Проследим процесс реакции

Нет сомнения, что процесс окисления невозможен без связанного с ним процесса восстановления. Вещество, которое окисляется (восстановитель), должно отдать свой электрон. Отдает оно его окислителю, который при этом восстанавливается. Простой обмен: один отдает электроны, а другой их принимает. И все учтено. Некому отдавать или получать лишние электроны, кроме как веществам, участвующим в окислительно-восстановительном процессе. А это значит, что число отданных в такой реакции электронов одного элемента должно быть точно равно числу электронов, принятому другим элементом.

Возьмем, например, раствор иодида калия KI в воде и добавим в него серную кислоту. По капле будем прибавлять раствор перманганата калия КМnО4. Сначала медленно, а потом все быстрее соль марганца начинает обесцвечиваться. Происходит химический процесс. Догадываетесь, какой? Я вам помогу.

Фиолетовая окраска, характерная для ионов MnO4 исчезает, а вместо нее проявляются бледно-розовые ионы и желто-коричневая окраска йода.

– А как узнать, что получились именно эти вещества?

– Запомните вопрос. На него мы ответим немного позже. Сейчас важно уточнить, к какому типу принадлежит этот процесс, и записать уравнение химической реакции.

Легко установить, что валентность некоторых химических элементов изменяется. Ионы йода, например, имеющие валентность – I, в иодиде калия становятся электронейтральными. Йод окисляется.

Нетрудно найти и окислитель – это ионы марганца. Марганец переходит из валентности +VII в валентность + II.

Вот для чего необходима кислая среда – чтобы соединить атомы кислорода иона марганца с ионами водорода с образованием воды.

Проследим баланс электронов. При восстановлении каждый ион принимает пять электронов, а при выделении молекулы йода необходимо только два. Баланс будет иметь место, если мы найдем наименьшее общее кратное 2 и 5. Это – 10. Эти десять электронов будут приняты двумя молекулами перманганата калия, а будут отданы десятью молекулами иодида калия.

До сих пор мы использовали только данные электронного баланса. Сейчас мы можем воспользоваться и законом сохранения массы вещества. Таким образом мы определим и остальные коэффициенты в уравнении:

Все в порядке. Теперь это химическое уравнение полностью характеризует протекающий окислительно-восстановительный процесс. Остался вопрос, решение которого, помните, мы отложили.

– Конечно. И прибавились новые. В каком направлении протекают эти реакции? Как их изучают? Что является окислителем и что – восстановителем? Нужно ли всегда ставить эксперимент, чтобы понять это, или имеются соображения общего порядка?

– Имеются. Но чтобы их выработать, научная мысль проделала долгий и трудный путь.


Полезное чтиво:
От препарированных лягушек до электродных потенциалов
Соприкосновение двух разных металлов
Почему работает вольтов столб
Электродный потенциал
Опыты над металлами
Как определить потенциал