Ответ:
В присутствии серной кислоты: \[ \boxed{3CH_3CHO+K_2Cr_2O_7+4H_2SO_4 \rightarrow 3CH_3COOH+Cr_2(SO_4)_3+K_2SO_4+4H_2O} \]
Без добавления серной кислоты, с учётом нейтрализации образующейся кислоты: \[ \boxed{3CH_3CHO+K_2Cr_2O_7+2H_2O \rightarrow CH_3COOH+2CH_3COOK+2Cr(OH)_3\downarrow} \]
На фото \(CH_3{-}COH\) — это сокращённая запись альдегида \(CH_3CHO\). Разберём уравнения электронным балансом и методом полуреакций.
Способ 1. Электронный баланс
1. Определяем, какие атомы меняют степень окисления
Углерод альдегидной группы окисляется: \[ \overset{+1}{C}-2e^-\rightarrow\overset{+3}{C}. \]
Хром восстанавливается: \[ \overset{+6}{Cr}+3e^-\rightarrow\overset{+3}{Cr}. \]
Наименьшее общее число электронов — \(6\): \[ \begin{aligned} C^{+1}-2e^-&\rightarrow C^{+3} &&\big|\times3,\\ Cr^{+6}+3e^-&\rightarrow Cr^{+3} &&\big|\times2. \end{aligned} \]
Значит, на 3 молекулы альдегида приходится 2 атома хрома, то есть 1 формульная единица \(K_2Cr_2O_7\).
2. Дописываем продукты и остальные коэффициенты
В первой реакции образуются \(Cr_2(SO_4)_3\), \(K_2SO_4\) и вода. На две соли нужны четыре сульфатные группы, поэтому ставим \(4H_2SO_4\). По водороду получаем \(4H_2O\). Получается первое уравнение из ответа.
Во второй реакции сначала можно составить формальную схему: \[ 3CH_3CHO+K_2Cr_2O_7+4H_2O \rightarrow 3CH_3COOH+2Cr(OH)_3+2KOH. \]
Но уксусная кислота и щёлочь реагируют друг с другом: \[ 2CH_3COOH+2KOH\rightarrow2CH_3COOK+2H_2O. \]
Складываем эти уравнения и сокращаем одинаковые вещества. Из трёх молекул кислоты две превращаются в соль, одна остаётся. Получаем: \[ 3CH_3CHO+K_2Cr_2O_7+2H_2O \rightarrow CH_3COOH+2CH_3COOK+2Cr(OH)_3\downarrow. \]
Способ 2. Метод полуреакций
Здесь отдельно уравниваем процессы окисления и восстановления — по атомам и заряду.
Первая реакция: кислая среда
Окисление альдегида: \[ CH_3CHO+H_2O\rightarrow CH_3COOH+2H^++2e^-. \]
Восстановление дихромат-иона: \[ Cr_2O_7^{2-}+14H^++6e^- \rightarrow2Cr^{3+}+7H_2O. \]
Умножаем первую полуреакцию на \(3\), складываем и сокращаем: \[ 3CH_3CHO+Cr_2O_7^{2-}+8H^+ \rightarrow3CH_3COOH+2Cr^{3+}+4H_2O. \]
Возвращаем ионы \(K^+\) и \(SO_4^{2-}\) — получаем первое молекулярное уравнение.
Вторая реакция: без добавления кислоты
Полуреакции можно записать с участием \(OH^-\): \[ CH_3CHO+2OH^- \rightarrow CH_3COOH+H_2O+2e^-; \] \[ Cr_2O_7^{2-}+7H_2O+6e^- \rightarrow2Cr(OH)_3+8OH^-. \]
Первую умножаем на \(3\), складываем и сокращаем: \[ 3CH_3CHO+Cr_2O_7^{2-}+4H_2O \rightarrow3CH_3COOH+2Cr(OH)_3+2OH^-. \]
Далее два иона \(OH^-\) нейтрализуют две молекулы кислоты. После добавления \(K^+\) получаем второе уравнение из ответа.
Проверка второй реакции: слева и справа по \(6\) атомов C, \(16\) — H, \(12\) — O, \(2\) — K и \(2\) — Cr. Баланс соблюдён.
