Окислительно-восстановительный баланс – это процесс, при котором некоторые вещества получают электроны (восстановление), а другие теряют электроны (окисление). В данном случае мы должны сбалансировать реакцию окисления пропанола (C3H8O) калийным перманганатом (KMnO4) в щелочной среде (KOH).
Шаг 2: Сначала сбалансируем атомы, кроме кислорода и водорода. В данном случае у нас есть 3 атома углерода и 8 атомов водорода в пропаноле. Добавляем коэффициенты перед соответствующими реагентами и продуктами:
C3H8O + KMnO4 + KOH → 3CO2 + ? + ?
Шаг 3: Теперь сбалансируем кислороды добавлением H2O:
C3H8O + KMnO4 + KOH → 3CO2 + 4H2O + ?
Шаг 4: Далее, сбалансируем водороды путем добавления Н+:
C3H8O + KMnO4 + KOH → 3CO2 + 4H2O + ?H+
Шаг 5: Теперь сфокусируемся на марганце, который может претерпевать ингибирование и окисление в щелочной среде. Заметим, что в KMnO4 марганец в форме MnO4-, который может конвертироваться в Mn2+:
C3H8O + KMnO4 + KOH → 3CO2 + 4H2O + ?H+ + Mn2+
Шаг 6: Наконец, для сбалансирования электрического заряда добавим электроны (е-) на правую сторону уравнения, чтобы уравнять заряды:
Шаг 1: Записываем несбалансированное уравнение реакции:
C3H8O + KMnO4 + KOH → ?
Шаг 2: Сначала сбалансируем атомы, кроме кислорода и водорода. В данном случае у нас есть 3 атома углерода и 8 атомов водорода в пропаноле. Добавляем коэффициенты перед соответствующими реагентами и продуктами:
C3H8O + KMnO4 + KOH → 3CO2 + ? + ?
Шаг 3: Теперь сбалансируем кислороды добавлением H2O:
C3H8O + KMnO4 + KOH → 3CO2 + 4H2O + ?
Шаг 4: Далее, сбалансируем водороды путем добавления Н+:
C3H8O + KMnO4 + KOH → 3CO2 + 4H2O + ?H+
Шаг 5: Теперь сфокусируемся на марганце, который может претерпевать ингибирование и окисление в щелочной среде. Заметим, что в KMnO4 марганец в форме MnO4-, который может конвертироваться в Mn2+:
C3H8O + KMnO4 + KOH → 3CO2 + 4H2O + ?H+ + Mn2+
Шаг 6: Наконец, для сбалансирования электрического заряда добавим электроны (е-) на правую сторону уравнения, чтобы уравнять заряды:
C3H8O + KMnO4 + KOH → 3CO2 + 4H2O + 8H+ + Mn2+ + 5e-
Шаг 7: Теперь мы можем себе представить, что химическое уравнение происходит в щелочной среде. В этом случае, KOH разлагается на K+ и OH-:
C3H8O + KMnO4 + KOH → 3CO2 + 4H2O + 8H+ + Mn2+ + 5e- + K+ + OH-
Шаг 8: На этом этапе у нас есть эквивалентное уравнение, но у нас есть лишнее оксидирующее вещество KMnO4. Нам нужно найти коэффициент перед KMnO4:
C3H8O + 2KMnO4 + 8KOH → 3CO2 + 4H2O + 8H+ + 2Mn2+ + 5e- + 2K+ + 2OH-
Итак, окончательно сбалансированное уравнение реакции окисления пропанола калийным перманганатом в щелочной среде будет выглядеть следующим образом:
C3H8O + 2KMnO4 + 8KOH → 3CO2 + 4H2O + 8H+ + 2Mn2+ + 5e- + 2K+ + 2OH-