В данном вопросе рассматривается реакция между бромидом натрия (NaBr) и хлором (Cl₂), которая приводит к образованию хлорида натрия (NaCl) и брома (Br₂). Эта реакция является примером окислительно-восстановительной реакции (ОВР).
Для начала, рассмотрим уравнение реакции:
[ 2 \text{NaBr} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2 \text{NaCl} + \text{Br}_2 ]
В этой реакции хлор (Cl₂) выступает в роли окислителя, а бромид-ион (Br⁻) — в роли восстановителя. Чтобы понять, какие вещества окисляются и какие восстанавливаются, нужно определить степени окисления элементов в исходных веществах и продуктах реакции.
Определение степеней окисления:
В NaBr:
- Натрий (Na) имеет степень окисления +1.
- Бром (Br) имеет степень окисления -1.
В Cl₂:
- Хлор в молекулярной форме имеет степень окисления 0.
В NaCl:
- Натрий (Na) сохраняет степень окисления +1.
- Хлор (Cl) имеет степень окисления -1.
В Br₂:
- Бром в молекулярной форме имеет степень окисления 0.
Определение, что окисляется и что восстанавливается:
Бром (Br) изменяет свою степень окисления с -1 в NaBr до 0 в Br₂. Это означает, что бром окисляется, теряя электроны:
[ 2 \text{Br}^- \rightarrow \text{Br}_2 + 2e^- ]
Хлор (Cl) изменяет свою степень окисления с 0 в Cl₂ до -1 в NaCl. Это означает, что хлор восстанавливается, принимая электроны:
[ \text{Cl}_2 + 2e^- \rightarrow 2 \text{Cl}^- ]
Составление полных уравнений полуреакций:
Суммарное уравнение ОВР:
Чтобы уравнять количество электронов, которые теряются и принимаются, суммируем полуреакции:
[ 2 \text{Br}^- \rightarrow \text{Br}_2 + 2e^- ]
[ \text{Cl}_2 + 2e^- \rightarrow 2 \text{Cl}^- ]
При сложении полуреакций электроны сокращаются:
[ 2 \text{Br}^- + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{Br}_2 + 2 \text{Cl}^- ]
Добавление натрия:
Поскольку Na⁺ не участвует в ОВР, добавляем его в уравнение:
[ 2 \text{Na}^+ + 2 \text{Br}^- + \text{Cl}_2 \rightarrow 2 \text{Na}^+ + 2 \text{Cl}^- + \text{Br}_2 ]
В результате получаем:
[ 2 \text{NaBr} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2 \text{NaCl} + \text{Br}_2 ]
Таким образом, реакция между NaBr и Cl₂ является окислительно-восстановительной реакцией, в которой бромид-ион окисляется до молекулярного брома, а хлор восстанавливается до хлорид-иона.