Przypisywanie stopni utlenienia (ćwiczenia)

Nauczyliśmy się już przypisywać stopnie utlenienia, zatem czas tą wiedzę wykorzystać w praktyce. Układ okresowy znajdziesz tutaj.

Zadanie 1 : Przypisz stopnie utlenienia dla pierwiastków w następujących związkach lub jonach :

Ca3P2KMnO4Na2Cr2O7H5IO6NH4+CO32ー
Ćwiczenie z przypisywaniem stopni utlenienia w związkach chemicznych.

Rozwiązanie :

• Ca3P2 : Wapń (+II) oraz fosfor (−III)

Fosforek wapnia Ca3P2 to związek, który z pewnością ,,wydaje się dziwny” , a to zawsze powoduje, że zadanie sprawia wrażenie (oczywiście fałszywe) trudniejszego. Porównujemy elektroujemność i widzimy, że fosfor będzie ,,na minusie”, a wapń na plusie. Korzystając z reguły krzyżowej otrzymujemy +II dla wapnia oraz −III dla fosforu. Można by także zapisać :

Ca3P2 ⟶ 3Ca2+ + 2P3ー

Reguła krzyżowa

Decyzja o tym, czy nasza dwójka (II) nad wapniem oraz trójka (III) nad fosforem ma być z plusem czy minusem należy do elektroujemności. Fosfor ma większą elektroujemność, więc to jego stopień utlenienia wynosi −III, a wapnia wynosi +II.

• KMnO4 : Potas (+I) , mangan (+VII) oraz tlen (−II)

Nadmanganian potasu (lub : manganian (VII) potasu) KMnO4 to związek, który będziemy oglądać w redoksach bardzo często. Gra on tutaj pierwsze skrzypce! Jeśli chodzi o potas i tlen to sprawa jest jasna − potas ma stopień utlenienia +I, natomiast tlen ma minus dwa (−II). Pozostaje rozpisać cząsteczkę na jony i obliczyć brakujący ładunek dla manganu. Osiem minusów od tlenów oraz jeden plus od potasu wymaga w takim razie siedmiu plusów od manganu.

KMnO4 ⟶ K+ + Mn7+ + 4O2ー

• Na2Cr2O7 : Sód (+I) , chrom (+VI) oraz tlen (−II)

Dichromian sodu Na2Cr2O7 , to obok powyższego nadmanganianu potasu najczęściej pojawiający się reagent w reakcjach redoks, zatem tak samo często będziemy się z nim bawić. Jedyne czym się różni od wcześniejszego przykładu to tym, że mamy tutaj dwa atomy chromu, zatem trzeba to uwzględnić w obliczeniach, spójrzmy :

Na2Cr2O7 ⟶ 2Na+ + 2Cr6+ + 7O2ー

Faktycznie dwa plusy od sodu oraz 12 plusów od chromu to tyle samo co 14 minusów od tlenu.

• H5IO6 : Wodór (+I) , jod (+VII) oraz tlen (−II)

Kwas jodowy (VII) , czyli H5IO6 również zabiera nas poza strefę komfortu, ponieważ nie jest to ,,typowy kwas”. Obliczenia są jednak bardzo proste :

H5IO6 ⟶ 5H+ + I7+ + 6O2ー

• NH4+ : Wodór (+I) , azot (−III)

Zacznijmy od tego, aby przypomnieć, że amoniak jest tym ,,wrednym wyjątkiem”, ponieważ jego zapis jest nielogiczny. Aby się nie pomylić, spójrz na elektroujemność i zobaczysz, że to azot będzie miał ładunek ujemny. Ponownie, najwygodniej rozpisać całość i obliczyć w ten sposób stopień utlenienia azotu (wiadomo, że wodór ma stopień utlenienia +I). Tutaj mamy konkretnie jon amonowy NH4+ :

NH4+ ⟶ N3ー + 4H+

Zwróć uwagę na bardzo ważną rzecz! Ładunek po obu stronach musi się zgadzać! Po lewej stronie łączny ładunek wynosi +1 , a więc taki sam musi być po prawej i faktycznie tak jest : +1 = (−3) + 4 . To jest zatem jedyna różnica przy ustalaniu stopni utlenienia w jonach. Zatem jak już wiadomo, to nie są żadne tam wyjątki : po prostu ładunki po obu stronach muszą być zgodne!

• CO32ー : Węgiel (+IV) , tlen (−II)

W przypadku anionu węglanowego CO32ー postępujemy analogicznie jak powyżej, po prostu teraz mamy anion, zamiast kationu.

CO32ー ⟶ C4+ + 3O2ー

Ładunek po lewej stronie wynosi −2, zatem po prawej także musi wynosi minus dwa i faktycznie − 2 = 4 + 3 • (−2)


Zadanie 2 : Reakcje redoks to takie, w których następuje zmiana stopni utlenienia. Wskaż reakcje redoks i zaznacz atomy, których stopień utlenienia uległ zmianie.

a)Cu  +  4HNO3  ⟶   Cu(NO3)2  +  2NO2  +  2H2O
b)Zn  +  2NaOH  +  2H2O   ⟶   Na2Zn(OH)4  +  H2
c)2CrO42ー  + 2H+   ⇄   Cr2O72ー + H2O
d)NaOH  +  HCl   ⟶   NaCl  +  H2
e)BaO  +  H2O   ⟶   Ba(OH)2
f)2Na  +  2H2O   ⟶   2NaOH  +  H2
g)Ca3(PO4)2  +  4H3PO4   ⟶   3Ca(H2PO4)2
h)PbO2  +  4HCl   ⟶   PbCl2  +  Cl2 +  2H2O
Które z wymienionych reakcji należą do reakcji redoks ?

Rozwiązanie :

Reakcjami redoks są a), b) , f) oraz i)

W reakcji a) Cu  +  4HNO3  ⟶   Cu(NO3)2  +  2NO2  +  2H2O zmiana stopnia utlenienia nastąpiła dla miedzi (wzrost ze stopnia utlenienia równego zero do +II) oraz dla azotu (spadek z +V do +IV).

W reakcji b) Zn  +  2NaOH  +  2H2O   ⟶   Na2Zn(OH)4  +  H2 zmiana stopnia utlenienia nastąpiła dla cynku (wzrost ze stopnia utlenienia zero do +II) oraz dla wodoru (spadek z +I do 0).

W reakcji f) 2Na  +  2H2O   ⟶   2NaOH  +  H2 zmiana stopnia utlenienia nastąpiła dla sodu (wzrost ze stopnia utlenienia zero do +I) oraz dla wodoru (spadek z +I do 0).

W reakcji i) PbO2  +  4HCl   ⟶   PbCl2  +  Cl2 +  2H2O zmiana stopnia utlenienia nastąpiła dla chloru (wzrost ze stopnia utlenienia −I do +0) oraz dla ołowiu (spadek z +IV do +II).


Zadanie 3 : Uszereguj podane związki azotu od najniższego do najwyższego stopnia utlenienia azotu.

NO , N2O , N2O5 , N2O3 , NO2

Rozwiązanie :

Poprawna kolejność : N2O < NO < N2O3 < NO2 < N2O5 .

Stopnie utlenienia w tlenkach azotu wynoszą odpowiednio (idąc od lewej strony) (+I), (+II), (+III), (+IV) oraz (+V).


Zadanie 4 : W przypadku tlenków manganu można zaobserwować taką zależność, że wraz ze wzrostem stopnia utlenienia manganu rośnie kwasowy charakter tlenku. Spośród wymienionych tlenków manganu wskaż ten, który będzie najbardziej zasadowy oraz najbardziej kwasowy.

MnO , Mn2O3 , MnO2 , MnO3

Rozwiązanie :

Tlenki manganu zostały już uszeregowane od najniższego do najwyższego stopnia utlenienia. Wynoszą one odpowiednio (+II), (+III), (+IV) oraz (+VI). Zatem tlenek MnO3 będzie miał charakter najbardziej kwasowy, natomiast najbardziej zasadowy będzie miał MnO.

Leave a Reply

%d bloggers like this: