Для составления уравнений реакций для переходов по цепочке ZnCl₂ → HCl → AgCl → HCl → KCl → Cl₂ → I₂ → HI, рассмотрим каждую реакцию последовательно:
Переход ZnCl₂ → HCl:
Реакция: ZnCl₂ + H₂SO₄ → ZnSO₄ + 2HCl
Здесь происходит взаимодействие хлорида цинка с серной кислотой, в результате чего образуется сульфат цинка и хлороводород (HCl).
Переход HCl → AgCl:
Реакция: HCl + AgNO₃ → AgCl + HNO₃
В этой реакции хлороводород взаимодействует с нитратом серебра, в результате чего образуется осадок хлорида серебра и азотная кислота.
Переход AgCl → HCl:
Реакция: AgCl + NH₃ (конц.) + H₂O → [Ag(NH₃)₂]Cl + H₂O
В данной реакции хлорид серебра растворяется в концентрированном растворе аммиака с образованием диамминсеребряного комплекса.
Альтернативная реакция:
AgCl + 2HNO₃ (конц.) → AgNO₃ + HCl + H₂O
Здесь хлорид серебра взаимодействует с концентрированной азотной кислотой, образуя нитрат серебра, хлороводород и воду.
Переход HCl → KCl:
Реакция: HCl + KOH → KCl + H₂O
Хлороводород взаимодействует с гидроксидом калия, образуя хлорид калия и воду.
Переход KCl → Cl₂:
Реакция: 2KCl + 2H₂SO₄ (конц.) + MnO₂ → K₂SO₄ + MnSO₄ + 2H₂O + Cl₂↑
Хлорид калия взаимодействует с концентрированной серной кислотой и диоксидом марганца, образуя сульфат калия, сульфат марганца, воду и выделяя хлор.
Переход Cl₂ → I₂:
Реакция: Cl₂ + 2KI → 2KCl + I₂
Хлор реагирует с йодидом калия с образованием хлорида калия и йода.
Переход I₂ → HI:
Реакция: I₂ + H₂ → 2HI
Йод реагирует с водородом при высокой температуре, образуя йодоводород.
Теперь рассмотрим одну из реакций в свете теории электронных доноров и акцепторов (ТЭД). Возьмем реакцию Cl₂ + 2KI → 2KCl + I₂.
Эта реакция представляет собой окислительно-восстановительный процесс:
- Окислитель: Хлор (Cl₂), который принимает электроны (акцептор) и восстанавливается до хлорида калия (KCl).
- Восстановитель: Йодид калия (KI), который отдаёт электроны (донор) и окисляется до йода (I₂).
Полуреакции:
Полуреакция восстановления (для хлора):
Cl₂ + 2e⁻ → 2Cl⁻
Полуреакция окисления (для йодида):
2I⁻ → I₂ + 2e⁻
Суммарная реакция:
Cl₂ + 2I⁻ → 2Cl⁻ + I₂
Здесь видно, что Cl₂, являясь акцептором электронов, восстанавливается, а I⁻, являясь донором электронов, окисляется.