Question

proszę o wytłumaczenie reakcji redoks tak na 3-4 przykładach i dość szczegółowo skąd się wszystko bierze i etapy zapisu bo nie kumam tego zupełnie ;D

najlepiej w załączniku mi wszystko wytłumaczcie ;P

PS.Za najlepszą odpowiedź dam naj ;]

Answer 1

1) W pierwszy etapie ustalamy stopnie utlenienia pierwiastków.

a) CrO3 + HCl---->CrCl3 + H2O + Cl2

CrO3....Cr(+VI), O(-II)

HCl......H(+I), Cl(-I)

CrCl3....Cr(+III), Cl(-I)

H2O.....H(+I), O(-II)

Cl2......Cl2(0)

 

2) Teraz wypisujemy te pierwiastki, które zmieniają stopień utlenienia

Cr(+VI)---->Cr(+III)

2Cl(-I)---->Cl2(0)

 

3) Określamy liczbę elektronów biorących udział w zmianie stopnia utleniania.

Cr(+VI) + 3e ---->Cr(+III)

2Cl(-I) - 2e---->Cl2(0)

 

4) Liczba elektronów pobranych musi być równa liczbie elektronów oddanych, więc pierwszą reakcję mnożę razy 2, a drugą razy 3

Cr(+VI) + 3e ---->Cr(+III)    I*2

2Cl(-I) - 2e---->Cl2(0)        I*3

 

5) Otrzymuję

2Cr(+VI) + 6e ---->2Cr(+III)

6Cl(-I) - 6e---->3Cl2(0)

 

6) Bilansuję reakcję

2CrO3 + 12HCl---->2CrCl3 + 3Cl2 + 6H2O
Utleniacz: CrO3 (redukuje się obniżając swój stopień utlenienia)

Reduktor: HCl (utlenia się podwyższając swój stopień utlenienia)

 

Analogicznie wykonałem pozostałe reakcje:

b) 3Cu + 8HNO3---->3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Hg(0) - 2e ---->Hg(+II)    I*3

N(+V) + 3e ---->N(+II)      I*2
Utleniacz: HNO3

Reduktor: Hg

c) 2KMnO4 + 3SO2 + 2H2O---->2MnO2 + K2SO4 + 2H2SO4
Mn(+VII) + 3e ---->Mn(+IV)    I*2

S(+IV) - 2e ---->S(+VI)          I*3
Utleniacz: KMnO4

Reduktor: SO2

 

W razie problemów służę dalszą pomocą.

Answer 2

Zasady ustalania stopni utleniania:

1.tlen w prawie wszystkich związkach jest zawsze na –II stopniu utleniania (wyjątki: nadtlenki np. Na2O2, H2O2, ponadtlenki, np. KO2, NaO2, związki tlenu z fluorem, np. OF2)

2.wodór w prawie wszystkich związkach jest na I stopniu utleniania (wyjątki: wodorki metali z grup 1 i 2, np. MgH2, NaH, BaH2, CsH itd.; w nich wodór jest na –I stopniu utleniania)

3.metale grup 1 i 2 zawsze są na dodatnich stopniach utleniania i odpowiadają one ich wartościowości

4.suma stopni utleniania zawsze wynosi 0

5.pierwiastek, który ma większą elektroujemność jest zawsze na ujemnym stopniu utleniania, a ten który ma większą elektroujemność – na dodatnim

6. fluor jest zawsze na -I stopniu utleniania

7.pierwiastki w stanie wolnym zawsze są na 0 stopniu utleniania

 

Ćwiczenie: Ustal stopnie utleniania pierwiastków w następujących związkach:

a)      K2O

K na I stopniu (patrz wyżej, punkt 3)

O na –II stopniu (patrz punkt 1)

 

b)      H2SO4

H na I stopniu (patrz punkt 2)

O na –II stopniu (patrz punkt 1)

a S musimy obliczyć korzystając z punktu 4.

 

2*I + S + 4*-II=0

S=VIII-II

S=VI

 

c)       CaH2

Ca na II stopniu (patrz punkt3)

H na –I stopniu (patrz punkt 2)

 

d)      FeF2

F na –I stopniu (patrz punkt 6)

Fe musimy obliczyć korzystając z punktu 4

Fe + 2*-I=0

Fe=II

 

e)      HCN

H na I stopniu utleniania (patrz punkt 2)

A jeśli chodzi o C i N korzystamy z punktu 5. Azot jest na ujemnym stopniu utleniania, a węgiel na dodatnim. Pamiętając, że suma stropni utleniania zawsze wynosi 0 ustalamy, że:

C na II stopniu

N na –III

 

 

Reduktor(tłumacząc łopatologicznie i nie zagłębiając się w skomplikowane definicje) – pierwiastek lub związek chemiczny, który podwyższa stopień utleniania, np.

Mg + 2HCl -->MgCl2 + H2

 

Najpierw ustalamy wszystkie stopnie po kolei:

Mg na 0 (punkt 7)

H na I (punkt 2)

Cl na –I (punkt 4)

Mg na II (punkt 3)

Cl –I (punkt 4)

H2 na 0 (punkt 7)

 

Widzimy, że magnez w czasie reakcji podwyższa swój stopień utleniania z 0 na II, więc jest reduktorem

 

Utleniacz-pierwiastek lub związek chemiczny, który obniża swój stopień utleniania:

 

Dla tej samej reakcji widzimy, że wodór obniża stopień utleniania z I na 0 więc HCl(UWAGA! Cały związek chemiczny się bierze pod uwagę) jest utleniaczem

 

Inny przykład:

CO+O2-->CO2

 

Po kolei stopnie utleniania:

C na II (punkt 4)

O na –II (punkt 1)

O2 na 0 (punkt 7)

C na IV (punk 4)

O na –II (punkt 1)

 

Węgiel podwyższa stopień utleniania z II na IV więc CO jest reduktorem, tlen obniża stopień z 0 na –II więc O2 jest utleniaczem.

 

Utlenianie – podwyższanie stopnia utleniania (czyli utlenianie rozpisujemy na reduktorze)

Mg+2HCl-->MgCl2+H2

 

Jak już wcześniej ustaliliśmy Mg podwyższa stopień utleniania z 0 na II, czyli między nimi jest różnica dwóch elektronów. Piszemy to w ten sposób:

Mg(0) – 2e -->Mg(II)

 

Do zapamiętania:

- To co ci napisałam w nawiasach ma być NAD pierwiastkiem, tylko tutaj się tak nie da.

-Zawsze przy utlenianiu odejmujesz elektrony

 

Redukcja-obniżanie stopnia utleniania

W tej samej reakcji ustaliliśmy, że wodór obniża stopień utleniania z I na 0, różnica elektronów wynosi 2(zaraz ci wyjaśnie dlaczego 2 a nie 1, jakby się mogło wydawać ;) )

 

2H(I) + 2e -->H2(0)

 

Do zapamiętania:

-Jeżeli pierwiastek (w tym przypadku H2) występuje w postaci cząsteczkowej to po tej stronie równania(czyli w tym przypadku po strzałce) piszemy go w postaci cząsteczkowej, a po drugiej wyrównujemy, żeby się zgadzało (stąd 2H(I)) i dopiero wtedy obliczamy różnicę między elektronami

-Przy redukcji zawsze dodajemy elektrony

 

 

Inny przykład:

CO+O2-->CO2

 

Jak ustaliliśmy wcześniej C podwyższa stopień utleniania z II na IV – różnica dwóch elektronów (UWAGA! Wprawdzie przy zapisie: utleniacz, reduktor pisze się cały związek chem., ale przy równaniach połówkowych pisze się tylko pierwiastek, który podwyższa lub obniża stopień utleniania)

 

C(II) – 2e -->(IV)

O2 (0)+ 4e -->2O(-II)

 

Bilansowanie reakcji redoks:

Mg + HCl-->MgCl2+H2

 

Najpierw zapisujemy połówkowe równania utleniania i redukcji dokładnie tak jak wyżej:

 

Mg(0) – 2e -->Mg(II)

2H(-I) + 2e -->H2(0)

 

Teraz sprawdzamy czy suma elektronów „dodanych” i „odjętych” jest równa 0. -2e + 2e  =0. Czyli nic nie dopisujemy, bilansujmey reakcję normalnie:

Mg + 2HCl-->MgCl2+H2

 

CO+O2-->CO2

 

C(II) – 2e -->C(IV)

O2(0) + 4e -->2O(-II)

 

Tutaj nie zgadzają się nam elektrony, więdopisujemy /*2 żeby się zgadzało

C(II) – 2e -->C(IV)  /*2

O2(0) + 4e -->2O(-II)

 

I to „2” jest jednocześnie współczynnikiem, który trzeba dopisać przed C na IV stopniu utleniania, czyli:

CO+O2-->2CO2

 

A całą resztę równania bilansujemy normalnie:

2CO+O2-->2CO2

 

 

 

Ćwiczenie/W poniższych równaniach erdoks wskaż utleniacz, reduktor, utlenianie, redukcję i zbilansuj je metodą bilansu elektronowego.

a)      Cu+HNO3(stęż)-->Cu(NO3)2+NO2+H2O

 

Stopnie utleniania po koeli:

Cu na 0 (punkt 7)

H na I (punkt 2)

N na V (punkt 4)

O na –II (punkt 1)

Cu na II (punkt 4)

N na V (punkt 4)

O na –II (punkt 1)

N na IV (punkt IV)

H na I (punkt 2)

O na –II (punkt IV)

 

Widzimy, że miedź podwyższa swój stopień utleniania z 0 na II więc jest reduktorem.

Utleniaczem jest HNO3 bo azot obniża stopień utleniania z V na IV.

 

Utlenianie: Cu(0) – 2e -->Cu(II)

Redukcja: N(V) + e -->N(IV)   /*2

 

Dopisujemy „/*2” przy redukcji, żeby równały się elektrony i pamiętamy, że to „2” traktujemy jednocześnie jako współczynnik, który piszemy przy azocie na IV stopniu utleniania, czyli:

 

Cu+HNO3(stęż)-->Cu(NO3)2+2NO2+H2O

I teraz bilansujemy zwykłym sposobem całą reakcję.

 

Cu+4HNO3(stęż)-->Cu(NO3)2+2NO2+2H2O

 

 

 

b)      KMmO4+HCl-->MnCl2+KCl+Cl2+H2O

 

Stopnie utleniania:

K na I (punkt 3)

Mn na VII (punkt 4)

O na –II (punkt 1)

H na I (punkt 2)

Cl na –I (punkt 4)

Mn na II (punkt 4)

Cl na –I (punkt 8)

K na I (punkt 3)

Cl na –I (punkty 4 i 8)

Cl2 na 0 (punkt 7)

H na I (punkt 2)

O na –II (punkt 1)

 

Reduktorem jest HCl ponieważ chlor podwyższa stopień utleniania z –I na 0.

Utleniaczem jest KMnO4 ponieważ mangan obniża stopień utleniania z VII na II

 

Utlenianie: 2Cl(-I) – 2e -->Cl2(0)  /*5

Redukcja: Mn(VII) + 5e -->Mn(II)   /*2

 

Najbliższa wspólna wielokrotność t 2 i 5 to 10, stąd powyższe współczynniki.

 

c)       KMmO4+HCl-->2MnCl2+KCl+5Cl2+H2O

 

I resztę uzupełniamy normalnie.

 

d)      2KMmO4+16HCl-->2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O