SO2 + KMnO4 + KOH → ???

 

Вспоминаем, что перманганат калия является сильным окислителем, следовательно, он будет окислять оксид серы (IV). Также нужно помнить правило о том, как восстанавливается марганец в KMnO4 в различных средах:

Среда: Продукт восстановления
кислая среда: Mn+2 (соль соответствующей кислоты)
нейтральная среда: MnO2
щелочная среда: MnO42–

 

Сера в ст. ок. +4 может окислиться только до ст. ок. +6, т.е. до сульфат-иона, так как реакция идет в растворе. Следовательно, мы точно знаем, что образуются MnO42– и SO42–. Предварительно запишем продукты реакции:

SO2 + KMnO4 + KOH → SO42– + MnO42–

 

Теперь необходимо составить уравнения процессов восстановления и окисления, используя правило, данное в самом начале этого раздела, начнем с окисления:

SO2 окисляется в SO42–, т.е. не хватает двух атомов кислорода. Следовательно, подходит строчка г) правила: нужно добавить гидроксид-ионы, которые и дадут нам недостающие атомы кислорода, в итоге образуя воду:

SO2 + OH → SO42– + H2O

 

Следующим шагом уравниваем число атомов как в обычном химическом уравнении:

SO2 + 4OH → SO42– + 2H2O

 

Затем уравниваем заряд, вычитая необходимое количество электронов, т.к это процесс окисления:

SO2 + 4OH -2е  → SO42– + 2H2O

Теперь заряд 2- с обеих сторон полуреакции.

 

Аналогично поступаем с процессом восстановления. Так как MnO4 превращается в MnO42–, нам не нужно ни прибавлять, ни связывать лишние атомы кислорода. В этом случае просто необходимо добавить один электрон:

MnO4 + 1e → MnO42–

 

В итоге получаем следующие две полуреакции:

SO2 + 4OH -2е  → SO42– + 2H2O

MnO4 + 1e → MnO42–

 

Чтобы принимать и отдавать одинаковое количество электронов, второе уравнение нужно домножить на 2:

SO2 + 4OH -2е  → SO42– + 2H2O

2MnO4 + 2e → 2MnO42–

 

Складываем левые и правые части этих полуреакций:

SO2 + 4OH -2е + 2MnO4 + 2e →  SO42– + 2H2O + 2MnO42–

Электроны сокращаются:

SO2 + 4OH + 2MnO4  → SO42– + 2H2O + 2MnO42–

 

На последнем шаге добавляем ионы, которые не изменили степень окисления, т.е. в данном случае K+:

SO2 + 4KOH + 2KMnO4  → K2SO4 + 2H2O + 2K2MnO4

Убеждаемся, что коэффициенты автоматически расставлены верно.