Реакция полимеризации заданного алкадиена, озонолиза полимера и гидролиза озонида.

32.Укажите порядок окисления анионов при электролизе водного раствора.Приведите примеры.

Порядок окисления анионов на аноде:

1.Первыми будут окисляться бескислородные анионы: S^2-; I^-; Br^-; Cl^- и анионы органических кислот:

2RCOO^- - 2e → 2CO₂ + R – R.

2. Во вторую очередь разряжается гидроксид – ион (в щелочной среде):

4OH^- - 4e → O₂ + 2H₂O,

или вода (в кислотной или нейтральной средах).(см. окисляться водаться катионы медио из раствора сульфата медм на катод акций и показывает

Процесс окисление воды на аноде:

A (+) 2 H₂O - 4е → O₂º↑+ 4H⁺(окисляется)

3. В растворе не разряжаются анионы кислородсодержащих кислотных остатков и F^-.

Рассмотрим электролиз раствора сульфата меди (II)

CuSO₄(раствор)↔Cu²⁺+SO₄^2-

K(-) Cu²⁺+ 2е → Cuº(восстанавливается) │4│2

A (+) 2H₂O - 2е →O₂º↑+ 4H⁺(окисляется) │2│1

2Cu²⁺ + 2H₂O → 2Cuº + O₂º↑+ 4H⁺

+SO₄^2- +SO₄^2-

Суммарное уравнение электролиза раствора сульфата меди (II):

2CuSO₄ + 2H₂O 2Cuº + O₂º + 2Н₂SO₄

^{на катоде на аноде в электролизёре}

KI (раствор) → K⁺ + I^-

К (+) 2H₂O + 2e → H₂⁰ + 2OH^- | 2| 1

A (-) 2I^- - 2e → I₂⁰ | 2| 1

2H₂O + 2I^- → H₂⁰ + 2OH^- + I₂⁰

Суммарное уравнение электролиза раствора

2KI + 2H₂O → H₂⁰+ I₂⁰ + 2KOH

Электролиз – это окислительно – восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита.

На катоде будет происходить электрохимическое восстановление катионов или молекул воды, а на аноде электрохимическое окисление анионов или молекул воды.

Простейшим примером электролиза является электролиз расплава.

Под действием электрического поля катионы Na⁺ движутся к катоду и принимают от него электроны.

Na⁺ +e = Na⁰- процесс восстановления.

Анионы Cl ^– движутся к аноду и отдают электроны:

2Cl ^- - 2e = Cl₂⁰- процесс окисления.

Суммарная реакция:

2NaCl ====2Na + Cl₂

На катоде выделяется металлический натрий, а на аноде – газообразный хлор.

А теперь разберем пример электролиза раствора хлорида натрия.

NaCl → Na⁺ + Cl ^–

K(-) Na⁺

2H₂O -2e→ 2OH ^– + H₂↑

A(+) 2Cl ^– - 2e→ Cl₂⁰

H₂O

2H₂O + 2Cl ^–→2OH ^– + H₂ + Cl₂

2Na⁺ + 2H₂O + 2Cl ^–→2OH + H₂ + Cl₂⁰ + 2Na⁺

2 NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑
Задача 1. При электролизе раствора сульфата меди на катоде выделилось 48 г меди. Найдите объем газа, выделившегося на аноде, и массу серной кислоты, образовавшейся в растворе.

Сульфат меди в растворе диссоциирует ни ионы Си²⁺ и S0₄²'.

CuS0₄ = Cu²⁺ + S0₄²"

Cu²⁺+2e- = Cu 12

2H₂0-4e- = 4H⁺ + 0₂ |1

2Cu2+ + 2H2O = 2Cu + 4H+ + O2 (краткоеионное уравнение):

2Си2+ + 2S042" + 2Н20 = 2Cu + 4Н+ + 2SO4^2' + О2

в молекулярном виде:

2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + 2H2SO4 + О2

Газ, выделяющийся на аноде - кислород. В растворе образуется серная кислота.Молярная масса меди равна 64 г/моль, вычислим количество вещества меди:По уравнению реакции при выделении на катоде 2 моль меди ла аноде выделяется 1 моль кислорода. На катоде выделилось 0,75 моль меди, пусть на аноде выделилось х моль кислорода. Составим пропорцию:

2/1=0,75/x, x=0,75*1/2=0,375моль

На аноде выделилось 0,375 моль кислорода,

v(O2) = 0,375 моль.

V(O2) = v(O2)«VM = 0,375 моль«22,4 л/моль = 8,4 л

По уравнению реакции при выделении на катоде 2 моль меди в растворе образуется 2 моль серной кислоты, значит, если на катоде выделилось 0,75 моль меди, то в растворе образовалось 0,75 моль серной кислоты, v(H2SO4) = 0,75 моль. Вычислим молярную массу серной кислоты:

M(H2SO4) = 2-1+32+16-4 = 98 г/моль.

Вычислим массу серной кислоты:m(H2S04) = v(H2S04>M(H2S04) = = 0,75 моль«98 г/моль = 73,5 г Зависимость количества вещества, образовавшегося при электролизе, от времени и силы тока описывается обобщенным законом Фарадея:

m = (Э / F) • I • t = (М / (n • F)) • I • t,

m масса образовавшегося при электролизе вещества (г);Э эквивалентная масса вещества (г/моль);

31. По заданным полуреакциям окисления и восстановления напишите уравнение реакции в молекулярном виде.

Окислительно-восстановительная: Взаимодействия сульфата калия и перманганата калия в щелочной среде:

Определяем степени окисления элементов, изменяющих степень окисления (Mn⁺⁷ → Mn⁺⁶, S⁺⁴ → S⁺⁶). Реальные ионы, куда входят данные элементы (,). Процессы (полуреакции) окисления и восстановления:

2 – процесс восстановления

1 – процесс окисления

Суммарное уравнение:

В суммарном ионном уравнении есть соответствие среды. Переносим коэффициенты в молекулярное уравнение:

1. Правила. Степень окисления атомов в простых веществах равна нулю: (металл в свободном состоянии).

2. Степень окисления (+1) во всех соединениях имеют щелочные металлы (IA группа) и водород, за исключением гидридов активных металлов, где степень окисления водорода равна (–1), например

3. Степень окисления +2 во всех соединениях имеют щелочноземельные металлы (IIAгруппа).

4. Кислород имеет степень окисления (–2), во всех соединениях, кроме пероксидов () и фторида кислорода .

5. Алгебраическая сумма степеней окисления всех частиц в молекуле равна нулю, а в ионе – заряду иона → +1–1 = 0, .

6. Степень окисления иона элемента равна заряду иона:
Ca²⁺ + 2Cl^1–.

7. Не следует путать понятия «валентность» и «степень окисления». Так в N₂, NH₃, N₂H₄, NH₂OH валентность (ковалентность) азота равна трем, так как азот образует три ковалентные связи, а степень окисления различна:

H₂SO₄(конц.) + HJ → H₂S + J₂ + H₂O

Прежде всего, установим, что степень окисления йода в йодистом водороде равна (-1), а серы в серной кислоте: (+6). В процессе реакции йод (-1) будет окисляться до молекулярного состояния, а сера (+6) восстанавливаться до степени окисления (-2) – сероводорода:

J^-→ J⁰₂
S⁺⁶→ S^-2

Чтобы составить уравнение электронного баланса необходимо учесть, что количество частиц атомов в левой и в правой частях полуреакций должно быть одинаковой

2J^-→ J₂⁰
S⁺⁶ → S^-2

Далее необходимо определить количество электронов, принявших участие в реакции:

2J^- - 2 e → J⁰₂
S⁺⁶ + 8 e → S^-2

Установив вертикальную черту, справа данной схемы полуреакции, определим коэффициенты реакции:

2J^- - 2 e → J⁰₂ |8
S⁺⁶ + 8 e → S^-2 |2

Сократив на «2», получим окончательные значения коэффициентов:

2J^- - 2 e → J⁰₂ |4
S⁺⁶ + 8 e → S^-2 |1

Подведем под данной схемой полуреакции горизонтальную черту и суммируем участвующее в реакции количество частиц атомов:

2J^- - 2 e → J⁰₂ |4
S⁺⁶ + 8 e → S^-2 |1
____________________
8J^- + S⁺⁶ → 4 J⁰₂ + S^-2

После этого необходимо расставить коэффициенты в уравнении реакции. Подставив полученные значения коэффициентов в молекулярное уравнение, приведем его к данному виду:

8HJ + H₂SO₄ = 4J₂ + H₂S + Н₂O

Подсчитав количество атомов водорода в левой и правой частях уравнения, убедимся в необходимости коррекции коэффициента «4» перед водой, получим полное уравнение:

8HJ + H₂SO₄ = 4J₂ + H₂S + 4Н₂O

H₂SO₄ ↔ 2H⁺ + SO₄^2-

Аналогичным образом можно записать диссоциацию иодистого водорода и сероводорода:

HJ ↔ Н⁺ + J^-
H₂S ↔ 2Н⁺ + S^2-

J₂ не диссоциирует. Так же практически не диссоциирует Н₂О. Составление уравнения методом полуреакции по йоду остается такой же:

2J^- - 2 e → J⁰₂
Полуреакция по атомам серы приобретет следующую форму:

SO₄^-2 → S^-2

Поскольку в правой части полуреакции недостает четыре атома кислорода, то это количество необходимо сбалансировать за счет воды:

SO₄^-2 → S^-2 + 4H₂О

Тогда в левой части полуреакции необходимо компенсировать атомы водорода за счет протонов (т.к. реакция среды кислая):

SO₄^2- + 8Н⁺ → S^-2 + 4H₂О

Подсчитав количество переходящих электронов, методу полуреакций:

SO₄^2- + 8Н⁺ + 8 е → S^-2 + 4H₂О

Суммируя обе полуреакции, получим уравнение электронного баланса:

2J^- - 2 e → J⁰₂ |8 4
SO₄^2- + 8Н⁺ + 8 е → S^-2 + 4H₂О |2 1
_____________________________________
8J^- + SO₄^2- +8Н⁺ → 4J₂⁰ + S⁰ + 4H₂O