ОВР: Cr2O3+Br2+NaOH=Na2CrO4+NaBr+H2O

Давайте рассмотрим данное уравнение реакции и разберем его более подробно. Это реакция окислительно-восстановительного типа (ОВР), в которой происходит изменение степени окисления атомов.

Условие:

[ Cr_2O_3 + Br_2 + NaOH \rightarrow Na_2CrO_4 + NaBr + H_2O ]

Здесь хром ((Cr)) и бром ((Br)) участвуют в процессе изменения степеней окисления.

Шаг 1: Определим степени окисления в исходных веществах

1. В (Cr_2O_3) хром имеет степень окисления (+3), так как кислород в окислах всегда имеет степень окисления (-2), а суммарный заряд молекулы равен нулю: [ 2x + 3(-2) = 0 \implies x = +3 \, \text{(степень окисления Cr)}. ]

2. В (Br_2) оба атома брома имеют степень окисления (0), так как это простое вещество.

3. В (NaOH) натрий ((Na)) имеет степень окисления (+1), кислород ((O)) (-2), а водород ((H)) (+1). Это соединение не участвует в изменении степеней окисления, но служит средой для реакции.

Шаг 2: Определим степени окисления в продуктах

1. В (Na_2CrO_4) хром ((Cr)) имеет степень окисления (+6). Это можно определить из структуры хромата ((CrO_4^{2-})): [ x + 4(-2) = -2 \implies x = +6. ]

2. В (NaBr) бром ((Br)) имеет степень окисления (-1), так как это соль, где натрий ((Na)) всегда имеет степень окисления (+1).

3. Вода ((H_2O)) не меняет степеней окисления своих элементов: водород ((H)) (+1), кислород ((O)) (-2).

Шаг 3: Найдем, кто окисляется и кто восстанавливается

1. Хром ((Cr)) в (Cr_2O_3) повышает свою степень окисления с (+3) до (+6). Это окисление.
2. Бром ((Br)) в (Br_2) понижает свою степень окисления с (0) до (-1). Это восстановление.

Шаг 4: Составим электронный баланс

Для правильного составления уравнения реакции необходимо составить баланс электронов между окислителем и восстановителем.

Окисление:

[ Cr^{+3} \rightarrow Cr^{+6} + 3e^- ] Так как в (Cr_2O_3) два атома хрома, общее число отданных электронов: [ 2 \cdot 3 = 6 \, \text{электронов}. ]

Восстановление:

[ Br_2 + 2e^- \rightarrow 2Br^- ] Один молекула (Br_2) принимает (2 \cdot 1 = 2) электрона.

Шаг 5: Уравниваем число электронов

Для уравновешивания числа электронов найдем общий знаменатель для (6) и (2), который равен (6). Это означает, что уравнение нужно умножить:

• первую полуреакцию (окисление) на (1),
• вторую полуреакцию (восстановление) на (3).

Итог: [ 2Cr^{+3} \rightarrow 2Cr^{+6} + 6e^- ] [ 3Br_2 + 6e^- \rightarrow 6Br^- ]

Теперь количество электронов уравнено.

Шаг 6: Составляем общее уравнение

Объединяем процессы окисления и восстановления, добавляя (NaOH) и продукты реакции: [ Cr_2O_3 + 3Br_2 + 10NaOH \rightarrow 2Na_2CrO_4 + 6NaBr + 5H_2O ]

Шаг 7: Проверка

Проверим баланс атомов и зарядов:

1. Хром ((Cr)): (2) слева и (2) справа.
2. Бром ((Br)): (6) слева и (6) справа.
3. Натрий ((Na)): (10) слева и (10) справа.
4. Кислород ((O)): (3 + 10 = 13) слева и (8 + 5 = 13) справа.
5. Водород ((H)): (10) слева и (10) справа.

Баланс соблюден, уравнение составлено верно.

Итоговое уравнение реакции:

[ Cr_2O_3 + 3Br_2 + 10NaOH \rightarrow 2Na_2CrO_4 + 6NaBr + 5H_2O ]

Заключение:

В данной реакции хром окисляется с (+3) до (+6), а бром восстанавливается с (0) до (-1). Среда щелочная благодаря (NaOH), что способствует протеканию реакции.

Давайте разберем реакцию, которая включает оксид хрома (III) ( \text{Cr}_2\text{O}_3 ), бром ( \text{Br}_2 ), и гидроксид натрия ( \text{NaOH} ). Целью данной реакции является образование хромата натрия ( \text{Na}_2\text{CrO}_4 ), бромид натрия ( \text{NaBr} ) и воды ( \text{H}_2\text{O} ).

Уравнение реакции

Сначала запишем уравнение реакции в более удобной форме:

[ \text{Cr}_2\text{O}_3 + 3\text{Br}_2 + 6\text{NaOH} \rightarrow 2\text{Na}_2\text{CrO}_4 + 6\text{NaBr} + 3\text{H}_2\text{O} ]

Степени окисления

Чтобы понять, что происходит в ходе реакции, важно проанализировать степени окисления:

1. В ( \text{Cr}_2\text{O}_3 ) хром имеет степень окисления +3.
2. В ( \text{Br}_2 ) бром имеет степень окисления 0, так как это элемент в молекулярной форме.
3. В ( \text{NaOH} ) натрий имеет степень окисления +1, кислород -2, а водород +1.
4. В образующемся ( \text{Na}_2\text{CrO}_4 ) хром имеет степень окисления +6 (так как кислород в хромате имеет -2, и для сохранения нейтральности всего соединения хром должен быть +6).
5. В образующемся ( \text{NaBr} ) бром будет иметь степень окисления -1.

Окислительно-восстановительная реакция

В данной реакции происходит окислительно-восстановительный процесс:

• Хром из степени окисления +3 (в ( \text{Cr}_2\text{O}_3 )) окисляется до степени окисления +6 (в ( \text{Na}_2\text{CrO}_4 )).
• Бром из степени окисления 0 (в ( \text{Br}_2 )) восстанавливается до степени окисления -1 (в ( \text{NaBr} )).

Таким образом, бром выступает в роли окислителя, а хром - в роли восстановителя.

Балансировка уравнения

Чтобы уравнение было сбалансировано, необходимо следить за количеством атомов каждого элемента с обеих сторон уравнения. В конечном итоге мы получили сбалансированное уравнение:

[ \text{Cr}_2\text{O}_3 + 3\text{Br}_2 + 6\text{NaOH} \rightarrow 2\text{Na}_2\text{CrO}_4 + 6\text{NaBr} + 3\text{H}_2\text{O} ]

Применение и значение

Данная реакция имеет важное значение в аналитической и промышленной химии. Хроматы и дихроматы используются в различных процессах, включая производство пигментов и в качестве окислителей. Химические реакции с участием хрома также важны в контексте экологии, поскольку хром может быть токсичным для окружающей среды в некоторых формах.

Заключение

Реакция между ( \text{Cr}_2\text{O}_3 ), ( \text{Br}_2 ) и ( \text{NaOH} ) является примером окислительно-восстановительной реакции, в которой происходит изменение степеней окисления элементов, что приводит к образованию новых соединений.