REAKCJE REDOKS

Pierwszym krokiem w przypadku reakcji redoks(utleniania-redukcji) jest ustalenie stopnia utlenienia poszczególnych atomów wg zasad:

1. Suma stopni utlenienia wszystkich atomów wchodzących w skład obojętnej cząsteczki = 0, natomiast wchodzących w skład jonu, równa się ładunkowi jonu.

2. Pierwiastkom w stanie wolnym, oraz pierwiastkom występującym w cząsteczce, np. O₂(mimo iż składa się z dwóch atomów tlenu) przypisuje się stopień utlenienia 0.

3. Fluor we wszystkich związkach ma stopień utlenienia -I

4. Tlen w większości związków ma stopień utlenienia -II, z wyjątkiem nadtlenków(H₂O₂), w których występuje na -I stopniu utlenienia oraz związków z fluorem, w których występuje na dodatnich stopniach utlenienia(OF₂ gdzie stopień utlenienia tlenu wynosi II i O₂F₂ , gdzie stopień utlenienia tlenu wynosi I).

5. Wodór w większości związków przyjmuje +I stopień utlenienia(z wyjątkiem wodorków litowców i berylowców, w których wynosi -I np. NaH, CaH₂)

6. Litowce w związkach chemicznych mają zawsze +I stopień utlenienia, a berylowce +II.

Przykłady

-Fe₂O₃ cząsteczka jest obojętna czyli suma stopni utl. żelaza i tlenu =0; stopień utlenienia tlenu w tym związku wynosi -II czyli stopień utl. żelaza(x) liczymy z zależności:

2x + 3*(-II) = 0 stąd x=III

-MnO₄^- jest to jon, czyli suma stopni utlenienia tlenu i manganu równa się ładunkowi jonu(-I); stopień utlenienia tlenu w tym związku wynosi -II czyli stopień utl. manganu(x) liczymy z zależności:

x + 4*(-II) = -I stąd x = VII

W reakcjach utleniania-redukcji (redoks) następuje zmiana stopni utlenienia pierwiastków. Należy pamiętać, że reakcje utleniania polegają na oddawaniu elektronów przez atom, obojętną cząsteczkę lub jon(wzroście stopnia utlenienia) zaś redukcji na pobieraniu elektronów(zmniejszeniu stopnia utlenienia). Procesowi utleniania towarzyszy zawsze reakcja proces redukcji i odwrotnie - procesowi redukcji towarzyszy proces utleniania. Substancja utleniana(tracąca elektrony) jest reduktorem, substancja redukowana(pobierająca elektrony) jest utleniaczem.

W celu uzgodnienia równań utleniania-redukcji należy:

-wyznaczyć stopień utlenienia tych atomów, które je zmieniają

-ułożyć równania reakcji połowicznych procesu utleniania i redukcji

-ustalić liczbę elektronów pobieranych lub oddawanych przez 1 atom

-dobrać najniższe wspólne mnożniki, aby zrównać liczbę elektronów oddanych przez reduktor z liczbą elektronów przyłączonych przez utleniacz

-pomnożyć poszczególne reakcje połowiczne przez wyznaczone już mnożniki

-dobrać inne współczynniki i zbilansować pod względem masy i ładunku (suma ładunków po lewej i prawej stronie musi być równa)

Przykłady

1. Dobierz współczynniki w reakcji:

III II -I II -I IV -I

FeCl₃ + SnCl₂ FeCl₂ + SnCl₄

utleniacz reduktor

liczba elektronów pobieranych mnożnik

lub oddawanych przez 1 atom (na krzyż)

II IV

Sn - 2e Sn 2 1

III II

Fe + e Fe 1 2

Uzgodnione równanie

2FeCl₃ + SnCl₂ 2FeCl₂ + SnCl₄

2. Dobierz współczynniki w reakcji:

VII -II II I III II I -II

MnO₄^- + Fe²⁺ + H⁺ Fe³⁺ + Mn²⁺ + H₂O

utleniacz reduktor

II III

Fe - 1e Fe 1 5

VII II

Mn + 5e Mn 5 1

Uzgodnione równanie

MnO₄^- + 5Fe²⁺ + 8H⁺ 5Fe³⁺ + Mn²⁺ + H₂O

Liczbę jonów H⁺ dobrano tak, aby suma ładunków dodatnich i ujemnych po obu stronach równania była taka sama i było spełnione prawo zachowania masy

Szczególny rodzaj reakcji redoks to reakcje dysproporcjonowania, w trakcie których ten sam pierwiastek ulega utlenieniu i redukcji.

utlenianie

redukcja

utlenianie

redukcja