Реакции диспропорционирования (самоокисления-самовосстановления)

 

 

Задание 370
Почему атомы большинства р-элементов способны к реакциям диспропорционирования (самоокисления-самовосстановления)? На основании электронных уравнений напишите уравнение реакции серы в концентрированном растворе щелочи. Один из продуктов содержит серу в степени окисления +4.:
Решение:

Атомы р-элементов имеют конфигурацию внешнего электронного слоя ns2np(1-6). Большинство из них способны к диспропорционированию, потому что атомы многих из них содержат на внешнем электронном слое такое количество электронов, что могут их отдавать или же присоединять, т. е. одновременно уменьшать и увеличивать свою степень окисления. Например, сера содержит на внешнем электронном слое шесть электронов два s-электрона и четыре р-электрона. Благодаря наличию свободных d-орбиталей степень окисления серы меняется от -2 до +6. Сера может одновременно менять свою степень окисления от 0 до -2 и от 0 до +6.
Уравнение реакции серы в концентрированном растворе щелочи:

Уравнения электронного баланса:

реакции диспропорционирования

Ионно-молекулярное уравнение:

3S0  = S4+ + 2S2-

Молекулярное уравнение реакции:

3S+ 6NaOH = Na2SO3 + 2Na2S + 3H2O


Задание 371
Почему сернистая кислота может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства? На основании электронных уравнений составьте уравнения реакций Н2SO3: а) с сероводородом; б) с хлором.
Решение:
Поскольку в Н2SO3 атом серы находится в своей промежуточной степени окисления +4, то возможны процессы восстановления и окисления, т. е. сера в сернистой кислоте может присоединять электроны, понижая свою степень окисления, а также отдавать электроны, повышая свою степень окисления. Например, легко протекает реакция H2SO3 с сероводородом и с хлором:
а)  реакция сернистой кислоты с сероводородом:

Уравнения электронного баланса:

реакции диспропорционирования

Ионно-молекулярное уравнение:

2S2- + S4+  = 3S0

Молекулярное уравнение реакции:

H2SO3+ 2H2S = 3S + 3H2O

б)  реакция сернистой кислоты с хлором

Уравнения электронного баланса:

реакции диспропорционирования

Ионно-молекулярное уравнение:

Cl20 + S4+  = S6+ + 2Cl-

Молекулярное уравнение реакции:

H2SO3+ Cl2 = SO3↑ + 2HCl


Задание 373
Почему азотистая кислота может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства? На основании электронных уравнений составьте уравнения реакций НNO2: а) с бромной водой; б) с HI.
Решение:
Поскольку в НNO2 азот находится в своей промежуточной степени окисления +3, то азотистая кислота в окислительно-восстановительных реакциях может быть как восстановителем, так и окислителем. Сильные окислители переводят NO2- в NO3-. Сильные восстановители обычно восстанавливают НNO2 до NO. Азотистая кислота способна также к реакциям самоокисления-самовосстановления, которых азот как уменьшает, так и увеличивает свою степень окисления.
Уравнения реакций НNO2 с бромной водой и с HI:

а) реакция азотистой кислоты НNO2  с бромной водой

Уравнения электронного баланса:

реакции диспропорционирования

Ионно-молекулярное уравнение:

2- + Br20 + H2O = NО3- + 2Br- + 2H+

Молекулярное уравнение реакции:

НNO2 + Br2 + H2O = НNO3 + 2HBr

б) реакция НNO2  с HI:

Уравнения электронного баланса:

реакции диспропорционирования

Ионно-молекулярное уравнение:

2- + 2I- +4H+ = NО + I20 + 2H2O

Молекулярное уравнение реакции:

2НNO2 + 2HI  = I2 + 2NO + 2H2O


Задание 374
Почему диоксид азота способен к реакциям самоокисления-самовосстановления (диспропорционирования)? На основании электронных уравнений напишите уравнение реакции растворения NO2 в гидроксиде натрия.
Решение:
Поскольку в NO2 азот находится в своей промежуточной степени окисления +4, то диоксид азота может вступать в реакции самоокисления-самовосстановления, в которых атом азота одновременно уменьшает и увеличивает свою степень окисления
Уравнение реакции растворения NO2 в гидроксиде натрия:

Уравнения электронного баланса:

реакции диспропорционирования

Ионно-молекулярное уравнение:

2N4+ = N5+ + N3+

Молекулярное уравнение реакции:

2NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3


Задание 377
Почему фосфористая кислота способна к реакциям самоокисления - самовосстановления диспропорционирования)? На основании электронных уравнений составьте уравнение процесса разложения Н3РО3, учитывая, что при этом фосфор приобретает низшую и высшую степени окисления.
Решение:
Поскольку в молекуле Н3РО3 атом фосфора находится в своей промежуточной степени окисления +3, то фосфористая кислота диспропорционирует, т. е. атомы фосфора в реакции самоокисления-самовосстановления одновременно могут, как увеличивать свою степень окисления, так и уменьшать её. Так при нагревании Н3РО3 диспропорционирует с образованием Н3РО4 и РН3:

Уравнения электронного баланса:

реакции диспропорционирования

Ионно-молекулярное уравнение:

3+ = Р5+ + Р3-

Молекулярное уравнение реакции:

3РО3 = 3Н3РО4 + РН3