str010 (4)

16 Ćwiczenie nr 2

Reakcja wodoru z chlorem jest reakcją utlenienia-redukcji, gdyż wodór w tej reakcji jest reduktorem (powiększą swój stopień utlenienia), a chlor jest utleniaczem (zmniejsza stopień utlenienia)

Przykład 9. Znaleźć utleniacz i reduktor w równaniu reakcji: HC1 + NaOH = NaCl + H₂0

Rozwiązanie

Stopnie utlenienia pierwiastków w substratach i produktach są następujące:

+ 1-2+1 +1-1 +1-1 +1-2 NaOH + HC1 = NaCl + H₂0

Ta reakcja nie należy do grupy reakcji utlenienia i redukcji, gdyż żaden z pierwiastków nie zmienia swojego stopnia utlenienia.

Przykład 10. Dobrać współczynniki stechiometryczne w równaniu reakcji, którego schemat jest następujący:

Al + Fe A -> A1₂0₃ + Fe

Rozwiązanie

Ustalamy stopnie utlenienia oraz znajdujemy utleniacz i reduktor.

0    +3 -2    +3 -2    0

Al + Fe₂0₃ -» A1₂0₃ + Fe

W tej reakcji utleniaczem jest Fe³⁺, a reduktorem jest Al⁰.

Bilansujemy liczbę elektronów pobranych przez utleniacz i oddanych przez reduktor:

Al - 3 e = Al³⁺

2 Fe³⁺ + 6 e = 2 Fe⁰ Piszemy równanie i sprawdzamy liczbę atomów z lewej 2 Al + Fe₂0₃ -^> 2 Fe + A1₂0₃

■ 2

• 1

prawej strony równania:

Przykład 11. Dobrać współczynniki stechiometryczne w równaniu reakcji, której schemat ma postać:

MnO„ + C₂0₄²' + H⁺-» Mn¹⁺ + C0₂ + H₂0

Rozwiązanie

Ustalamy stopnie utlenienia oraz znajdujemy utleniacz i reduktor:

+7-2    +3-2    +1    +2    +4-2    +1-2

Mn0₄ + C₂0₄²- + H⁺-* Mn²⁺ + C0₂ + H₂0

utleniacz reduktor

Bilansujemy liczbę elektronów pobranych przez utleniacz i oddanych przez reduktor:

+ 5 e = Mn²⁺

- 2 e = 2 C⁴⁺

• 2 • 5

Mn

2 C³⁺

Dobieramy współczynniki stechiometryczne przy pozostałych reagentach:

2 Mn0₄ + 5 C₂0₄²- + sH’-» 2 Mn²⁺ + 10 C0₂ + y H₂0

Wartości x i y znajdujemy bilansując liczbę atomów tlenu i wodoru:

Bilans tlenu:

8 + 20 = 20 + y y = 8

Bilans wodoru:

x = 2y = 16

Równanie tej reakcji chemicznej ma postać:

2 Mn0₄" + 5 C₂0₄²- + 16 H⁺ = 2 Mn²⁺ + 10 C0₂ + 8 H₂0

Zadania

1.    Znaleźć stopnie utlenienia: a) chloru w kwasie nadchlorowym (HC10₄), b) azotu w hydrazynie (N₂H₄), c) chromu w jonie Cr₂0₇²~.

2.    Dobrać współczynniki stechiometryczne w równaniu reakcji, którego schemat ma postać:

a)    H₂S0₄ + Fe (OH)₃-» Fe₂ (S0₄)₃ + H₂0

b)    H₃P0₄ + Mg (OH)₂-> Mg₃ (P0₄)₂ + H₂0

3.    Dobrać współczynniki stechiometryczne w równaniu reakcji, której schemat ma postać:

a)    Cu + HN0₃-► Cu (N0₃)₂ + H₂0 + NO

b)    K₂Cr₂0₇ + H₂C₂0₄ + H₂S0₄-* K₂S0₄ + Cr₂ (S0₄)₃ + H₂0 + C0₂

c)    KMn0₄ + HCOOH + H₂S0₄-» K₂S0₄ + MnS0₄ + C0₂ + H₂0

d)    MnOź + Cl' + H⁺-> Mn^,+ + H₂0 + Cl₂

5. SPOSOBY WYRAŻANIA STĘŻEŃ ROZTWORÓW

Roztworem nazywamy dwu- lub wieloskładnikowa mieszaninę fizycznie jednorodna. Roztwór składa się z rozpuszczalnika (najczęściej jest to woda) i substancji rozpuszczonej. Stosuje się wiele różnych sposobów wyrażania stężeń, czyli składu chemicznego roztworów.

5.1. STĘŻENIE PROCENTOWE ROZTWORÓW (procent wagowy)

Stężenie procentowe jest równe liczbie gramów danego składnika znajdującego się w 100 g roztworu. Na przykład: 10-procentowy wodny roztwór soli kuchennej jest to roztwór zawierający 10 g soli kuchennej w 100 g roztworu.

Stężenie procentowe (p,) wyraża się wzorem:

m    m

p,=-ć- • 100% = -ć • 100%

m+m_p    m_R

gdzie: m_s - masa substancji rozpuszczonej; m_r - masa rozpuszczalnika; m_R - masa roztworu.

Przykład 12. Obliczyć stężenie procentowe roztworu otrzymanego w wyniku zmieszania 20,0 g cukru i 140,0 g wody.

Rozwiązanie

Masa roztworu jest równa sumie mas rozpuszczalnika (wody) i substancji rozpuszczonej (cukru):

m_R = m_s + m_r = 20 +140 = 160 g Zgodnie ze wzorem określającym C_p mamy:

Pi =— • 100% = — • 100% = 12,5% m_R    160

Odpowiedź: Stężenie procentowe cukru w wodzie wynosi 12,5%.

Przykład 13. Ile gramów siarczanu miedzi (II) znajduje się w 350 gramach 30-proc. roztworu?

Rozwiązanie

Po przekształceniu wzoru na "pj" mamy: