Bilans reakcji redoks − metoda uniwersalna

1. Bilans reakcji redoks − metoda uniwersalna

Redoksów nienawidzimy, redoksy są trudne, a te reakcje połówkowe to już w ogóle są najgorsze. Nie jesteś osamotniony w tych myślach i bardzo dużej liczbie osób (też studentom!) redoksy sprawiają problem.

Typowe redoksowe przemyślenia.

Psst! A co gdybym Ci powiedział, że jest jedna uniwersalna metoda, dzięki której możesz robić te reakcje za każdym razem w taki sam sposób? Oto przed Tobą dekalog reakcji redoks :

Na razie sama lista, krok po kroku, co należy zrobić, a za chwilę będziemy działać na przykładach.

Bilans reakcji redoks − metoda uniwersalna

Jak widzisz jest kolejna dobra wiadomość − krok 8) oraz 9) wykonujemy tylko, jeżeli reakcja przebiega w środowisku zasadowym.

Przy okazji : ciekawe rzeczy znajdziesz też na instagramie! 🙂

Wbijaj!

2. Reakcje w środowisku kwaśnym

Załóżmy, że mamy do zbilansowania taką reakcję :

Cr2O72ー +  Fe2+  +  H+ ⟶ Cr3+ +  Fe3+  +  H2O

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

Widzimy, że żelazo się utlenia, a chrom się redukuje, zatem piszemy :

Cr2O72ー ⟶ Cr3+

Fe2+  ⟶ Fe3+

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

Cr2O72ー2Cr3+

Fe2+  ⟶ Fe3+

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

Cr2O72ー ⟶ 2Cr3+ + 7H2O

Fe2+  ⟶ Fe3+

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

Cr2O72ー + 14H+ ⟶ 2Cr3+ + 7H2O

Fe2+  ⟶ Fe3+

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

Cr2O72ー + 14H+ + 6e ⟶ 2Cr3+ + 7H2O

Fe2+  ⟶ Fe3+ + 1e

Komentarz : W pierwszej reakcji łączny ładunek po lewej stronie wynosi teraz : −2 + 14 • 1 + 6 • (-1) = 6 , a po prawej również wynosi on 6 = 2 • 3

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

Cr2O72ー + 14H+ + 6e ⟶ 2Cr3+ + 7H2O / • 1

Fe2+  ⟶ Fe3+ + 1e / • 6

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
Chrom (Cr)22
Tlen (O)77
Wodór (H)1414
Żelazo (Fe)66
Ładunek+24+24
Tabela − sprawdzamy, czy wszystko się zgadza

Ćwiczymy następną reakcję w środowisku kwaśnym :

  MnO4  +  H2S  +  H+   ⟶   S  +  Mn2+  +  8H2O

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

Widzimy, że siarka się utlenia, a mangan się redukuje, zatem piszemy :

 MnO4 ⟶ Mn2+ 

H2S  ⟶ S

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

 MnO4 ⟶ Mn2+ 

H2S  ⟶ S

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

 MnO4 ⟶ Mn2+  + 4H2O

H2S  ⟶ S

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

 MnO4 + 8H+ ⟶ Mn2+  + 4H2O

H2S  ⟶ S + 2H+

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

 MnO4 + 8H+ + 5e⟶ Mn2+  + 4H2O

H2S  ⟶ S + 2H+ + 2e

Komentarz : W pierwszej reakcji łączny ładunek po lewej stronie wynosi teraz : −1 + 8 • 1 + 5 • (−1) = 2 , a po prawej również wynosi on 2.

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

 MnO4 + 8H+ + 5e⟶ Mn2+  + 4H2O / • 2

H2S  ⟶ S + 2H+ + 2e / • 5

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

Komentarz : Zauważ, że część jonów H+ się skraca. Traktuj równanie chemiczne tak samo jak równanie matematyczne. Jeśli mielibyśmy równanie x + 16 = y + 10 , to skrócilibyśmy je do postaci x + 6 = y i dokładnie coś takiego tutaj zrobiliśmy.

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
Mangan (Mn)22
Tlen (O)88
Wodór (H)1616
Siarka (S)55
Ładunek+4+4
Tabela − sprawdzamy, czy wszystko się zgadza

3. Reakcje w środowisku zasadowym

Przeanalizujemy następującą reakcję :

MnO4  +  NO2  +  OH  ⟶   MnO42ー  +  NO3  +  H2O

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

Widzimy, że azot się utlenia, a mangan się redukuje, zatem piszemy :

MnO4  ⟶ MnO42ー

NO2  ⟶ NO3

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

MnO4  ⟶ MnO42ー

NO2  ⟶ NO3

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

MnO4  ⟶ MnO42ー

NO2  + H2O ⟶ NO3

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

MnO4  ⟶ MnO42ー

NO2  + H2O ⟶ NO3 + 2H+

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

MnO4  + e ⟶ MnO42ー

NO2  + H2O ⟶ NO3 + 2H+ + 2e

Komentarz : W pierwszej reakcji łączny ładunek po lewej stronie wynosi teraz : −1 + 1• (−1) = −2 , a po prawej również wynosi on −2. W drugiej reakcji wynosi on −1 po lewej oraz (−1) + 2•1 + 2•(−1) = −1 po prawej.

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

MnO4  + e ⟶ MnO42ー / • 2

NO2  + H2O ⟶ NO3 + 2H+ + 2e / • 1

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

Krok 8 − Do każdego jonu H+ , który pojawia się w równaniu reakcji dopisz tyle samo jonów OH po obu stronach reakcji.

Krok 9 − Poskracaj cząsteczki wody − to już koniec!

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
Mangan (Mn)22
Tlen (O)1212
Wodór (H)22
Azot (N)11
Ładunek−4−4
Tabela − sprawdzamy, czy wszystko się zgadza

Czas na drugą reakcję redoks zachodzącą w środowisku zasadowym :

Cl2  +  KOH   ⟶   KCl  +  KClO3  +  H2O

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

To ciekawy przykład reakcji, w której chlor zarówno się redukuje oraz utlenia, zatem piszemy :

Cl2  ⟶ Cl

Cl2 ⟶ ClO3

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

Cl2  ⟶ 2Cl

Cl22ClO3

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

Cl2  ⟶ 2Cl

Cl2 + 6H2O ⟶ 2ClO3

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

Cl2  ⟶ 2Cl

Cl2 + 6H2O ⟶ 2ClO3 + 12H+

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

Cl2  + 2e ⟶ 2Cl

Cl2 + 6H2O ⟶ 2ClO3 + 12H+ + 10e

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

Cl2  + 2e ⟶ 2Cl / • 5

Cl2 + 6H2O ⟶ 2ClO3 + 12H+ + 10e / • 1

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

Krok 8 − Do każdego jonu H+ , który pojawia się w równaniu reakcji dopisz tyle samo jonów OH po obu stronach reakcji.

Krok 9 Poskracaj cząsteczki wody− to już koniec!

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
Chlor (Cl)66
Tlen (O)66
Wodór (H)66
Ładunek−6−6
Tabela − sprawdzamy, czy wszystko się zgadza

2 thoughts on “Bilans reakcji redoks − metoda uniwersalna

  1. Witam, w pierwszej reakcji przebiegającej w środowisku zasadowym wkradł się mały błąd w kroku 7 – pojawił się współczynnik stechiometryczny 2 przed jonem NO2-.Pozdrawiam 🙂

Leave a Reply

%d bloggers like this: