Підготовка до ЗНО з хімії

Даний метод базується на порівнянні ступенів окиснення атомів у складі реагентів та продуктів реакції. При цьому обов’язково слід пам’ятати, що кількість електронів, прийнятих окисником повинна дорівнювати кількості електронів, відданих відновником. Для складання хімічного рівняння слід знати формули реагентів і продуктів реакції.

Приклад 1.

Взаємодія алюмінію з розчином хлоридної кислоти відбувається за схемою: Al + HCl → AlCl₃ + H₂.

Визначимо ступені окиснення усіх елементів: Al⁰ + H⁺¹Cl^–1 → Al⁺³Cl^–1₃ + H⁰₂.

Ступені окиснення змінюють атоми Al i H. Під час реакції відбуваються два процеси:

1. Окиснення Al⁰ → Al⁺³

2. Відновлення H⁺¹ → H⁰.

Таким чином, Al є відновником, а HCl – окисником.

Атом Al⁰ окиснюється в Al⁺³ віддаючи при цьому три електрони:

Al⁰ – 3е = Al⁺³.

Атом Н⁺¹ відновлюється до Н⁰ приймаючи один електрон:

Н⁺¹ + е = Н⁰.

Але оскільки проста речовина водню – двоатомна молекула Н₂, то для її утворення повинні відновитись два атоми Гідрогену, використовуючи для цього два електрони:

2Н⁺¹ + 2е = Н⁰₂.

Складемо схему електронного балансу, вказавши справа від неї кількість відданих та приєднаних електронів:

Найменше спільне кратне (НСК) для 3 і 2 є 6. Коефіцієнти у рівнянні реакції одержуємо діленням НСК на кількість електронів, які беруть участь в процесі відновлення чи окиснення:

	Кількість електронів	НСК	Коефіцієнти
Al0 – 3е = Al+3 2Н+1 + 2е = Н02	3 2	6	2 3

Отже, перед атомом Al слід поставити коефіцієнт 2, відповідно перед молекулою AlCl₃ теж 2, перед Н₂ – 3 і перед HCl – 6. Остаточно одержуємо:

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂.

Перевіримо правильність підібраних коефіцієнтів:

Приклад 2.

Підберемо коефіцієнти у схемі: HCl + КMnO₄ → Cl₂ + MnCl₂ + KCl + + H₂O.

Визначаємо, які елементи змінюють ступені окиснення:

H⁺¹Cl^–1 + К⁺¹Mn⁺⁷O^–2₄ → Cl⁰₂ + Mn⁺²Cl^–1₂ + K⁺¹Cl^–1 + H⁺¹₂O^–2.

Ступені окиснення змінюють Мn⁺⁷ → Mn⁺² i Cl^–1 → Cl⁰. Окисником є Мn⁺⁷ (KMnO₄), відновником – Cl^–1 (НCl).

Складаємо електронні рівняння:

	Кількість електронів	НСК	Коефіцієнти
Mn+7 + 5е = Mn+2 2Cl–1 – 2е = Cl02	5 2	10	2 5

Коефіцієнти перед КMnO₄, MnCl₂ і KCl – 2, перед Cl₂ – 5:

HCl + 2КMnO₄ → 5Cl₂ + 2MnCl₂ + 2KCl + H₂O.

Коефіцієнт перед HCl знаходимо, виходячи з того, що у правій частині рівняння міститься 10 + 4 + 2 = 16 атомів Сl, а у правій – лише один. Тому перед HCl слід поставити коефіцієнт 16.

Кількість атомів Н до реакції 16 (у складі HCl), а після – 2, тому коефіцієнт перед H₂O – 8. Остаточно одержуємо:

16HCl + MnO₄ = 5Cl₂ + 2MnCl₂ + 2KCl + 8H₂O.

Перевіривши кількість усіх атомів до і після реакції, переконуємось, що рівняння складене правильно.

Приклад 3.

Підберемо коефіцієнти у схемі: Cr₂O₃ + NaNO₃ + NaOH → Na₂CrO₄ + + NaNO₂ + H₂O.

Ступені окиснення змінюють Сr⁺³ → Cr⁺⁶ (відновник Cr₂O₃) і N⁺⁵ → N⁺³ (окисник NaNO₃).

Електронні рівняння:

	Кількість електронів	НСК	Коефіцієнти
2Cr+3 – 6е = 2Cr+6 N+5 + 2е = N+3	6 2	6	1 3

Переносимо підібрані коефіцієнти у схему реакції:

Cr₂O₃ + 3NaNO₃ + NaOH → 2Na₂CrO₄ + 3NaNO₂ + H₂O

Для зрівнювання кількості атомів Na перед NaОН ставимо коефіцієнт 2:

Cr₂O₃ + 3NaNO₃ + NaOH = 2Na₂CrO₄ + 3NaNO₂ + H₂O.

Перевіряємо кількість усіх атомів до і після реакції, щоб переконатись, що рівняння складене правильно.

Зазначимо, що іноді достатньо підрахувати кількість лише одного елемента (наприклад, Оксигену) до і після реакції, щоб перевірити правильність підібраних коефіцієнтів.