Задания № 8, 30 · ЕГЭ

Ионно-электронный метод

Пошаговое уравнивание ОВР с помощью метода полуреакций

6 мин чтенияСложность: Обновлено 29 сентября 2026

Ионно-электронный метод уравнивает полуреакции окисления и восстановления отдельно, а затем объединяет их с учётом закона сохранения атомов и заряда. Метод особенно удобен для сложных ОВР в растворах: сначала определяют среду, затем балансируют атомы, воду, ионы \(\mathrm{H^+}\) или \(\mathrm{OH^-}\) и электроны.

Ионно-электронный метод — способ составления уравнений окислительно-восстановительных реакций через две полуреакции: полуреакцию окисления и полуреакцию восстановления. В каждой полуреакции отдельно уравнивают атомы и электрический заряд.

Основная идея метода

В ОВР одни частицы отдают электроны, а другие принимают их. Отдача электронов — окисление, принятие электронов — восстановление. Чтобы правильно установить, какие вещества изменяются, сначала используют изменение степени окисления. По нему находят восстановитель — частицу, которая отдаёт электроны, и окислитель — частицу, которая их принимает; подробнее роли веществ разобраны на странице «Окислитель и восстановитель».

Главное правило

Число электронов, отданных восстановителем, равно числу электронов, принятых окислителем. Поэтому после составления полуреакций их умножают на такие коэффициенты, чтобы электроны сократились.

\[\sum e^-_{\text{отдано}}=\sum e^-_{\text{принято}}\]

Полуреакции записывают в ионной форме. Сильные растворимые электролиты представляют ионами, а осадки, газы, воду и слабые электролиты оставляют в виде молекул. Вода в этой теме рассматривается как слабый электролит, поэтому её не раскладывают на ионы; это согласуется с правилом страницы «Вода как слабый электролит».

Алгоритм уравнивания

Запишите скелет ионного уравнения: формулы исходных веществ и продуктов, участвующих в изменении.
Определите, какие элементы изменили степени окисления, и разделите процесс на полуреакцию окисления и полуреакцию восстановления.
Уравняйте атомы элемента, который изменяется.
В кислой среде уравняйте кислород молекулами \(\mathrm{H_2O}\), а водород — ионами \(\mathrm{H^+}\). Этот порядок подробно основан на правилах ОВР в кислой среде.
Добавьте электроны так, чтобы суммарный заряд слева и справа стал одинаковым.
Умножьте полуреакции на коэффициенты, уравнивающие число электронов, и сложите их.
Сократите одинаковые частицы по обе стороны: электроны, воду, ионы \(\mathrm{H^+}\) или другие ионы.
Проверьте число атомов каждого элемента и общий заряд. После этого при необходимости перейдите от ионного уравнения к молекулярному.

\[\text{окисление: }\mathrm{Red}\rightarrow\mathrm{Ox}+ne^-;\qquad \text{восстановление: }\mathrm{Ox}+ne^-\rightarrow\mathrm{Red}\]

Среда реакции

В кислой среде используют \(\mathrm{H^+}\) и \(\mathrm{H_2O}\); в щелочной — \(\mathrm{OH^-}\) и \(\mathrm{H_2O}\). Нейтральную среду обычно балансируют через воду, а затем проверяют, не появились ли лишние ионы. Для специальных случаев см. страницы «Составление ОВР в кислой среде», «Составление ОВР в щелочной среде» и «Составление ОВР в нейтральной среде».

Микро-проверка

Что нужно сделать с электронами перед сложением двух полуреакций?

Разобранный пример в кислой среде

Уравняем реакцию перманганата калия с сульфитом натрия в сернокислом растворе. Ионное уравнение имеет вид:

MnO₄^- + SO₃^2- + H⁺ → Mn²⁺ + SO₄^2- + H₂OСкелет ионного уравнения; реакция протекает в кислой среде.

№

Почему выбраны такие полуреакции

Марганец в \(\mathrm{MnO_4^-}\) имеет степень окисления \(+7\), а в \(\mathrm{Mn^{2+}}\) — \(+2\): он принимает 5 электронов. Сера в \(\mathrm{SO_3^{2-}}\) повышает степень окисления с \(+4\) до \(+6\): она отдаёт 2 электрона.

Выделяем восстановление марганца и сначала уравниваем атом марганца.

\(\displaystyle \mathrm{MnO_4^-\rightarrow Mn^{2+}}\)

В кислой среде добавляем 4 молекулы воды справа, чтобы уравнять кислород.

\(\displaystyle \mathrm{MnO_4^-\rightarrow Mn^{2+}+4H_2O}\)

Справа стало 8 атомов водорода, поэтому добавляем 8 ионов водорода слева.

\(\displaystyle \mathrm{8H^+ + MnO_4^-\rightarrow Mn^{2+}+4H_2O}\)

Слева заряд равен \(+7\), справа — \(+2\). Добавляем 5 электронов слева: заряд обеих частей становится \(+2\).

\(\displaystyle \mathrm{8H^+ + MnO_4^-+5e^-\rightarrow Mn^{2+}+4H_2O}\)

Выделяем окисление сульфита в сульфат. Атомы серы уже уравнены.

\(\displaystyle \mathrm{SO_3^{2-}\rightarrow SO_4^{2-}}\)

Добавляем воду слева для баланса кислорода, затем 2 иона водорода справа для баланса водорода.

\(\displaystyle \mathrm{SO_3^{2-}+H_2O\rightarrow SO_4^{2-}+2H^+}\)

Слева заряд \(-2\), справа заряд \(0\). Добавляем 2 электрона справа: заряд справа становится \(-2\).

\(\displaystyle \mathrm{SO_3^{2-}+H_2O\rightarrow SO_4^{2-}+2H^+ +2e^-}\)

Наименьшее общее число электронов для 5 и 2 равно 10. Первую полуреакцию умножаем на 2, вторую — на 5.

\(\displaystyle \mathrm{2MnO_4^-+16H^+ +10e^-\rightarrow 2Mn^{2+}+8H_2O}\)

После умножения второй полуреакции складываем уравнения и сокращаем 10 электронов, 10 ионов \(\mathrm{H^+}\) и 5 молекул воды.

\(\displaystyle \mathrm{2MnO_4^-+5SO_3^{2-}+6H^+\rightarrow 2Mn^{2+}+5SO_4^{2-}+3H_2O}\)

2MnO₄^- + 5SO₃^2- + 6H⁺ → 2Mn²⁺ + 5SO₄^2- + 3H₂OИтоговое сокращённое ионное уравнение.

Проверка: марганец — 2 атома с каждой стороны, сера — 5, кислород — 31, водород — 6. Суммарный заряд слева равен \(-2-10+6=-6\), справа \(+4-10=-6\). Уравнение составлено верно. Если требуется молекулярная запись, подбирают ионы калия, натрия и сульфата, которые присутствуют в исходных веществах и растворе; общий принцип изложен на странице «Составление молекулярных уравнений ОВР».

Проверка и особые случаи

Ионно-электронный метод даёт правильный результат только после обязательной проверки. Сначала сравните атомы, затем заряд. Равенство атомов без равенства зарядов недостаточно: именно заряд показывает, правильно ли расставлены электроны и ионы среды.

В каждой полуреакции уравнены все атомы.
Число электронов в полуреакциях после умножения одинаково.
После сложения электроны полностью сократились.
В итоговом уравнении одинаковые частицы сокращены.
Число атомов и суммарный заряд совпадают слева и справа.

Частые ошибки

1. Нельзя ставить коэффициенты только по изменению степеней окисления и забывать про \(\mathrm{H_2O}\) и \(\mathrm{H^+}\). 2. Электроны добавляют по заряду, а не «на глаз». 3. Воду не следует разлагать на \(\mathrm{H^+}\) и \(\mathrm{OH^-}\) в кислой среде. 4. Нельзя сокращать частицы, если они находятся только с одной стороны. 5. Коэффициенты должны быть наименьшими целыми числами.

Удобный приём

Если в полуреакции есть многоатомный ион, который сохраняется без изменения состава, например сульфат или нитрат, считайте его одной группой. Но если внутри группы меняется атом или число кислородов, уравнивайте элементы отдельно.

Связь с другими темами

Ионно-электронный метод применяют только после того, как установлено, что реакция действительно является ОВР; это проверяют по странице «Определение окислительно-восстановительной реакции». Для реакций амфотерных гидроксидов важно учитывать и кислотно-основное взаимодействие, и окисление-восстановление, поэтому полезна страница «Реакции амфотерных гидроксидов». Сила окислителя и восстановителя влияет на возможность процесса, но не заменяет балансировку полуреакциями.

Быстрый тест по теме

Быстрая проверка

~ 2 мин4 вопроса

Вопрос 1 / 4

Вопрос 1 из 4 · Определения

Что происходит в полуреакции восстановления?

Главное за минуту

Главное

Ионно-электронный метод состоит из двух полуреакций: окисления и восстановления.
В кислой среде используют \(\mathrm{H_2O}\) для баланса кислорода и \(\mathrm{H^+}\) для баланса водорода.
Электроны добавляют по разности зарядов, а затем уравнивают их число в обеих полуреакциях.
После сложения сокращают электроны и одинаковые частицы, а затем проверяют атомы и общий заряд.
Только после проверки сокращённого ионного уравнения составляют молекулярное уравнение, если это требуется.