Picture7

48

Roztwarzanie wodorotlenku glinu w mocnym kwasie - w wyniku tej reakcji powstaje odpowiednia sól i woda (reakcja zobojętnienia):

Al(OH)₃i + 3 HNOj — AI(N0₃)₃ +3 H,0 azotan (V) glinu

Al(OH)₃i +3 H+ +    — Al³⁺ +    + 3 h₂o

AI(OH)₃l +3H⁺-AI³⁺ + 3H₂0.

5. Reakcja strącania jodku rtęci (I):

Hg₂(N0₃)₂ +2 KI -» Hg₂l₂i + 2KN0₃ Hg|^ł + 2-NOj + 2-K* + 21- - Hg₂l₂i + 2+ć⁺ +

Hgj⁺ + 21' -* Hg₂I₂1.

Roztwarzanie Hg₂I₂ w nadmiarze odczynnika (drugim produktem reakcji jest metaliczna rtęć). Jest to reakcja utleniania i redukcji (zob. pkt 2.7) - przykład reakcji dysproporcjonowania:

Hg₂I₂j + 2I^--» [HgIJ²~+ Hg| anion tetrajodortęcianowy (III).

2.7. Reakcje utleniania i redukcji

W reakcjach utlenienia i redukcji następuje zmiana stopni utlenienia reagentów w wyniku przeniesienia elektronów między atomami. Reakcje utleniania (dezelektronacji) i redukcji (elektronacji) określa się skrócie jako reakcje redoks |4, 5, 12|. Są to reakcje sprzężone, co oznacza, że jednocześnie z procesem utlenienia jednego składnika (atomów danego pierwiastka) zachodzi proces redukcji drugiego składnika:

utl, + red, -» red, + utl₂.

W reakcji redukcji utleniacz (dezelektronator) przyjmuje elektrony, przez co zmniejsza się stopień utlenienia tego pierwiastka. Utleniacz utl, redukuje się do postaci red,:

utl, + ne red,.

W reakcji utlenienia reduktor (elektronator) oddaje elektrony, przez co zwiększa się stopień utlenienia tego pierwiastka. Reduktor red₂ utlenia się do formy utl₂:

red₂-ne -* utl₂.

Utleniaczami są związki zawierające pierwiastki na możliwie najwyższym stopniu utlenienia. Należą do nich atomy (w nawiasie podano stopień utlenienia atomu):

-    metali występujące w związkach jako kationy, np.: Ag⁺ (+1), Cu²⁺ (+11), Hg²⁺ (+11), Fe¹⁺ (+1II), lub jako aniony, np.: MnO' (+VI1), Cr₂0²' (+VI);

-    niemetali występujące w stanie wolnym, np.: 0₂, S, Cl₂,1₂, a także w związkach na dodatnich stopniach utlenienia, np.: azot w NOj (+V), chlor w CIO;, (+VII) oraz na ujemnych stopniach utlenienia, np. tlen w H₂0₂ (-1).

Reduktorami są związki zawierające pierwiastki na możliwie najniższym stopniu utlenienia. Należą do nich atomy (w nawiasie podano stopień utlenienia atomu):

-    metali występujące w stanie wolnym, np.: Na, K, Ca, Al, Sn, Zn, albo jako jony w związkach na niższych stopniach utlenienia, np.: Hg²⁺ (+1), Fe²⁺ (+11), Pb²⁺

(+H);

-    niemetali występujące w stanie wolnym, np.: H₂, C, Cl₂, I₂, Br₂, a także w związkach na niższych stopniach utlenienia, np.: azot w NO' (+111), siarka w SO² (+IV), chlor w CIO' (+1).

Właściwości utleniająco-redukujące atomów danego pierwiastka zależą nie tylko od charakteru danej substancji, lecz także od środowiska reakcji i obecności innych substancji mających właściwości utleniająco-redukujące. Oznacza to, że istnieją pierwiastki na pośrednich stopniach utlenienia, ftóre w obecności silnego reduktora wykazują właściwości utleniające, a w obecności silnego utleniacza wykazują właściwości redukujące.

Przy uzgadnianiu współczynników reakcji utlenienia i redukcji niezbędna jest znajomość stopni utlenienia pierwiastków. Poniżej przedstawiono przykłady reakcji redoks oraz sposób uzgadniania współczynników metodą równań połówkowych. W tej metodzie zapisuje się osobno równania połówkowe utleniania i redukcji, dokonując bilansu jonowo-elektronowego.

Przykłady

Działanie metali na kwasy

Reaktywność metali ocenia się na podstawie szeregu elektrochemicznego, w którym podano wartości potencjałów utleniania i redukcji (w woltach), wyznaczone względem elektrody wodorowej, której potencjał wynosi E_H — 0 V (zob. aneks). Reakcji z kwasami ulegają te metale, których potencjał ma niższą wartość od wodoru. Takie metale są reduktorami dla jonów wodoru w kwasie. Oddają one elektrony, tworząc kationy i wypierają wodór (H⁺) z kwasu, powodując jego redukcję do wodoru w stanie wolnym.