Question

Bilansowanie metodą elektronowo-jonową :

Cr₂O₃ + KNO₃ + KOH ---> K₂CrO₄ + KNO₂ + H₂O

Proszę o wytłumaczenie, dokładne, po kolei, jak krowie na rowie bo nie daję sobie z tym rady nie wiem zupełnie co z czego.

Answer 1

No to zacznijmy najpierw od ustalenia co się w ogóle tutaj utleni, a co zredukuje:
Chrom przejdzie z +III na +VI
Azot z +V na +III

Jako, że jest to zapis jonowo-elektronowy, to te związki, które można rozpisać jako jony rozpisujemy, natomiast np. tlenek chromu zostawiamy w takiej formie jaka jest, bo jak wiadomo, tlenek chromu nie jest związkiem jonowym.

I jeszcze wazne jest to w jakim środowisku zachodzi reakcja: tutaj jest to środowisko zasadowe, więc do dyspozycji mamy OH{-} oraz H2O.

To najpierw reakcja utleniania (zrobie to w kolejnych krokach):
Cr₂O₃  ---> CrO₄²⁻    Widać, że po prawej stronie należy zwiekszyć liczbę at chromu:
Cr₂O₃  ---> 2CrO₄²⁻   Teraz musisz policzyć ile w tej reakcji zabrano elektronów. Z +III na +VI są to 3 elektrony, ale jako, że mamy tutaj podwójną ilość, to musimy napisać 6 elektronów:
Cr₂O₃  ---> 2CrO₄²⁻ + 6e  Teraz nie zgadza sie jeszcze liczba tlenów. Najłatwiejsze w środowisku zasadowym do wbudowania tlenu jest użycie jonów OH-. Po lewej masz 3 atomy tlenu, a po prawej aż 8. Teraz musisz zapamiętać, że żeby wykorzystać do tego te jony hydroksylowe, musisz wziąć ich 2x wiecej niż potrzeba tlenów. Czyli tutaj potrzebujemy 5 tlenów, więc wykorzystamy 10 jonów. Jesli to sobie rozrysujesz, zobaczyc, że wtedy te 5 pojdzie do naszego związku, a 5 stworzy produkt uboczny: wode.
Cr₂O₃  + 10OH- ---> 2CrO₄²⁻ + 6e + 5H2O
Teraz sprawdzamy ładunku: po lewej 10 minus, po prawej 2*2- plus 6-, też wychodzi 10. A wiec sie zgadza.

Teraz reakcja redukcji:
NO₃⁻ ---> NO₂⁻ tutaj od razu zgadza sie liczba azotów, wiec dopisujemy elektrony:
NO₃⁻ + 2e ---> NO₂⁻ No i znowu nie zgadza się liczba tlenów, tyle ze tym razem, po lewej jest nadmiar. Czy można jest zabrać? No nie jonami OH-, bo co by z tego wyszlo? Ale mamy do dyspozycji jeszcze wodę. Można powiedzieć, że przekształcimy ją w jony OH-. Czyli jeśli wezmiemy 1 wodę oraz 1 tlen, który oderwiemy ze zwiazku, powstaną 2OH- (żeby zgadzała się liczba wodorów i tlenów)
NO₃⁻ + 2e + H2O ---> NO₂⁻ + 2OH⁻
Teraz ładunki: po lewej -1 plus -2, czyli razem -3. Po prawej -1 plus -2, rowniez -3.

Skopiuje obie ostateczne reakcje, zeby łatwiej dalej postepowac:
Cr₂O₃  + 10OH- ---> 2CrO₄²⁻ + 6e + 5H2O
NO₃⁻ + 2e + H2O ---> NO₂⁻ + 2OH⁻  /*3
Teraz postepujemy jak w prostym redoksie elektronowym, czyli patrzymy na liczbe elektronow. Wychodzi, że reakcje nr 2 musimy pomnozyc przez 3. Nastepnie najłatwiej będzie zsumować obie reakcje:
Cr₂O₃  + 10OH- + 3NO₃⁻ + 6e + 3H2O---> 2CrO₄²⁻ + 6e + 5H2O + 3NO₂⁻ + 6OH⁻
Teraz skracamy podobne wyrazy:
Cr₂O₃  + 4OH- + 3NO₃⁻ ---> 2CrO₄²⁻ + 2H2O + 3NO₂⁻

To wracamy do głównej reakcji:
Cr₂O₃ + KNO₃ + KOH ---> K₂CrO₄ + KNO₂ + H₂O
Ja radzę zawsze związek, ktory jest środowiskiem (czyli KOH, H2SO4, HCl i inne) uzgadniać na końcu, a nie przepisywać z tego równania. Natomiast od razu można przepisac liczby przy Cr2O3, KNO3, K2CrO4, KNO2:
Cr₂O₃ + 3KNO₃ + KOH ---> 2K₂CrO₄ + 3KNO₂ + H₂O
Teraz liczymy potas: po prawej jest 7 sztuk, po lewej 3 przy KNO3 no i jeszcze KOH, wiec wstawiamy tam 4:
Cr₂O₃ + 3KNO₃ + 4KOH ---> 2K₂CrO₄ + 3KNO₂ + H₂O
I jeszcze woda, tutaj najszybciej po wodorze: po lewej 4 wodory, to przy wodzie 2, i bilans gotowy.
Cr₂O₃ + 3KNO₃ + 4KOH ---> 2K₂CrO₄ + 3KNO₂ + 2H₂O