Задания № 8, 30 · ЕГЭ

Составление ОВР в щелочной среде

Алгоритм уравнивания окислительно-восстановительных реакций с помощью полуреакций, воды и гидроксид-ионов

5 мин чтенияСложность: Обновлено 29 сентября 2026

В щелочной среде ОВР уравнивают ионно-электронным методом, используя частицы \(\mathrm{H_2O}\) и \(\mathrm{OH^-}\). Сначала составляют и уравнивают полуреакции окисления и восстановления, затем объединяют их с учётом числа отданных и принятых электронов.

Особенности щелочной среды

Щелочная среда означает, что в растворе присутствует избыток гидроксид-ионов \(\mathrm{OH^-}\). Поэтому в итоговом ионном уравнении допустимы частицы \(\mathrm{OH^-}\) и \(\mathrm{H_2O}\), но не должны оставаться ионы \(\mathrm{H^+}\). Если при промежуточном уравнивании появились протоны, их нейтрализуют добавлением такого же числа гидроксид-ионов к обеим частям полуреакции.

ОВР в щелочной среде

Это окислительно-восстановительная реакция, протекающая в растворе с избытком \(\mathrm{OH^-}\). В ней частицы-восстановители отдают электроны, а частицы-окислители принимают их.

Правило электронного баланса

Число электронов, отданных восстановителем, равно числу электронов, принятых окислителем. В итоговом уравнении сумма зарядов слева должна равняться сумме зарядов справа, а число атомов каждого элемента — совпадать.

Перед составлением полуреакций определяют, какие элементы изменяют степени окисления. Вещество, в котором степень окисления повышается, является восстановителем и окисляется. Вещество, в котором степень окисления понижается, является окислителем и восстанавливается. Подробнее роли участников разобраны на странице «Окислитель и восстановитель».

Алгоритм составления полуреакций

Запишите скелет ионной реакции: формулы окислителя и восстановителя, а также продукты их превращения.
Разделите реакцию на полуреакции окисления и восстановления.
Уравняйте атомы элементов, кроме кислорода и водорода.
Сначала уравняйте кислород добавлением \(\mathrm{H_2O}\), затем водород добавлением \(\mathrm{H^+}\).
Переведите полуреакцию в щелочную среду: добавьте к обеим частям столько \(\mathrm{OH^-}\), сколько было добавлено \(\mathrm{H^+}\). Объедините \(\mathrm{H^+}\) и \(\mathrm{OH^-}\) в воду, сократите одинаковые молекулы воды.
Уравняйте электрические заряды электронами. Электроны записывают справа при окислении и слева при восстановлении.
Умножьте полуреакции на коэффициенты, чтобы число электронов совпало, сложите их и сократите одинаковые частицы.
Проверьте атомы и суммарный заряд.

\[\mathrm{H^+ + OH^- \rightarrow H_2O}\]

Удобный приём

Если вы сразу работаете в щелочной среде, кислород можно уравнивать водой, а водород — гидроксид-ионами. Однако способ через временное добавление \(\mathrm{H^+}\) надёжнее: он уменьшает число ошибок при сложных полуреакциях.

Разобранный пример

Уравняем реакцию перманганата и сульфита в щелочной среде. Перманганат-ион \(\mathrm{MnO_4^-}\) восстанавливается до \(\mathrm{MnO_2}\), а сульфит-ион \(\mathrm{SO_3^{2-}}\) окисляется до сульфат-иона \(\mathrm{SO_4^{2-}}\).

MnO₄^- + SO₃^2- → MnO₂ + SO₄^2-Скелет ионного уравнения; реакция протекает в щелочной среде.

1. Составляем полуреакцию восстановления марганца. Марганец уже уравнен, кислород уравниваем водой: справа четыре атома кислорода, слева два в \(\mathrm{MnO_2}\), поэтому добавляем воду справа.

\(\displaystyle \mathrm{MnO_4^- \rightarrow MnO_2 + 2H_2O}\)

2. Уравниваем водород добавлением \(\mathrm{H^+}\) слева, затем переводим запись в щелочную среду добавлением четырёх \(\mathrm{OH^-}\) к обеим частям.

\(\displaystyle \mathrm{MnO_4^- + 4H^+ + 3e^- \rightarrow MnO_2 + 2H_2O}\)

После добавления гидроксид-ионов четыре иона \(\mathrm{H^+}\) образуют четыре молекулы воды. Сокращаем две молекулы воды.

\(\displaystyle \mathrm{MnO_4^- + 2H_2O + 3e^- \rightarrow MnO_2 + 4OH^-}\)

3. Составляем полуреакцию окисления сульфита. Добавляем одну молекулу воды справа для уравнивания кислорода, а два гидроксид-иона слева — для компенсации водорода в щелочной среде.

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

4. Наименьшее общее число электронов — 6. Первую полуреакцию умножаем на 2, вторую — на 3.

\(\displaystyle \mathrm{2MnO_4^- + 4H_2O + 6e^- \rightarrow 2MnO_2 + 8OH^-;\quad 3SO_3^{2-} + 6OH^- \rightarrow 3SO_4^{2-} + 3H_2O + 6e^-}\)

5. Складываем полуреакции и сокращаем электроны, воду и гидроксид-ионы, стоящие по обе стороны.

\(\displaystyle \mathrm{2MnO_4^- + 3SO_3^{2-} + H_2O \rightarrow 2MnO_2 + 3SO_4^{2-} + 2OH^-}\)

№

Ответ и проверка

Итог: \(\mathrm{2MnO_4^- + 3SO_3^{2-} + H_2O \rightarrow 2MnO_2 + 3SO_4^{2-} + 2OH^-}\). Атомы: Mn — 2 и 2, S — 3 и 3, O — 17 и 17, H — 2 и 2. Заряд слева равен \(-8\), справа также \(-8\).

Микро-проверка

Куда записывают электроны в полуреакции восстановления?

Проверка и переход к молекулярному уравнению

После сокращения частиц проверьте три условия: совпадает число атомов всех элементов, совпадает суммарный заряд, а коэффициенты имеют наименьшие целые значения. Если требуется молекулярное уравнение, к ионному уравнению добавляют ионы-наблюдатели и подбирают исходные растворимые вещества. Этот этап связан с составлением молекулярных уравнений ОВР.

Нельзя автоматически считать реакцию возможной только потому, что формальный баланс составлен. Направление ОВР зависит от свойств окислителя и восстановителя, активности металлов и условий. При необходимости обращайтесь к материалам об активности металлов в ОВР и силе окислителей и восстановителей.

Частые ошибки

1. Оставляют \(\mathrm{H^+}\) в конечном уравнении щелочной реакции. 2. Забывают сократить воду или \(\mathrm{OH^-}\) после сложения полуреакций. 3. Уравнивают только атомы, но не проверяют заряд. 4. Путают направление электронов: окисление отдаёт электроны, восстановление принимает. 5. Используют коэффициенты из изменения степеней окисления, не уравняв кислород и водород.

Признак	Окисление	Восстановление
Изменение степени окисления	Повышается	Понижается
Электроны	Отдаёт	Принимает
Полуреакция	Электроны справа	Электроны слева
Участник	Восстановитель	Окислитель

Quick-test

Быстрый тест по теме

Проверьте себя

~ 2 мин4 вопроса

Вопрос 1 / 4

Вопрос 1 из 4 · среда

Какая частица характерна для щелочной среды и может остаться в итоговом уравнении?

Главное за минуту

Главное

В щелочной среде итоговое уравнение может содержать \(\mathrm{OH^-}\) и \(\mathrm{H_2O}\), но не свободные \(\mathrm{H^+}\).
Полуреакции составляют отдельно для окисления и восстановления.
Электроны находятся справа при окислении и слева при восстановлении.
После уравнивания полуреакции умножают до общего числа электронов, складывают и сокращают одинаковые частицы.
Финальная проверка включает число атомов, суммарный заряд и наименьшие целые коэффициенты.