REAKCJE REDOX

(REAKCJE UTLENIENIA I REDUKCJI)

Reakcje, w których przemianie substratów w produkty towarzyszy zmiana stopni utlenianie.

Stopień utlenienia pierwiastka- liczba ładunków elementarnych jakbie byłyby związnez danym atomem, gdyby cząsteczka, w której skład wchodzi ten atom, była zbudowana z samych jonów.

Reguły:

1. Pierwiastki w stanie wolnym maja zerowy stopień utlenienia.

2. W związkach chemicznych stopień utlenienia litowców wynosi zawsze I, berylowców zawsze II.

3. W związkach stopień utlenienia wodoru zawsze wynosi I z wyjątkiem wodorków metali grup 1. I 2. Oraz niektórych niemetali, w których jest równy –I.

4. Tlen w związkach ma stopień utlenienia równy -II, z wyjątkiem nadtlenków, np. H₂O₂, w których wynosi –I, a we fluorku tlenku , OF₂ wynosi II.

5. Fluor we wszystkich związkach ma stopień utlenienia –I.

6. Suma stopni utlenienia wszystkich atomów tworzących obojętną cząsteczkę wynosi zawsze zero, a w jonie jest równa jego ładunkowi.

7. Stopień utlenienia pierwiastka w jonie prostym jest równy ładunkowi tego jonu.

Utlenienie- związane ze wzrostem stopnia utlenienia.

Redukcja- związana z obniżeniem stopnia utlenienia.

Utleniacz- związek, którego atomy zmniejszają swój stopień utlenienia, a podczas redukcji pobierają elektrony.

Reduktor- związek, którego atomy podwyższają swój stopień utlenienia, a podczas utlenienia oddają elektrony

Reduktor ma niższy potencjał standardowy niż utleniacz.

Zad 1. Oblicz stopnie utlenienia pierwiastków w następujących związkach:

1. H₂SO₄, H₂SO₃, H₃PO₄, H₂S, HCl, HclO, HClO₃

2. Na₂SO₄, K₂SO₃, P₂O₅, Na₂S, KCl, HClO₄, NaClO₃

3. NH₃, N₂O, NO, SO₂, SO₃, P₂O₃, NH₄Cl.

Zad 2. Obliczyć stopnie utlenienia pierwistków w związkach:

1. NaAlO₂, Al₂O₃, NaOH, H₂O, HIO₃, Na₂HPO₄

2. MnO₂, KMnO₄, K₂CrO₄, K₂Cr₂O₇, K₂MnO₄, Cr₂O₃

Zad 3.Oblicz stopnie utlenienia pierwiastków w następujących jonach:

1. SO₄²⁻, MnO₄⁻, PO₄³⁻, ClO₄⁻, CO₃²⁻

2. AsO₂⁻, AsO₃³⁻, AsO₄³⁻, MnO₃²⁻, H₂PO₄⁻

Zad 4. Które z podanych niżej reakcji są reakcjami redox?

2. H₂SO₄ + Mg→ MgSO₄ + H₂

3. FeCl₃ + 3 NaOH → Fe(OH)₃ + 3 NaCl

4. Zn + Pb(NO₃)₂ →  Pb + Zn(NO₃)₂

5. AlCl₃ + 3 NH_{3 (aq)} → Al(OH)₃ + 3 NH₄cl

6. Hg(NO₃)₂ + 2 NaOH → HgO + 2 NaNO₃ + H₂o

7. 2 F₂ + 2 H₂O → 4 HF + O₂

8. As₂O₃ + 6 NaOH → 2 Na₃AsO₃ + 3 H₂O

Zad 5. Dobierz współczynniki w podanych równaniach chemicznych:

2. NH₃ + O₂ → NO + H₂O

3. NH₃ + O₂ → H₂O + N₂

4. HNO₃ + NO → H₂O + NO₂

5. H₂S + O₂ → SO₂ + H₂O

6. H₂S + HNO₃ → H₂SO₄ + NO + H₂O

7. H₂S + H₂SO₃ →S+ H₂O

8. PbO₂ + HCl → PbCl₂ + Cl₂ + H₂O

9. ZnS + O₂→ ZnO + SO₂

10. Pb + H₃PO₄ → Pb₃(PO₄)₂ + H₂

11. HClO₄ + H₂SO₃ → HCl + H₂SO₄

12. SnCl₂ + HgCl₂ → SnCl₄ + Hg

13. S + HNO₃ →H₂SO₄ + NO

14. BiCl₃ + SnCl₂ → Bi + SnCl₄

15. Hg + HNO₃ → Hg(NO₃)₂ +NO + H₂O

16. HNO₃ + HI → NO₂ + HIO₃ + H₂O

17. Mg + HNO₃→ Mg(NO₃)₂ + N₂O + H2O

18. P + HNO₃ + H₂O → H₃PO₄ + NO

19. As₂O₃ + HNO₃+H₂O → H₃AsO₄ + N₂O₃

20. Zn + HNO₃→ Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + H₂O

21. Br₂ + HClO +H₂O→ HBrO₃ +HCl

Zad 6. Dobierz współczynniki w podanych równaniach reakcji:

2. HClO₃ + HCl →Cl₂ + H₂O

3. CuS + HNO→ CuO + S +NO+ H₂O

4. HI + H₂SO₄→ I₂ + H₂S + H₂O

5. SO₂ + Br₂ + H₂O → HBr + H₂SO₄

6. H₂SO₃ + Cl₂ + H₂O → H₂SO₄ + HCl

7. Ag₂S+ HNO₃ → AgNO₃ + S + NO + H₂O

8. HClO₃ + H₂SO₃ → H₂SO₄ + HCl

9. Sb₂S₃ + O₂ → Sb₂O₃ + SO₃

10. Sb₂S₃ + Fe → FeS + Sb

Zad 7. Dobierz współczynniki w podanych reakcjach chemicznych:

1. NaNO₂ + FeSO₄ +H₂SO₄→ Na₂SO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + NO + H₂O

2. NaNO₂ + Ki + H₂SO₄ → I₂ +NO + Na₂SO₄ + K₂SO₄ +H₂O

3. NaNO₃ + Zn + NaOH → NH₃ +Na₂ZnO₂ + H₂O

4. KOH + Br₂ → KBrO₃ +KBr + H₂O

5. I₂ + Cl₂ +H₂O → HIO₃ + HCl

6. Br₂ + HClO + H₂O → HBrO₃ +HCl

7. KIO₃ + HI + H₂SO₄ → I₂ + K₂SO₄ + H₂O

Zad 8. Dobierz współczynniki w reakcjach dysproporcjonowania:

2. KClO₃ → KClO₄ + KCl

3. KClO₃ → KCl + O₂

4. Ca(OH)₂ + Cl₂ → Ca(ClO)₂ + CaCl₂ + H₂O

5. HClO₃ → ClO₂ + HClO₄ + H₂O

6. NO₂ +H₂O→ HNO₃ + HNO₂

7. HNO₂ → HNO₃ +NO + H₂O

*Zad 9. Uzupełnij podane równania reakcji:

a) NaOH + ClO₂ +H₂O₂ → NaClO₂ + O₂ + H₂O

b) Ca(ClO)₂ + H₂O₂ → CaCl₂ + O₂ + H₂O

c) KI + O₃ + H₂O → I₂ + KOH + O₂

d) CaH₂ + H₂O → Ca(OH)₂ + H₂

e) F₂O + H₂O → O₂ + HF

Zad 10. Dobierz współczynniki w niżej podanych reakcjach jonowych:

2. Sn²⁺ + Hg²⁺ → Sn⁴⁺ + Hg₂²⁺

3. S^2- + I₂ → S + I^-

4. NH₄⁺ + NO₂⁻→ N₂ + H₂O

5. Mg + H⁺ + NO₃⁻ → Mg²⁺ + N₂O + H₂O

6. S^2- + SO₃²⁻ + H⁺ → S + H₂O

7. Br^- + SO₄²⁻ + H⁺ → Br₂ + SO₃²⁻ + H₂O

8. NO₂⁻ + I^- + H⁺ → NO + I₂ + H₂O

9. SO₄²⁻ + Zn + H⁺ → S^2- + Zn²⁺ + H2O

10. NO₃⁻ + Zn + OH^- → NH₃ + ZnO₂²⁻ + H₂O

11. PbS + NO₃⁻ + H⁺ → Pb²⁺ + NO + S + H₂O

12. As₂S₅ + NO₃⁻ + H₂O → AsO₄³⁻ + SO₄²⁻ + NO + H⁺

13. AsO₃³⁻ + ClO^- → AsO₄³⁻ + Cl^-

14. SO₃²⁻ +  HPO₃²⁻ +  H⁺   → S + HPO₄²⁻ +  H₂O

15. AsO₄³⁻ +  S²⁻ +  H⁺ → As0₃³⁻ +  S +  H₂O

*Zad 11. Dobrać współczynniki w niżej podanych równaniach chemicznych.

a) ClO₃⁻ +  SO₃²⁻  → Cl⁻ +  SO₄²⁻

b) AsO₃³⁻ + BrO₃⁻ → AsO₄³⁻  + Br⁻

c) Bi + NO₃⁻ +  H⁺  → Bi³⁺ +  NO +  H₂O

d) AsO₄³⁻ +  Zn +  H⁺  → AsH₃ +  Zn²⁺ +  H₂O

e) Mn²⁺ +  Pb₃O₄ +  H⁺  → MnO₄⁻ +  Pb²⁺ +  H₂O

f) S₂O₃²⁻ +  Br₂ +  H₂O  → SO₄²⁻ +  Br⁻ + H⁺

Zad 12. Uzupełnij niżej podane jonowe równania reakcji dysproporcjonowania:

1. ClO₃⁻ → ClO₄⁻ +  Cl⁻

2. P + OH⁻ + H₂O → PH₃ + H₂PO₂⁻

3. I₂ +  OH⁻ → I⁻ + IO₃⁻ + H₂O

Zad 13. Wskaż utleniacz i reduktor, następnie dobierz współczynniki w podanych równaniach:

2. C + H₂SO₄ → CO₂ + SO₂ + H₂O

3. Al₂O₃ + Cl₂ + C → AlCl₃ + CO

4. Fe₃O₄ + CO → Fe + CO₂

5. NaOH + Ca(OH)₂ + C + ClO₂ → NaClO₂ +  CaCO₃ + H₂O

6. K₂CO₃ + C + N₂ → KCN + CO

7. SiF₄ + Na → Si + NaF

8. Si + HF → SiF₄ + H₂

9. Si + Ca(OH)₂ + NaOH → Na₂SiO₃ + CaO+H₂

10. SiO₂ + C + Cl₂ → CO + SiCl₄

11. SiH₄ + H₂O → H₂ + SiO₂

12. SiO₂ + C → CO + SiC

zad 14. Które z podanych reakcji jest reakcjami erdoks? Wskaż utleniacz i reduktor, dobierz współczynniki.

2. Si + NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + H₂

3. SiCl₄ + Al₂O₃ → SiO2 + AlCl₃

4. CaSiO₃ + HF → SiF₄ + CaF₂ + H₂O

5. SiH₄ + O₂ → SiO₂ + H₂O

6. Na₂SiO₃ + HCl → NaCl + H₂SiO₃

7. SiO₂ + Mg → Si + MgO

8. NaOH+SiO₂→ Na₂SiO₃+H₂O

9. SiO₂+ HF→SiF₄+H₂O

Zad. 15. Na podstawie szeregu elektrochemicznego metali dokończ równania reakcji chemicznych lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi:

1. Ag + CuSO₄→

2. Ag + HCl→

3. H₂ +CuCl₂→

4. Pb +FeCl₂→

5. Ag + Cu(NO₃)₂ →

6. Cu +HCl→

7. H₂+ZnCl₂ →

8. Pb + FeCl₃ →

9. Cu + AgNO₃ →

Zad 16. Manganian (VII) potasu reaguje z wodnym roztworem azotanu (III) sodu. Podczas zachodzenia tej reakcji chemicznej mieszanina reakcyjna odbarwia się. Ułóż równanie tej reakcji w postaci jonowej i dobierz współczynniki stechiometryczne na podstawie bilansu elektronowego.

Zad 17. W reakcji manganianu (VII) potasu z siarczanem (IV) potasu w środowisku kwasu siarkowego (VI) tworzy się sól manganianu (II), siarczanu (VI) potasu i woda. Ułóż równanie reakcji i oblicz masę kwasu użytego w reakcji z 1,2 g KMnO₄.