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:

Ионно-молекулярное уравнение:

3S⁰ = S⁴⁺ + 2S^2-

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:

Ионно-молекулярное уравнение:

2S^2- + S⁴⁺ = 3S⁰

Молекулярное уравнение реакции:

H₂SO₃+ 2H₂S = 3S + 3H₂O

б) реакция сернистой кислоты с хлором

Уравнения электронного баланса:

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 NO^2- 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:

Ионно-молекулярное уравнение:

NО^2- + Br₂⁰ + H₂O = NО₃^— + 2Br^— + 2H⁺

Молекулярное уравнение реакции:

НNO₂ + Br₂ + H₂O = НNO₃ + 2HBr

б) реакция НNO₂ с HI:

Уравнения электронного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

NО^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:

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: