K2Cr2O7, FeCl2 и HCl - очень распространенные химические вещества во всех лабораториях мира. Кроме того, все студенты естественных наук, а также учителя знают, что K2Cr2O7 - очень хороший окислитель, а FeCl2 - восстановитель. Оставшийся реагент HCl представляет собой кислоту.
О реакции между K2Cr2O7, FeCl2 и HCl
В указанной выше реакции, несмотря на наличие трех реагентов, HCl создает только кислую среду. В реакции принимают участие в основном K2Cr2O7 ( дихромат калия) и FeCl2 (хлорид железа (II)) . Если мы искренне наблюдаем, то мы заметим, что в этой реакции происходит обмен электронами между реагентами этой конкретной реакции.
K 2 Cr 2 ( +6 ) O 7 + Fe ( +2 ) Cl 2 + HCl = KCl + Cr ( +3 ) Cl 3 + Fe ( +3 ) Cl 3 + H 2 O
Поскольку происходит обмен электронами, то есть обмен степени окисления ионов или атомов, указанная выше реакция является окислительно-восстановительной (окислительно-восстановительной) реакцией.
Когда мы смотрим на уравнение реакции, мы видим, что K 2 Cr 2 O 7 (дихромат калия) высвободил всего 6 электронов (по 3 электрона на каждый атом), с другой стороны, FeCl 2 (хлорид железа (II)) принимает только один электрон. Это значит-
K 2 Cr 2 O 7 = дихромат калия, который является окислителем (или Cr 2 O 7 2- )
FeCl 2 = хлорид железа (II), который является восстановителем (или Fe 2+ )
HCl = соляная кислота (создает кислую среду)
Уравновешивание уравнения реакции
Когда мы узнаем, что реакция является окислительно-восстановительной (окислительно-восстановительной) реакцией, мы можем применить популярный ионно-электронный метод и попытаться сбалансировать уравнение химической реакции. Воспользуемся ионно-электронным методом и уравновесим уравнение химической реакции.
Для этого нам понадобится скелетное уравнение химической реакции. Следовательно, скелетное уравнение химической реакции K2Cr2O7, FeCl1 в присутствии HCl имеет вид:
K 2 Cr 2 O 7 + FeSO 4 + HCl = KCl + CrCl 3 + FeCl 3 + H 2 O
Вышеуказанная реакция представляет собой полную окислительно-восстановительную реакцию. Мы должны рассчитать это по полуреакции; т.е. полуреакция окисления, а также полуреакция восстановления. Давайте сделаем это-
Половина реакции окисления
Восстановитель Fe 2+ отдает электрон и становится Fe 3+ . Окислитель принимает этот электрон.
⇒ Fe 2+ - e - = Fe 3+ ……… (1)
Половина реакции восстановления
Как мы обсуждали выше, окислитель Cr 2 O 7 2- принимает шесть электронов, отданных шестью восстановителями, и производит два иона Cr 3+ . Половина реакции восстановления -
⇒ Cr 2 O 7 2- + 6e - + 14H + = 2Cr 3+ + 7H 2 O……… (2)
Поскольку мы заметили, что окислитель K 2 Cr 2 O 7 (дихромат калия) или Cr 2 O 7 2- высвободил 6 электронов, с другой стороны, восстановитель FeCl 2 (хлорид железа (II)) или Fe 2+ получил только один электрон каждый. Итак, в этом случае на одну молекулу окислителя дихромата калия требуется 6-кратный восстановитель хлорид железа (II). По этой причине мы умножаем уравнение (2) 6 раз и складываем уравнение (1), чтобы получить полную реакцию окисления-восстановления.
6Fe 2+ - 6e - = 6Fe 3+
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e - = 7H 2 O + 2Cr 3+
Cr 2 O 7 2- + 6Fe 2+ + 14H + = 2Cr 3+ + 7H 2 O + 6Fe 3+
Вы помните, что мы исключили ионы K + и Cl - для удобства наших расчетов? На этом этапе мы должны добавить ионы, чтобы выполнить сбалансированную окислительно-восстановительную реакцию .
Добавление необходимых ионов и радикалов
K 2 Cr 2 O 7 + 6 Fe Cl 2 + 14 H Cl = 2 K Cl + 2 Cr Cl 3 + 7 H 2 O + 6 Fe Cl 3
Из-за того, что галогены находятся на предпоследних местах каждого периода перед благородными газами и имеют незавершенные энергетические уровни, они являются очень сильными окислителями, взаимодействуют практически со всеми металлами и неметаллами, за исключением кислорода, углерода, азота и большинства благородных газов (кроме ксенона). Связь в галогенидах щелочных и щелочноземельных металлов ионная, в остальных ковалентная.
Галогены образуют двухатомные молекулы со слабой связью.
От фтора к иоду металлические свойства галогенов возрастают: растет плотность, увеличиваются размеры атомов, повышаются температуры кипения и плавления.
С увеличением порядкового номера окислительная галогенов в свободном состоянии падает. Поэтому каждый предыдущий галоген вытесняет последующий из его соединений с металлами и водородом, например:
2КСl+F2-->2КF+Cl2