Для решения уравнения реакции Br2 + NaHCO3 необходимо определить степени окисления элементов и уравнять реакцию. В результате получается NaBrO3 + NaBr + CO2 + H2O.
check_circle
Подробное решение
Хорошо, давайте разберем эту задачу.
Нам дано уравнение реакции и несколько вопросов.
Задание 1: Законы уравнения реакции
Нам нужно уравнять окислительно-восстановительную реакцию:
\[ \text{Br}_2 + \text{NaHCO}_3 = \text{NaBrO}_3 + \text{NaBr} + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \]
Давайте определим степени окисления элементов:
В левой части:
* В \(\text{Br}_2\): \(\text{Br}\) имеет степень окисления 0.
* В \(\text{NaHCO}_3\): \(\text{Na}\) +1, \(\text{H}\) +1, \(\text{O}\) -2. Для \(\text{C}\): \(+1 +1 + x + 3 \cdot (-2) = 0 \Rightarrow 2 + x - 6 = 0 \Rightarrow x = +4\).
В правой части:
* В \(\text{NaBrO}_3\): \(\text{Na}\) +1, \(\text{O}\) -2. Для \(\text{Br}\): \(+1 + x + 3 \cdot (-2) = 0 \Rightarrow 1 + x - 6 = 0 \Rightarrow x = +5\).
* В \(\text{NaBr}\): \(\text{Na}\) +1, \(\text{Br}\) -1.
* В \(\text{CO}_2\): \(\text{O}\) -2. Для \(\text{C}\): \(x + 2 \cdot (-2) = 0 \Rightarrow x = +4\).
* В \(\text{H}_2\text{O}\): \(\text{H}\) +1, \(\text{O}\) -2.
Изменение степеней окисления:
* \(\text{Br}^0 \rightarrow \text{Br}^{+5}\) (в \(\text{NaBrO}_3\)) — бром окисляется, отдаёт 5 электронов.
* \(\text{Br}^0 \rightarrow \text{Br}^{-1}\) (в \(\text{NaBr}\)) — бром восстанавливается, принимает 1 электрон.
Составим электронный баланс:
Окисление: \(\text{Br}^0 - 5\text{e}^- \rightarrow \text{Br}^{+5}\)
Восстановление: \(\text{Br}^0 + 1\text{e}^- \rightarrow \text{Br}^{-1}\)
Для уравнивания количества электронов, умножим второе полуреакцию на 5:
\(\text{Br}^0 - 5\text{e}^- \rightarrow \text{Br}^{+5}\)
\(5\text{Br}^0 + 5\text{e}^- \rightarrow 5\text{Br}^{-1}\)
Суммируем:
\(6\text{Br}^0 \rightarrow \text{Br}^{+5} + 5\text{Br}^{-1}\)
Это означает, что на 6 атомов брома в исходном веществе \(\text{Br}_2\) приходится 1 атом брома, который окисляется до \(\text{Br}^{+5}\), и 5 атомов брома, которые восстанавливаются до \(\text{Br}^{-1}\).
Так как бром в левой части находится в виде \(\text{Br}_2\), то 6 атомов брома соответствуют 3 молекулам \(\text{Br}_2\).
Теперь подставим коэффициенты в уравнение:
\[ 3\text{Br}_2 + \text{NaHCO}_3 = \text{NaBrO}_3 + 5\text{NaBr} + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \]
Уравняем натрий (\(\text{Na}\)):
В правой части: \(1 (\text{NaBrO}_3) + 5 (\text{NaBr}) = 6\) атомов \(\text{Na}\).
Значит, перед \(\text{NaHCO}_3\) в левой части нужно поставить коэффициент 6.
\[ 3\text{Br}_2 + 6\text{NaHCO}_3 = \text{NaBrO}_3 + 5\text{NaBr} + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \]
Уравняем углерод (\(\text{C}\)):
В левой части: 6 атомов \(\text{C}\) (в \(6\text{NaHCO}_3\)).
Значит, перед \(\text{CO}_2\) в правой части нужно поставить коэффициент 6.
\[ 3\text{Br}_2 + 6\text{NaHCO}_3 = \text{NaBrO}_3 + 5\text{NaBr} + 6\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \]
Уравняем водород (\(\text{H}\)):
В левой части: 6 атомов \(\text{H}\) (в \(6\text{NaHCO}_3\)).
Значит, перед \(\text{H}_2\text{O}\) в правой части нужно поставить коэффициент 3.
\[ 3\text{Br}_2 + 6\text{NaHCO}_3 = \text{NaBrO}_3 + 5\text{NaBr} + 6\text{CO}_2 + 3\text{H}_2\text{O} \]
Проверим кислород (\(\text{O}\)):
В левой части: \(6 \cdot 3 = 18\) атомов \(\text{O}\) (в \(6\text{NaHCO}_3\)).
В правой части: \(3 (\text{NaBrO}_3) + 6 \cdot 2 (\text{CO}_2) + 3 (\text{H}_2\text{O}) = 3 + 12 + 3 = 18\) атомов \(\text{O}\).
Кислород уравнен.
Окончательное уравнение реакции:
\[ 3\text{Br}_2 + 6\text{NaHCO}_3 = \text{NaBrO}_3 + 5\text{NaBr} + 6\text{CO}_2 + 3\text{H}_2\text{O} \]
Задание 2: Напиши коэффициенты уравнения этой окислительно-восстановительной реакции.
Коэффициенты перед соответствующими элементами (веществами):
* Перед \(\text{Br}_2\): 3
* Перед \(\text{NaHCO}_3\): 6
* Перед \(\text{NaBrO}_3\): 1
* Перед \(\text{NaBr}\): 5
* Перед \(\text{CO}_2\): 6
* Перед \(\text{H}_2\text{O}\): 3
Если коэффициент равен 1, то его можно не писать.
Задание 3: Бром — элемент, рассеянный в природе. Чаще всего его можно встретить в морской воде и других водных объектах: это связано с тем, что многие его соединения растворимы. Чистый бром очень опасен, его попадание на кожу вызывает ожог. Чтобы нейтрализовать его, после обычного промывания проточной водой место ожога нужно обработать раствором пищевой соды.
Вопрос: Почему для нейтрализации ожога бромом используют раствор пищевой соды?
Ответ:
Бром является сильным окислителем и вызывает химические ожоги. При попадании на кожу он реагирует с органическими веществами, вызывая повреждение тканей.
Пищевая сода (гидрокарбонат натрия, \(\text{NaHCO}_3\)) является слабым основанием. Она используется для нейтрализации ожогов бромом, потому что бром, реагируя с водой на коже, может образовывать кислоты (например, бромоводородную кислоту \(\text{HBr}\) и бромноватистую кислоту \(\text{HBrO}\), которые также могут способствовать ожогу).
Реакция нейтрализации будет выглядеть примерно так:
\[ \text{HBr} + \text{NaHCO}_3 \rightarrow \text{NaBr} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \]
\[ \text{HBrO} + \text{NaHCO}_3 \rightarrow \text{NaBrO} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \]
Таким образом, пищевая сода нейтрализует кислотные продукты реакции брома с кожей и водой, а также может реагировать с самим бромом, снижая его активность и уменьшая повреждающее действие. Это помогает остановить химическую реакцию и облегчить состояние пострадавшего.
Краткий ответ для тетради:
1. Уравнение реакции:
\[ 3\text{Br}_2 + 6\text{NaHCO}_3 = \text{NaBrO}_3 + 5\text{NaBr} + 6\text{CO}_2 + 3\text{H}_2\text{O} \]
2. Коэффициенты:
* \(\text{Br}_2\): 3
* \(\text{NaHCO}_3\): 6
* \(\text{NaBrO}_3\): 1
* \(\text{NaBr}\): 5
* \(\text{CO}_2\): 6
* \(\text{H}_2\text{O}\): 3
3. Почему для нейтрализации ожога бромом используют раствор пищевой соды?
Бром вызывает химические ожоги. При попадании на кожу он может образовывать кислоты. Пищевая сода (\(\text{NaHCO}_3\)) является слабым основанием и используется для нейтрализации этих кислот, а также для снижения активности самого брома. Это помогает остановить химическую реакцию и уменьшить повреждение кожи.
