Dysproporcjonacja i synproporcjonacja czyli dziwne reakcje redoks

Zakładam, że poznałeś już uniwersalną metodę bilansowania reakcji redoks i cieszysz się, kiedy na sprawdzianie czy na arkuszach z poprzednich matur widzisz takie zadanie. Warto jeszcze poznać dwa specyficzne rodzaje reakcji redoks, które nazywają się dysproporcjonacja i synproporcjonacja.

1. Dysproporcjonacja, czyli z jednego powstają dwa.

Spójrzmy na niewinnie wyglądającą reakcję wodorku wapnia z wodą :

CaO  +  2H2   ⟶   CaH2  +  H2O

Jest to reakcja redoks, ale co ciekawe (dziwne?) wodór ze stopnia utlenienia równego 0 utlenia się do stopnia +I w wodzie oraz redukuje do stopnia −I w wodorku wapnia. I właśnie takie reakcje, w których jeden związek (jon/pierwiastek) ulega zarówno utlenieniu jak i redukcji to przykład reakcji dysproporcjonacji (dysproporcjonacja).

Jako, że treningu reakcji redoks nigdy za mało, to użyjemy uniwersalnej metody bilansowania reakcji, aby uzgodnić współczynniki stechiometryczne :

Krok 1 – Rozdziel reakcję redoks na dwie reakcje połówkowe : utlenienia oraz redukcji.

H2   ⟶   H 

H2   ⟶    H+

Krok 2 – Zbilansuj atomy, które ulegają utlenieniu/redukcji.

H2   + 2e ⟶   2H 

H2   ⟶    2H+ + 2e

Jak widzimy, elektrony są już uzgodnione, a zatem zbilansowanie akurat tej reakcji jest proste[1].

Inne przykłady reakcji, które można zakwalifikować jako dysproporcjonacja :

  1. KMnO4   ⟶ K2MnO4  +  MnO2  +  O2 (mangan się utlenia oraz redukuje)
  2. Cl2 +  H2O   ⟶   HCl  +  HClO (chlor się utlenia oraz redukuje)

2. Reakcja synproporcjonacji, czyli z dwóch powstaje jeden.

Jeśli znamy już definicję reakcje dysproporcjonacji, to automatycznie znamy drugie pojęcie, czyli reakcje synproporcjonacji, bo to po prostu reakcja przeciwna (w drugą stronę).

SO2  +  2H2S   ⟶   3S  +  2H2O

 Siarka z (+IV) z tlenku siarki się redukuje, natomiast siarka z siarkowodoru (−II) się utlenia.

Krok 1 – Rozdziel reakcję redoks na dwie reakcje połówkowe : utlenienia oraz redukcji.

SO2    ⟶   S 

H2S   ⟶   S 

Krok 2 – Zbilansuj atomy, które ulegają utlenieniu/redukcji.

SO2    ⟶   S 

H2S   ⟶   S 

Krok 3 – Zbilansuj atomy tlenu, dodając po lewej lub prawej stronie H2O

SO2    ⟶   S  + 2H2O

H2S   ⟶   S 

Krok 4 – Zbilansuj atomy wodoru, dodając po lewej lub prawej stronie H+

SO2  + 4H+ ⟶   S  + 2H2O

H2S   ⟶   S  + 2H+

Krok 5 – Zbilansuj ładunek reakcji dodając po lewej lub prawej stronie elektrony e

SO2  + 4H+ + 4e ⟶   S  + 2H2O

H2S   ⟶   S  + 2H+ + 2e

Krok 6 – Pomnóż obie reakcje połówkowe przez takie liczby, żeby ilość elektronów w obu reakcjach połówkowych była taka sama.

SO2  + 4H+ + 4e ⟶   S  + 2H2O / • 1

H2S   ⟶   S  + 2H+ + 2e / • 2

Krok 7 – Dodaj do siebie obie reakcje połówkowe : substraty do substratów, produkty do produktów.

Krok 8 oraz 9 – pomijamy, ponieważ reakcja nie jest prowadzona w środowisku zasadowym.

Krok 10 – Sprawdź wszystko!

Jest to krok, na który z pewnością warto poświęcić parę sekund na maturze. W końcu bilansowanie reakcji redoks to jedna z nielicznych sytuacji, gdzie sami możemy sobie sprawdzić, czy mamy dobrze! Jeśli wszystko się zgadza (atomy i ładunki) to musi być ok!

Lewa stronaPrawa strona
Siarka (S)33
Tlen (O)22
Wodór (H)44
Ładunek00
Tabela – sprawdzamy, czy wszystko się zgadza

Inne przykłady reakcji synproporcjonacji :

  1. Pb PbO2 +  2H2SO4   ⟶   2PbSO4  +  2H2O (ołów się zarówno utlenia jak i redukuje)
  2. 2NaCl  +  NaClO3 ⟶  3NaClO  (chlor się utlenia oraz redukuje)

[1] To akurat nie jest taki łatwy przykład. Reakcje te mogłyby jeszcze zostać zbilansowane następująco :

Ca2+ + H2   + 2e ⟶   CaH2 

H2   + O2ー⟶   H2O + 2e

Leave a Reply

%d bloggers like this: