	0,00001	0,245
Е, мВ	0,079	0,138	0,197	0,256	0,315
	С, моль/л	0,2	0,02	0,002	0,0002	0,00002	0,220
Е, мВ	0,061	0,120	0,179	0,238	0,297
	С, моль/л	0,05	0,005	0,0005	0,00005	0,000005	0,195
Е, мВ	0,097	0,156	0,215	0,274	0,333
	С, моль/л	0,3	0,03	0,003	0,0003	0,00003	0,170
Е, мВ	0,051	0,110	0,169	0,228	0,287
	С, моль/л	0,1	0,01	0,001	0,0001	0,00001	0,145
Е, мВ	0,079	0,138	0,197	0,256	0,315

Продолжение таблицы 22

№	Исходные данные	V₁, мл	V₂, мл	E_x, В
	С, моль/л	0,2	0,02	0,002	0,0002	0,00002	0,120
Е, мВ	0,061	0,120	0,179	0,238	0,297
	С, моль/л	0,05	0,005	0,0005	0,00005	0,000005	0,095
Е, мВ	0,097	0,156	0,215	0,274	0,333
	С, моль/л	0,3	0,03	0,003	0,0003	0,00003	0,070
Е, мВ	0,051	0,110	0,169	0,228	0,287
	С, моль/л	0,1	0,01	0,001	0,0001	0,00001	0,280
Е, мВ	0,079	0,138	0,197	0,256	0,315
	С, моль/л	0,2	0,02	0,002	0,0002	0,00002	0,265
Е, мВ	0,061	0,120	0,179	0,238	0,297
	С, моль/л	0,05	0,005	0,0005	0,00005	0,000005	0,250
Е, мВ	0,097	0,156	0,215	0,274	0,333
	С, моль/л	0,3	0,03	0,003	0,0003	0,00003	0,235
Е, мВ	0,051	0,110	0,169	0,228	0,287
	С, моль/л	0,1	0,01	0,001	0,0001	0,00001	0,220
Е, мВ	0,079	0,138	0,197	0,256	0,315
	С, моль/л	0,2	0,02	0,002	0,0002	0,00002	0,205
Е, мВ	0,061	0,120	0,179	0,238	0,297
	С, моль/л	0,05	0,005	0,0005	0,00005	0,000005	0,190
Е, мВ	0,097	0,156	0,215	0,274	0,333
	С, моль/л	0,3	0,03	0,003	0,0003	0,00003	0,175
Е, мВ	0,051	0,110	0,169	0,228	0,287
	С, моль/л	0,1	0,01	0,001	0,0001	0,00001	0,160
Е, мВ	0,079	0,138	0,197	0,256	0,315
	С, моль/л	0,2	0,02	0,002	0,0002	0,00002	0,145
Е, мВ	0,061	0,120	0,179	0,238	0,297
	С, моль/л	0,05	0,005	0,0005	0,00005	0,000005	0,130
Е, мВ	0,097	0,156	0,215	0,274	0,333
	С, моль/л	0,3	0,03	0,003	0,0003	0,00003	0,115
Е, мВ	0,051	0,110	0,169	0,228	0,287
	С, моль/л	0,1	0,01	0,001	0,0001	0,00001	0,100
Е, мВ	0,079	0,138	0,197	0,256	0,315
	С, моль/л	0,2	0,02	0,002	0,0002	0,00002	0,085
Е, мВ	0,061	0,120	0,179	0,238	0,297
	С, моль/л	0,05	0,005	0,0005	0,00005	0,000005	0,070
Е, мВ	0,097	0,156	0,215	0,274	0,333
	С, моль/л	0,3	0,03	0,003	0,0003	0,00003	0,245
Е, мВ	0,051	0,110	0,169	0,228	0,287
	С, моль/л	0,1	0,01	0,001	0,0001	0,00001	0,220
Е, мВ	0,079	0,138	0,197	0,256	0,315
	С, моль/л	0,2	0,02	0,002	0,0002	0,00002	0,195
Е, мВ	0,061	0,120	0,179	0,238	0,297
	С, моль/л	0,05	0,005	0,0005	0,00005	0,000005	0,170
Е, мВ	0,097	0,156	0,215	0,274	0,333
	С, моль/л	0,3	0,03	0,003	0,0003	0,00003	0,145
Е, мВ	0,051	0,110	0,169	0,228	0,287

Продолжение таблицы 22

№	Исходные данные	V₁, мл	V₂, мл	E_x, В
	С, моль/л	0,1	0,01	0,001	0,0001	0,00001	0,120
Е, мВ	0,079	0,138	0,197	0,256	0,315
	С, моль/л	0,3	0,03	0,003	0,0003	0,00003	0,270
Е, мВ	0,051	0,110	0,169	0,228	0,287
	С, моль/л	0,1	0,01	0,001	0,0001	0,00001	0,245
Е, мВ	0,079	0,138	0,197	0,256	0,315
	С, моль/л	0,2	0,02	0,002	0,0002	0,00002	0,220
Е, мВ	0,061	0,120	0,179	0,238	0,297
	С, моль/л	0,05	0,005	0,0005	0,00005	0,000005	0,195
Е, мВ	0,097	0,156	0,215	0,274	0,333
	С, моль/л	0,3	0,03	0,003	0,0003	0,00003	0,170
Е, мВ	0,051	0,110	0,169	0,228	0,287
	С, моль/л	0,1	0,01	0,001	0,0001	0,00001	0,145
Е, мВ	0,079	0,138	0,197	0,256	0,315
	С, моль/л	0,2	0,02	0,002	0,0002	0,00002	0,120
Е, мВ	0,061	0,120	0,179	0,238	0,297
	С, моль/л	0,05	0,005	0,0005	0,00005	0,000005	0,095
Е, мВ	0,097	0,156	0,215	0,274	0,333
	С, моль/л	0,3	0,03	0,003	0,0003	0,00003	0,070
Е, мВ	0,051	0,110	0,169	0,228	0,287
	С, моль/л	0,1	0,01	0,001	0,0001	0,00001	0,280
Е, мВ	0,079	0,138	0,197	0,256	0,315
	С, моль/л	0,2	0,02	0,002	0,0002	0,00002	0,265
Е, мВ	0,061	0,120	0,179	0,238	0,297
	С, моль/л	0,05	0,005	0,0005	0,00005	0,000005	0,250
Е, мВ	0,097	0,156	0,215	0,274	0,333
	С, моль/л	0,3	0,03	0,003	0,0003	0,00003	0,235
Е, мВ	0,051	0,110	0,169	0,228	0,287
	С, моль/л	0,1	0,01	0,001	0,0001	0,00001	0,220
Е, мВ	0,079	0,138	0,197	0,256	0,315
	С, моль/л	0,2	0,02	0,002	0,0002	0,00002	0,205
Е, мВ	0,061	0,120	0,179	0,238	0,297
	С, моль/л	0,05	0,005	0,0005	0,00005	0,000005	0,190
Е, мВ	0,097	0,156	0,215	0,274	0,333
	С, моль/л	0,3	0,03	0,003	0,0003	0,00003	0,175
Е, мВ	0,051	0,110	0,169	0,228	0,287
	С, моль/л	0,1	0,01	0,001	0,0001	0,00001	0,160
Е, мВ	0,079	0,138	0,197	0,256	0,315
	С, моль/л	0,2	0,02	0,002	0,0002	0,00002	0,145
Е, мВ	0,061	0,120	0,179	0,238	0,297
	С, моль/л	0,05	0,005	0,0005	0,00005	0,000005	0,130
Е, мВ	0,097	0,156	0,215	0,274	0,333
	С, моль/л	0,3	0,03	0,003	0,0003	0,00003	0,115
Е, мВ	0,051	0,110	0,169	0,228	0,287

Продолжение таблицы 22

№	Исходные данные	V₁, мл	V₂, мл	E_x, В
	С, моль/л	0,1	0,01	0,001	0,0001	0,00001	0,100
Е, мВ	0,079	0,138	0,197	0,256	0,315
	С, моль/л	0,2	0,02	0,002	0,0002	0,00002	0,085
Е, мВ	0,061	0,120	0,179	0,238	0,297
	С, моль/л	0,05	0,005	0,0005	0,00005	0,000005	0,070
Е, мВ	0,097	0,156	0,215	0,274	0,333
	С, моль/л	0,3	0,03	0,003	0,0003	0,00003	0,245
Е, мВ	0,051	0,110	0,169	0,228	0,287
	С, моль/л	0,1	0,01	0,001	0,0001	0,00001	0,220
Е, мВ	0,079	0,138	0,197	0,256	0,315
	С, моль/л	0,2	0,02	0,002	0,0002	0,00002	0,195
Е, мВ	0,061	0,120	0,179	0,238	0,297
	С, моль/л	0,05	0,005	0,0005	0,00005	0,000005	0,170
Е, мВ	0,097	0,156	0,215	0,274	0,333
	С, моль/л	0,3	0,03	0,003	0,0003	0,00003	0,145
Е, мВ	0,051	0,110	0,169	0,228	0,287
	С, моль/л	0,1	0,01	0,001	0,0001	0,00001	0,120
Е, мВ	0,079	0,138	0,197	0,256	0,315

Пример решения задачи 11 (вариант 1).

Для определения концентрации анализируемого раствора необходимо по полученным значениям построить калибровочный график в координатах Е – -lgC. Полученная зависимость должна иметь вид прямой линии. Для построения графика необходимо прологарифмировать значения концентраций приготовленных стандартных растворов (таблица 23).

Таблица 23 – Экспериментальные данные для построения калибровочного графика

С, моль/л	0,3	0,03	0,003	0,0003	0,00003
lg C	0,52	1,52	2,52	3,52	4,52
Е, В	0,051	0,110	0,169	0,228	0,287

Рисунок 3 – Калибровочный график

По условию задачи электродный потенциал анализируемого раствора 0,270 В. Находим по графику соответствующее ему значение –lgC(NO₃^–), оно равно 4,23. Таким образом, концентрация ионов NO₃^– равна 10^–4,23 = 5,89∙10^–5 моль/л. Рассчитаем концентрацию нитрат-ионов в исходном растворе:

(моль/л).

Таблица 24 – Ответы к задаче 11

№	–lg C	C₂, моль/л	C₁, моль/л	№	–lg C	C₂, моль/л	C₁, моль/л
	4,24	0,000059	0,00059		1,69	0,02028	0,10138
	3,81	0,00016	0,00155		1,27	0,05373	0,35822
	3,39	0,00041	0,00137		0,85	0,14239	0,35599
	2,97	0,00109	0,00545		4,41	0,00004	0,00016
	2,54	0,00289	0,00577		4,15	0,00007	0,00071
	2,12	0,00765	0,15303		3,90	0,00013	0,00128

Задание 12

Уравняйте окислительно-восстановительную реакцию методом ионно-электронного баланса (таблица 24). Укажите вещество-окислитель и вещество-восстановитель.

Таблица 24 – Условия задания 12

№	Окислительно-восстановительная реакция
	FeSO₄ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ ® Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + H₂O + K₂SO₄
	KMnO₄ + Al + KOH ® K₂MnO₄ + KАlO₂ + H₂O
	K₂CrO₄ + Al + KOH + H₂O → K₃[Cr(OH)₆] + K₃[Al(OH)₆]
	K₂Cr₂O₇ + Al + H₂O → Cr(OH)₃↓ + Al(OH)₃↓ + KOH
	K₂Cr₂O₇ + Al + H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + Al₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O
	KMnO₄ + Na₂SO₃ + KOH → K₂MnO₄ + H₂O + Na₂SO₄
	KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂O → MnO₂ + KOH + Na₂SO₄
	KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂SO₄ → MnSO₄ + K₂SO₄ + Na₂SO₄ + H₂O
	KMnO₄ + C₂H₅OH + KOH ® K₂CO₃ + K₂MnO₄ + H₂O
	KMnO₄ + C₂H₅OH + H₂SO₄ ® CH₃COOH + MnSO₄ + H₂O + K₂SO₄
	KMnO₄ + H₂O₂ ® MnO₂ + KOH + O₂ + H₂O
	H₂C₂O₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ ® K₂SO₄ + MnSO₄ + CO₂+ H₂O
	J₂ + Na₂S₂O₃ ® NaJ + Na₂S₄O₆
	KJ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ ® J₂ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O
	FeSO₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ ® Fe₂(SO₄)₃ + MnSO₄ + H₂O + K₂SO₄
	FeSO₄ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ ® Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + H₂O + K₂SO₄
	KMnO₄ + Al + KOH ® K₂MnO₄ + KАlO₂ + H₂O
	K₂CrO₄ + Al + KOH + H₂O → K₃[Cr(OH)₆] + K₃[Al(OH)₆]
	K₂Cr₂O₇ + Al + H₂O → Cr(OH)₃↓ + Al(OH)₃↓ + KOH
	K₂Cr₂O₇ + Al + H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + Al₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O
	KMnO₄ + Na₂SO₃ + KOH → K₂MnO₄ + H₂O + Na₂SO₄
	KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂O → MnO₂ + KOH + Na₂SO₄
	KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂SO₄ → MnSO₄ + K₂SO₄ + Na₂SO₄ + H₂O
	KMnO₄ + C₂H₅OH + KOH ® K₂CO₃ + K₂MnO₄ + H₂O

Продолжение таблицы 24

№	Окислительно-восстановительная реакция
	KMnO₄ + C₂H₅OH + H₂SO₄ ® CH₃COOH + MnSO₄ + H₂O + K₂SO₄
	KMnO₄ + H₂O₂ ® MnO₂ + KOH + O₂ + H₂O
	H₂C₂O₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ ® K₂SO₄ + MnSO₄ + CO₂+ H₂O
	J₂ + Na₂S₂O₃ ® NaJ + Na₂S₄O₆
	KJ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ ® J₂ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O
	FeSO₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ ® Fe₂(SO₄)₃ + MnSO₄ + H₂O + K₂SO₄
	FeSO₄ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ ® Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + H₂O + K₂SO₄
	KMnO₄ + Al + KOH ® K₂MnO₄ + KАlO₂ + H₂O
	K₂CrO₄ + Al + KOH + H₂O → K₃[Cr(OH)₆] + K₃[Al(OH)₆]
	K₂Cr₂O₇ + Al + H₂O → Cr(OH)₃↓ + Al(OH)₃↓ + KOH
	K₂Cr₂O₇ + Al + H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + Al₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O
	KMnO₄ + Na₂SO₃ + KOH → K₂MnO₄ + H₂O + Na₂SO₄
	KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂O → MnO₂ + KOH + Na₂SO₄
	KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂SO₄ → MnSO₄ + K₂SO₄ + Na₂SO₄ + H₂O
	KMnO₄ + C₂H₅OH + KOH ® K₂CO₃ + K₂MnO₄ + H₂O
	KMnO₄ + C₂H₅OH + H₂SO₄ ® CH₃COOH + MnSO₄ + H₂O + K₂SO₄
	KMnO₄ + H₂O₂ ® MnO₂ + KOH + O₂ + H₂O
	H₂C₂O₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ ® K₂SO₄ + MnSO₄ + CO₂+ H₂O
	J₂ + Na₂S₂O₃ ® NaJ + Na₂S₄O₆
	KJ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ ® J₂ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O
	FeSO₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ ® Fe₂(SO₄)₃ + MnSO₄ + H₂O + K₂SO₄
	FeSO₄ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ ® Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + H₂O + K₂SO₄
	KMnO₄ + Al + KOH ® K₂MnO₄ + KАlO₂ + H₂O
	K₂CrO₄ + Al + KOH + H₂O → K₃[Cr(OH)₆] + K₃[Al(OH)₆]
	K₂Cr₂O₇ + Al + H₂O → Cr(OH)₃↓ + Al(OH)₃↓ + KOH
	K₂Cr₂O₇ + Al + H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + Al₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O
	KMnO₄ + Na₂SO₃ + KOH → K₂MnO₄ + H₂O + Na₂SO₄
	KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂O → MnO₂ + KOH + Na₂SO₄
	KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂SO₄ → MnSO₄ + K₂SO₄ + Na₂SO₄ + H₂O
	KMnO₄ + C₂H₅OH + KOH ® K₂CO₃ + K₂MnO₄ + H₂O
	KMnO₄ + C₂H₅OH + H₂SO₄ ® CH₃COOH + MnSO₄ + H₂O + K₂SO₄
	KMnO₄ + H₂O₂ ® MnO₂ + KOH + O₂ + H₂O
	H₂C₂O₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ ® K₂SO₄ + MnSO₄ + CO₂+ H₂O
	J₂ + Na₂S₂O₃ ® NaJ + Na₂S₄O₆
	KJ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ ® J₂ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O
	FeSO₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ ® Fe₂(SO₄)₃ + MnSO₄ + H₂O + K₂SO₄

Разберем выполнение этого задания на примере 1 и 2 вариантов:

Вариант 1. Расставим над всеми элементами, которые входят в состав молекул-участниц данной реакции, степени окисления:

_{+2 +6 –2}_{+1 +6} _{–2 +1}_{+6 –2 +3 +6 –2 +3 +6 –2 +1}_{–2 +1 +6 –2}

FeSO₄ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ ® Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + H₂O + K₂SO₄

Хорошо видно, что изменяют степень окисление железо и хром. Выпишем реально существующие в растворе ионы, в состав которых входят эти элементы:

Fe⁺² → Fe⁺³

Cr₂O₇^–2 → Cr⁺³

Уравняем количество атомов в каждой паре и добавим молекулы воды с той стороны, где недостает атомов кислорода, и ионы водорода – в ту сторону, где не хватает атомов водорода. Укажем количество принятых или отданных электронов:

Fe⁺² → Fe⁺³ + 1e				восстановитель
Cr₂O₇^–2 + 14H⁺ + 6e → 2Cr⁺³ + 7H₂O			окислитель

Запишем ионно-молекулярное уравнение протекающей окислительно-восстановительной реакции:

6Fe⁺² + Cr₂O₇^–2 + 14H⁺ ® 6Fe⁺³ + 2Cr⁺³ + 7H₂O.

Перенесем полученные коэффициенты в уравнение реакции, записанное в молекулярной форме:

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: