Studia Niestacjonarne ZODJ Górnictwa i Geoinżynierii 15.01.2010	Tomasz Rostowski
	Reakcje Redoks

REAKCJE REDOKS

Reakcja redoks - to każda reakcja chemiczna, w której dochodzi zarówno do redukcji jak i utleniania. W praktyce każda rzeczywista reakcja, w której następuje zmiana stopnia utlenienia atomów lub ich grup jest reakcją redoks, gdyż każdej reakcji redukcji musi towarzyszyć reakcja utlenienia i na odwrót. Każdą reakcję redoks można rozpisać na pojedyncze akty utleniania i redukcji, które są nazywane reakcjami połówkowymi, przy czym bilans elektronowy i masowy tych aktów musi być zerowy. Takie rozpisanie reakcji redoks pomaga zrozumieć, co się właściwie dzieje w jej trakcie, warto jednak pamiętać, że pojedyncze akty redukcji i utleniania nie są opisem zjawisk, które rzeczywiście zachodzą w jej trakcie, lecz tylko teoretycznym zapisem zmian stopnia utlenienia poszczególnych atomów i grup.

Pierwiastek lub związek chemiczny będący w analizowanej reakcji redoks donorem (dawcą) elektronów nazywany jest reduktorem, zaś substancja będąca akceptorem elektronów nazywana jest utleniaczem.

Doświadczenie 1 :

Obserwacja :

Do jodu o kolorze złoto – bursztynowym dodaliśmy siarko wodór. W wyniku reakcji kolor zmienił się na żółty i wydzielił się osad. Otrzymaliśmy siarkę i jodek wodoru.

J₂ ⁰ + H₂S → ↓S⁰ + HJ^-1

Jod siarko wodór siarka jodek wodoru

BILANS ELEKTRONOWY :

Reakcja redukcji : J₂ ⁰ → 2J^-1 +1 ē x 2 =+2 ē

Reakcja utlenienia: S ^-2 → S⁰ -2 ē

Wnioski :

w tej reakcji wydzieliła nam się siarka, świadczy o tym zmian barwy na żółtą. Jod przeszedł ze stopnia utlenienia 0 na -1, jest to reakcja redukcji a utleniaczem jest Jod. Siarka przeszła ze stopnia utlenienia -2 na 0, jest to reakcja utlenienia a reduktorem jest siarka. Bilans elektronowy wyszedł 0

Doświadczenie 2:

Obserwacje:

Do jodku potasu dodaliśmy chlor. Nastąpiła zmiana barwy roztworu z jasno-żółtej na bursztynową. W wyniku reakcji otrzymaliśmy jod i chlorek potasu.

2KJ ^-1 + Cl₂⁰ → J₂ ⁰ + 2KCl ^-1

jodek potasu chlor jod chlorek potasu

BILANS ELEKTRONOWY :

Reakcja utlenienia: J^-1 → J₂ ⁰ -1 ē x 2 = -2 ē

Reakcja redukcji: Cl₂⁰ → Cl ^-1 +1 ē x 2= +2 ē

Wnioski:

W tej reakcji wydzielił się jod i chlorek potasu. Jod przeszedł ze stopnia utlenienia -1 na 0, jest to reakcja utlenienia a reduktorem jest jod. Chlor przeszedł ze stopnia utlenienia 0 na -1, jest to reakcja utlenienia a reduktorem jest chlor. Bilans elektronowy wyszedł 0.

ĆWICZNIE 1.

Obserwacje:

Do manganianu VII potasu koloru różowego dodaliśmy Kwas siarkowy VI reakcja nie zaszła środowisko zostało tylko zakwaszone. Następnie dodaliśmy siarko wodór i kolor zaczął się wybarwiać. W wyniku reakcji otrzymaliśmy osad.

2KMn⁺⁷ O₄ + 3H₂SO₄ + 5H₂S → 5↓S⁰ + 2MnSO₄ + 2K₂ SO₄ + 8H₂O

manganian Kwas siarko siarka siarczan VI siarczan VI woda

VII potasu siarkowy V wodór manganu II potasu

BILANS ELEKTRONOWY :

Reakcja redukcji : 2 Mn⁺⁷ → Mn⁺² +5 ē x 2 +10 ē

Reakcja utlenienia: 5S ^-2 → S⁰ -2 ē x 5 = -10 ē

Wnioski :

W tej reakcji wydzielił się osad i jest to siarka, wydzielił się także siarczan i manganu II, siarczan VI potasu i woda. Manganian przeszedł ze stopnia utlenienia +7 na +2 jest to reakcja redukcji a utleniaczem jest manganian. Siarka przeszła ze stopnia utlenienia -2 na 0 jest to reakcja utleniania a reduktorem jest jod. Bilans elektronowy wyszedł 0.

ĆWICZENIE 2.

Obserwacje:

Do chromianu VI sodu dodaliśmy Kwas siarkowy VI reakcja nie zaszła środowisko zostało tylko zakwaszone. Następnie dodaliśmy siarko wodór po którym wydzielił się nam mętny zielony osad.

Na₂Cr₂⁺⁶ O₇ + 4H₂SO₄ + 3H₂S → 3S + Cr₂⁺³ (SO₄^-2)₃ + Na₂SO₄ + 7H₂O

Chromian VI sodu Kwas siarko siarka siarczan VI siarczan VI woda

siarkowy VI wodór chromu sodu

BILANS ELEKTRONOWY :

Reakcja redukcji : Cr⁺⁶ → Cr ⁺³ +6 ē = +6 ē

Reakcja utlenienia: S ^-2 → S⁰ -2 ē x 3 =- 6 ē

Wnioski :

W tej reakcji otrzymaliśmy siarkę, siarczan VI chromu, siarczan VI sodu i wodę.

Chrom przeszedł ze stopnia utlenienia +6 na +3, jest to reakcja redukcji a utleniaczem jest chrom. Siarka przeszła ze stopnia utlenienia -2 na 0, jest to reakcja utlenienia a reduktorem jest siarka. Bilans elektronowy wyszedł 0.

ĆWICZENIA 3.

Obserwacje:

Do siarczanu VI manganu II dodaliśmy PbO₂ i nastąpiła istotna zmiana roztworu na czarny mętnawy osad .Natomiast po dodaniu kwasu siarkowego(VI) H₂SO₄ powstały wcześniej roztwór nad czarnym osadem stał się różowy.

2Mn SO₄ + 5 PbO₂ + 3H₂SO₄ → 2HMnO₄ + 5 PbSO₄ + 2H₂O

Siarczan VI Kwas manganian siarczan VI woda

Manganu II siarkowy VI wodoru ołowiu

BILANS ELEKTRONOWY :

Reakcja utlenienia: 2 Mn⁺² → 2 Mn ⁺⁷ -5 ē x 2 = -10 ē

Reakcja redukcji : 5Pb⁺⁴ → 5Pb⁺² +2 ē x 5 = +10 ē

Wnioski :

W tej reakcji otrzymaliśmy manganian wodoru, siarczan VI ołowiu i wodę. Mangan przeszedł ze stopnia utlenienia +2 na +7 jest to reakcja utlenienia a reduktorem jest mangan. Ołów przeszedł ze stopnia utlenienia +4 na +2 jest to reakcja redukcji a utleniaczem jest ołów. Bilans elektronowy wyszedł 0.

2Na₂ MnO₄+ 4NaNo 2 +2H₂O →2MnO₂ +4NaNO₃ +4NaOH

BILANS ELEKTRONOWY:

Reakcja utlenienia: N ⁺⁴→ N ⁺⁶ -2 ē x2 =-4 ē

Reakcja redukcji : Mn ⁺⁷ → Mn ⁺³ +4 ē =+4 ē

2Zn +4H₃ AsO₃+2HCl →2ZnCl₂ +4AsH₃+ H₂O

BILANS ELEKTRONOWY:

Reakcja utlenienia: Zn ⁰→ Zn⁺⁴ -4 ē =-4 ē

Reakcja redukcji : As⁺⁵ → As⁺³ +2 ē x2 =+4 ē

2KMnO₄ + H₂ O ₂+3H ₂SO₄ →2MnSO₄+ O₂ + K₂ SO₄ +4H₂O

BILANS ELEKTRONOWY:

Reakcja utlenienia: Mn⁺⁷→ Mn ⁺⁸ -1 ē

Reakcja redukcji : O^-1 → O ^-2 +1 ē

WYBRANE PRZYKŁADY :

PbO₂ + 4HCl → PbCl₂ + Cl₂ + H₂O

BILANS ELEKTRONOWY:

Reakcja utlenienia: Cl^-1 → Cl ⁰ -1 ē x 2 = -2 ē

Reakcja redukcji : Pb ⁺⁴ → Pb ⁺² +2 ē = +2 ē

2Ag + 2H₂ SO₄→ Ag₂ SO₄ + SO₂ + 2H₂O

BILANS ELEKTRONOWY:

Reakcja utlenienia: Ag⁰ → Ag ⁺¹ -1 ē x2 =-2 ē

Reakcja redukcji : S ⁺⁶→ S ⁺⁴ +2 ē = +2 ē

Mg0+2HCl→MgCl₂+H₂

BILANS ELEKTRONOWY:

Reakcja utlenienia: Mg⁰→ Mg² -2 ē= -2 ē

Reakcja redukcji : H¹ → H ⁰ +1 ē x2 =+2 ē

H₂ + Cl₂ → 2HCl

BILANS ELEKTRONOWY:

Reakcja utlenienia: H⁰→ H⁺¹ -1 ē

Reakcja redukcji : Cl⁰ → Cl^-1 +1 ē

2 Mg + O₂ → 2MgO

BILANS ELEKTRONOWY:

Reakcja utlenienia: Mg⁰→ Mg⁺² -2 ē

Reakcja redukcji : O⁰ →O^-2 +2 ē

4NH₃ + 5O₂→ 4NO + 6H₂O

BILANS ELEKTRONOWY:

Reakcja utlenienia: N^-3 → N⁺² -5 ē x2 = -10 ē

Reakcja redukcji : O⁰ → O^-2 +2 ē x5 = +10 ē

2Mn + 5BiO₃ + 14H→ 2MnO₄- +5 Bi + 7H₂O

BILANS ELEKTRONOWY:

Reakcja utlenienia: Mn ⁺²→ Mn⁺⁷ -5 ē x2 = -10 ē

Reakcja redukcji : Bi⁺⁵ → Bi⁺³ +2 ē x5 = +10 ē