18787 s che 1D

Reakcję tę można przeds&*SĆ w postaci 2 reakcji połówkowych:

2n° = ZrF +2 t reakcja utleniania 2H* + 2 e = Hz* reakcja redukcji

Cynk zwiększa stopię* utlenienia (utlenia się), jest zatem reduktorem, natomiast wodór zmniejsza utopicó utlenieni* (redukuje się), jest więc utleniaczem.

11.1.2. Biiansowano: wukcji vtleniema redukcji

Współczynniki w rówiaaiach reakcji utlenienia-redukcji muszą być tak dobrane, aby była zachowana:

1.    równa Hczha elektronów oddawanych przez atomy reduktora i pobieranych przez atomy utleniacza,

2.    równa liczba stomó* danego pierwiastka po obu stronach równania.

Bilansując reakcje utlenienia i redukcji wygodnie jeat posługiwać się równaniami połówkowymi (utlenienja-reojkcji), na podstawie który ch określamy współczynniki stechio metryczne przy' atomach reduktora i utleniacza. Pozostałe współczynniki stechiometryczne ustala się na podstawie prawa echowania masy.

Przykład 1.

Dobrać współczynniki v równaniu:

FeSO< +HNO* +H2S0₄ = Fe^SO^ + NO 4- H₂0 W reakcji tej żelazo i azot zmieniają stopień utlenienia wg następujących reakcji połówkowych:

Fe²⁴ - Fe* ■»• e    J • 3

N'⁵ + 3 e = bT³    I ' ]

Aby liczba o (Sączonych elektronów była równa liczbie przyłączonych, należy pierwsze równanie pomnożyć przez 3 a drugie przez l, jak to wskazują cyfiry umieszczone z prawej strony za kieską. Oznacza to, że 3 elektrony uwolnione przez 3 jony Fe'² zostają przyjęte przez 1 atom N (z HNO?). Pakt ten wskazuje zarazem najmniejszą liczbę cząsteczek substratów uczestniczących w reakcji. Aby jednak współczynniki stechiometryczne przy produktach wyrażały się liczbami całkowitymi (a nie ułamkami), należy liczby te pomnożyć przez 2. Zatem w reakcji winno brać udział 6 cząsteczek FeS0₄ i 2 cząsteczki 1IN0₃:

6 FeSO* + 2HNOj + HjSO, - SteJSOfr + 2 NO + H₂0 Następnie pjzeprowadza się bilans atomowy, dobierając współczynniki dla H2SO4 i IiaO. W trzech cząsteczkach Fe/SO^ znajduje się 9 gnjp S04^?’, natomiast w sześciu cząsteczkach FeSCh jest ich tylko 6. Wynika stąd, że w reakcji powinny brać udział 3 cząsteczki ŁljSO^ przy czym powstają 4 cząsteczki HjO.

Równanie reakcji przyjmuje ostateczną postać:

6 FeSO, + 2 HNOj + 3H,S0₄ = 3 FerfSOa), + 2 NO + 4 H*0 Dla sprawdzenia prawidłowości tego równania sumuje się liczbę atomów tlenu z obu stron równania:

Lewa strona    Prawa strona

4*6+2-3 + 3 4 *42    9-4 f 2 + 4 * 42

Przykład 2.

Ułożyć równanie reakcji roztwarzania Cu w HNO?

Cu + HNO, *■ Cu(N0₃)j + NO + HjO Cu' - 2 e = Cu"²    I * 3

N*⁵ + 3 c = >f ²    I • 2

żalem:

3 Cu + 2 HNOi - 3 Cu(NOj)₂ + 2 NO + H₂0

Przy bilansie atomowym należ)' uwzględnić, że HNO3 odgrywa tutaj dwojaka rolę. uczestniczy w procesie utlenienia Cu (2 cząsteczki) oraz bierze udział w reakcji otrzymywania soli Cu(NQj)ł bez zmiany stopnia utlenienia (6 cząsteczek). Ostatecznie równanie przyjmuje postać:

3Cu + 8HNQj = 3Cu(N0₃)2 + 2NO t 4H₂0

W roztworach wodnych w reakcjach redoks uczestniczą zazwyczaj jony. a nie cząsteczki. Dlatego bardzo często równanie reakcji zapisuje się w formie jonowej Równanie takie jest prostsze aniżeli w postaci cząsteczkowej; nie zawiera bowiem substancji - obecnych wprawdzie w roztworze, lecz nie biorących udziału w reakcji utlenienia i redukcji.

Przykład 3.

Dobrać współczynniki w podanej reakcji utlenienia i redukcji:

KMnD₄ + H2O2 + HjS0₄ = MnS0₄ + Oj + K₂S0₄ + HaO Równania cząstkowe utlenienia i redukcji są następujące:

Oj"² - 2e = O/¹    I' 5 proces utlenienia

Mn’⁷ + $e = Mn^t2    I • 2 proces redukcji

Cyfry 5 i 2 piszemy przy odpowiednich substratach i produktach, zaś współczynniki dla HjS0₄ i HjO dobieramy tak jak dla reakcji wymiany. Zbilansowane równanie ma zatem postać: 2KMn0₄ + 5H₂0a + 3H₂S0₄ = 2MnS0₄ + bCh + K₂S0₄ + «H₂0

Przykład 4.

Ułożyć równanie reakcji dichronriami(VI) potasu z jodkiem potasu w środowisku kwaśnym. Substraiy i produkty w tej rcakqi są następujące:

KzCrJh + KI + H*SO* - CrĄSOfr + T₂ + K*S0₄ + H₂0

Na podstawie procesu utlenienia i redukcji dokonujemy bilansu elektronowego: l*¹ --16=1°    1*6 proces utlenienia

2Cr* + 6e = 2Cr'³ I * 1 proces redukcji

Cyfry \ i 6 piszemy odpowiednio przy utleniaczu i reduktorze, natomiast pozostałe współczynniki dobieramy tak jak dła reakcji wymiany. Zbilansowane równanie ma postać: KiCrjOj + 6KI + 7H₂S0₄ = CrĄSOfr + 31* + 4K₂S0₄ + THjO

93