Типовая задача. Составить уравнение реакции окисления сероводорода хлорной водой
Составить уравнение реакции окисления сероводорода хлорной водой. Реакция протекает по схеме: H2S + Cl2 + H2O → H2SO4 + HCl Определить тип окислительно-восстановительной реакции. Рассчитать эквивалентные массы окислителя и восстановителя. Определить возможность протекания реакции в указанном направлении. Решение. 1. Определяем степени окисления атомов элементов, которые входят в состав молекул веществ участников реакции. +1 -2 0 +1-2 +1+6 -2 +1-1 H2S + Cl2+ H2O → H2SO4 + HCl В ходе процесса атомы двух элементов - серы и хлора - изменили степень окисления. Сера повысила степень окисления с -2 до +6, отдав при этом восемь электронов: S2− – 8e-→ S6+, В данном процессе атом серы является восстановителем Хлор понизил степень окисления с 0 до -1, принимая два электрона (поскольку атомов два): Cl20 + 2 e- → 2Cl − Атомы хлора выступают в роли окислителя. Применяя метод электронно-ионного баланса, составляем соответствующие полуреакции. При составлении уравнения полуреакции окисления серы исходим из схемы: H2S→ SO42− . Сероводород записываем в молекулярном виде, поскольку это соединение является слабым электролитом. Серная кислота – сильный электролит при диссоциации, которого в растворе, образуются анионы SO42− . В ходе процесса атом серы связывается с четырьмя атомами кислорода, источниками которых являются четыре молекулы воды. При этом образуются восемь ионов водорода. Еще два иона водорода высвобождаются из молекулы сероводорода. H2S + 4H2O – 8e- → SO42− + 10H+
Записываем две полученные полуреакции, указываем окислитель и восстановитель и уравниваем количество электронов отданных серой и принятых хлором:
4Cl20 + H2S + 4H2O → 8Cl- + SO42− + 10H+
Полученные коэффициенты расставляем в схеме реакции:
H2S + 4Cl2 + 4H2O → H2SO4 + 8HCl
Данная реакция относится к реакциям межмолекулярного окисления-восстановления, поскольку элемент-окислитель и элемент-восстановитель входят в состав молекул разных соединений.
2. Рассчитываем молярную массу химического эквивалента (эквивалентную массу) окислителя:
mЭ –молярная масса химического эквивалента (эквивалентная масса), г/моль М(окисл) – молярная масса окислителя, г/моль; n – число электронов, участвующих в полуреакции.
Аналогично рассчитываем молярную массу эквивалента восстановителя:
3. Чтобы сделать вывод о возможности протекания реакции в указанном направлении, необходимо рассчитать величину ее ЭДС. В реакции участвуют две электрохимические системы; пользуясь данными таблицы П.2, в приложении запишем значения их стандартных потенциалов:
Е0реакции= φ 0окисл – φ 0восст=1, 36 – 0, 31 = 1, 05 В
Величина стандартной ЭДС реакции больше нуля. Реакция будет протекать в рассматриваемом направлении.
Варианты заданий Таблица 9
|
, где
