Reakcje utleniania i redukcji (redox)

Utlenienie

Proces cząstkowy, nie ma utlenienia bez redukcji

Atomy cząsteczki, jony oddają elektrony (proces dezelektronizacji)

Zn⁰ → Zn²⁺ + 2e^-

Sn²⁺ → Sn⁴⁺ + 2e

Redukcja

Atomy, cząsteczki, jony pobierają elektrony (proces elektronizacji)

Cl₂ + 2e → 2Cl^-

MnO₄^- + 5e + 8H⁺ → Mn²⁺ + 4H₂O

Utleniacz pobiera elektrony od innych atomów jonów, cząsteczek powodując ich utlenienie(a sam się redukuje

Reduktor przekazuje elektrony do innych atomów jonów cząsteczek powodując ich redukcje

(sam się utlenia)

Stopień utlenienia (liczba elektronów jaka przyjmuje lub oddaje atom pierwiastka…..)

Pewne reguły

1. stopień utlenienia atomów w stanie wolnym jest równy 0. Cl, Cl₂, Zn, Cu Br₂

2. Suma stopni utlenienia wszystkich atomów w cząsteczce jest równa 0.

3. Fluor (najbardziej elektroujemny) ma stopień utlenienia równy -1.

4. Metale zawsze na dodatnich stopniach utlenienia zwłaszcza litowce +1, berylowe +2

5. Wodór za wyjątkiem wodorków) zawsze +1.

6. Tlen w większości -2 (są wyjatki -1 H₂O₂, -1/2 KO₂ +2 OF₂)

Policzmy

HNO₃, H₂CO(aldehyd mrówkowy), Cr₂O₇ ^2-, MnO₄^-, ClO₄^-

Typowe utleniacze

Fluorowce F₂ Cl₂ I₂

Chlorany (VII) KClO₄, chlorany (V) KClO₃ chlorany (III) KClO₂

chlorany (I) Nacjo

O₂, O₃, H2O2

Związki manganu na +6, +7 stopniu utlenienia KMnO₄, Mn₂O₃, K₂MnO₄

Związki chromu na +6 stopniu utlenienia K₂CrO₄, CrO₃, K₂Cr₂O₇

Kwas azotowy (V) HNO₃ i sole

Typowe reduktory

Węgiel C i tlenek węgla(II) CO

Wodór H₂

Metale w szeregu napięciowych przed wodorem Zn, Mg, Fe, Na…

Związki chemiczne zawierające atomy na możliwie najniższym stopniu utlenienia Sn²⁺, Fe²⁺, H₂S, SO₂

Niektóre zw. organiczne np. aldehydy, kwas szczawiowy

Dobieranie współczynników stechiometrycznych w reakcjach redox

Uwzględniamy atomowe zmian stopnia utlenienia

HNO₂ + KMnO₄ + H₂SO₄ → HNO₃ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

HN⁺³O₂ + KMnO⁺⁷₄ + H₂SO₄ → HN⁺⁵O₃ + Mn⁺²SO4 + K2SO4 + H2O

N⁺³ - 2e → N⁺⁵ (reakcja połówkowa utlenienia)

Mn⁺⁷ + 5e → Mn⁺² (reakcja redukcji)

N⁺³ - 2e → N⁺⁵ X 5

Mn⁺⁷ + 5e → Mn⁺² X 2

5N⁺³ - 10e →5 N⁺⁵

2Mn⁺⁷ + 10e → 2Mn⁺²

5N⁺³ + 2 Mn⁺⁷ → 5 N⁺⁵ + 2 Mn⁺²

5HNO₂ + 2KMnO₄ + H₂SO₄ → 5HNO₃ +2 MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

sprawdzamy ilość atomów siarki tlenu potasu po obu stronach równania OK.

można też w formie jonowej (usunąć jony występujące po obu stronach równania)

NO₂^- + MnO₄^- + H⁺ → NO₃^- + Mn²⁺ + H₂O (podobne postępowanie jak wyżej)

5 NO₂^- + 2 MnO₄^- + 6H⁺ →5 NO₃^- + 2 Mn²⁺ + 3 H₂O

Metoda bilansu materiałowo-ładunkowego

AsO₂^- + Sn²⁺ + H⁺ → As + Sn⁴⁺ + H₂O

Sn²⁺ -2e → Sn⁴⁺ X 3

AsO₂^- + 4H⁺ + 3e → As + 2H₂O X 2

dodajemy stronami po wymnożeniu

2AsO₂^- + 3 Sn²⁺ + 8H⁺ → 2As + 3 Sn⁴⁺ + 4 H₂O

Sprawdzamy równanie poprzez zbilansowanie atomów pierwiastków i ładunku jonów

Kilka równań redoks być może przydatnych na pracowni

Dobierzmy współczynniki

KMnO₄ + H₂C₂O₄ + H₂SO₄ → MnSO₄ + CO₂ + K₂SO₄ + H₂O

MnO₄^- + C₂O₄ ^2- + H⁺ → Mn²⁺ + CO₂ + H₂O

KMnO₄ + FeSO₄ + H₂SO₄ → Fe₂(SO4)₃ + Mn₂SO₄ + K₂SO₄ + H₂O

MnO₄^- + Fe²⁺ + H⁺ → Fe³⁺ + Mn²⁺ + H₂O

CrO₄^2- + SO₃^2- + H⁺ → Cr³⁺ + SO₄^2- + H₂O

MnO₄^- + Mn²⁺ + H₂O → MnO₂ + H⁺

MnO₄^- + Cl^- + H+ → Mn²⁺ + Cl₂ + H₂O

Cu + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O

NO₃^- + Fe²⁺ + H⁺ → NO + Fe³⁺ + H₂O Fe(NO)X (obrączka)

---