Условие
Через раствор бромида калия пропустили хлор. Запишите уравнение реакции, расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель. Объясните, пойдёт ли обратная реакция — вытеснение хлора бромом из раствора хлорида калия.
Что известно и что ищем
- Известны реагенты: хлор и раствор бромида калия.
- Ищем уравнение, электронный баланс и обоснованный ответ про обратную реакцию.
- Ключ: направление реакции задаёт сравнение окислительной способности галогенов, а не «правило наоборот».
Ход решения
- Шаг 1. Определяем, кто окислитель. Хлор и бром — галогены одной группы, но хлор стоит выше, значит его окислительная способность выше: он принимает электроны охотнее, чем бром. Окислителем будет хлор, восстановителем — бромид-ион.
- Шаг 2. Записываем продукты. Хлор восстанавливается до хлорид-иона, бромид-ион окисляется до простого брома: Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂.
- Шаг 3. Составляем полуреакции. Окисление: 2Br⁻ − 2e⁻ → Br₂⁰. Восстановление: Cl₂⁰ + 2e⁻ → 2Cl⁻. Восстановитель — бромид-ион, окислитель — молекулярный хлор.
- Шаг 4. Проверяем баланс. Отдано два электрона и принято два, коэффициенты уже уравнены; по атомам справа и слева по два атома хлора, по два атома брома и по два атома калия.
- Шаг 5. Разбираем обратную реакцию. Чтобы бром вытеснил хлор, бром должен быть более сильным окислителем, чем хлор. Но окислительная способность в группе падает сверху вниз, значит бром слабее и обратная реакция не пойдёт.
- Шаг 6. Формулируем вывод в виде правила, выведенного из строения: чем меньше радиус атома и прочнее связи, тем активнее галоген как окислитель. Ряд фтор, хлор, бром, йод — это ряд убывающей активности, и он объясняет все вытеснения в теме.
Проверь себя
- Ответ: Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂; окислитель — хлор, восстановитель — бромид-ион; обратная реакция не идёт.
- Проверка вывода: электронный баланс сходится, а направление реакции объяснено рядом активности, а не заучено.
- Ловушка: написать вытеснение «в обе стороны». Обратимой эта реакция не становится: у неё есть энергетически выгодное направление.
Как объяснить ребёнку
«Галогены — как команда бегунов, где фтор быстрее всех, а йод самый медленный. Если рядом окажется более быстрый бегун, он перехватит эстафету: хлор выбьет бром из соли, но бром хлор не выбьет — он для этого слишком "медленный". Правило простое: сильный вытесняет слабого, и никогда наоборот».
Тема для отчёта родителю
«Вытеснение галогенов: почему реакция идёт только в одну сторону».
Формулировка задания — наш аналог по теме, а не текст из учебника.