В данной реакции происходит окислительно-восстановительный процесс (ОВР), где молекулы брома (Br₂) реагируют с гидроксидом натрия (NaOH) с образованием бромата натрия (NaBrO₃), бромида натрия (NaBr) и воды (H₂O). Рассмотрим подробнее этот процесс.
Исходные вещества:
- Br₂ (бром) — это окислитель.
- NaOH (гидроксид натрия) — участвует как среда реакции, предоставляя гидроксид-анионы (OH⁻).
Продукты реакции:
- NaBrO₃ (бромат натрия) — здесь бром находится в высшей степени окисления +5.
- NaBr (бромид натрия) — в этой соли бром в степени окисления -1.
- H₂O (вода) — является побочным продуктом реакции.
Балансировка реакции:
Для правильного составления уравнения реакции необходимо сбалансировать его по атомам и зарядам. Это достигается через написание полуреакций окисления и восстановления.
Полуреакция восстановления:
[
\text{Br}_2 + 2e^- \rightarrow 2\text{Br}^-
]
Здесь бром восстанавливается из 0 до -1.
Полуреакция окисления:
[
\text{Br}_2 + 6\text{OH}^- \rightarrow \text{BrO}_3^- + 3\text{H}_2\text{O} + 6e^-
]
Здесь бром окисляется из 0 до +5.
Суммирование полуреакций:
Для уравновешивания электронов необходимо умножить первую полуреакцию на 3:
[
3(\text{Br}_2 + 2e^- \rightarrow 2\text{Br}^-) = 3\text{Br}_2 + 6e^- \rightarrow 6\text{Br}^-
]
Сложив обе полуреакции, получаем:
[
3\text{Br}_2 + 6\text{OH}^- \rightarrow \text{BrO}_3^- + 3\text{H}_2\text{O} + 6\text{Br}^-
]
Полное уравнение реакции:
Теперь добавим ионы натрия и уравняем количество каждой из частиц:
[
3\text{Br}_2 + 6\text{NaOH} \rightarrow \text{NaBrO}_3 + 5\text{NaBr} + 3\text{H}_2\text{O}
]
Объяснение:
- В реакции бром проявляет диспропорционирование: часть атомов брома восстанавливается в бромид-ион (NaBr), а часть окисляется до бромат-иона (NaBrO₃).
- Реакция происходит в щелочной среде благодаря наличию NaOH, что способствует диспропорционированию брома.
- В результате образуются две разные соли натрия и вода.
Эта реакция иллюстрирует важный принцип ОВР, где одно и то же вещество может одновременно окисляться и восстанавливаться, что характерно для диспропорционирования.