Redoksy to podobno najgorsze, co matura ma do zaoferowania, a reakcje połówkowe straszą już w ogóle. No dobra, chill: istnieje jedna uniwersalna metoda, która działa za każdym razem tak samo, niezależnie od tego, jak dziwny związek Ci podrzucą. Rozbijasz reakcję na dwie połówki, bilansujesz każdą po kolei i sklejasz. Weźmiemy cztery prawdziwe zadania, każde na filmie. Lecimy.
Zanim wskoczymy w zadania, jeden przepis
Dla środowiska kwasowego schemat jest zawsze ten sam: (1) rozdziel na reakcję utleniania i reakcję redukcji, (2) zbilansuj atomy zmieniające stopień utlenienia, (3) tlen wyrównaj wodą H2O, (4) wodór wyrównaj jonami H+, (5) ładunek wyrównaj elektronami e−, (6) pomnóż połówki tak, by liczba elektronów była równa, (7) dodaj stronami i skróć. Piękne w tym jest to, że nie musisz nawet znać stopnia utlenienia dziwnego atomu, metoda i tak zadziała. To co, sprawdzamy?
Zbilansuj (zapis jonowo-elektronowy, środowisko kwasowe) i podaj równanie sumaryczne:
Rozwiązanie tłumaczę na filmie:
Pokaż rozwiązanie
Tlen w H2O2 utlenia się (−1 → 0), mangan redukuje (+7 → +2).
Utlenianie (×5): H2O2 → O2 + 2H+ + 2e−
Redukcja (×2): MnO4− + 8H+ + 5e− → Mn2+ + 4H2O
Elektronów po 10 z każdej strony, dodajemy i skracamy nadmiar H+ (16 z lewej minus 10 z prawej = 6):
Sprawdzenie: tlen 18 = 18, wodór 16 = 16, ładunek +4 = +4. Gra.
Uzgodnij metodą bilansu jonowo-elektronowego:
Rozwiązanie tłumaczę na filmie:
Pokaż rozwiązanie
Utlenia się siarka (−2 → 0), miedź zostaje na +2. Redukuje się azot (+5 → +2).
Utlenianie (×3): CuS → Cu2+ + S + 2e−
Redukcja (×2): NO3− + 4H+ + 3e− → NO + 2H2O
Po 6 elektronów, dodajemy stronami:
Hydroksyloamina NH2OH może być utleniana przez nadtlenek wodoru do kwasu azotowego(V). Zapisz równanie reakcji i określ, ile moli elektronów oddaje 1 mol hydroksyloaminy.
Rozwiązanie tłumaczę na filmie:
Pokaż rozwiązanie
Kluczowe to stopień utlenienia azotu. W NH2OH: wodór +1, tlen −2, więc N wychodzi na −1. W HNO3 azot ma +5.
Zmiana −1 → +5 to oddanie 6 elektronów na jeden atom azotu.
Nadtlenek wodoru (utleniacz) redukuje się do wody, każda cząsteczka H2O2 przyjmuje 2 elektrony, więc potrzebujemy ich trzech:
Uzgodnij równanie (środowisko kwasowe):
Rozwiązanie tłumaczę na filmie:
Pokaż rozwiązanie
W U3O8 uran ma ułamkowy stopień utlenienia (+16/3), ale to nie problem: metoda połówkowa bilansuje ładunek elektronami, więc dziwne stopnie utlenienia „załatwiają się” same.
Utlenianie (×3): U3O8 + 4H+ → 3UO22+ + 2H2O + 2e−
Redukcja (×2): NO3− + 4H+ + 3e− → NO + 2H2O
Po 6 elektronów, dodajemy stronami i skracamy wodę oraz H+:
To dopiero wycinek
Zbilansowane? W szkole tym straszą, a to zwykły schemat.
Skoro metoda połówkowa działa Ci już na autopilocie, w kursie masz resztę: redoksy w środowisku zasadowym, dysproporcjonowanie, dobór utleniacza i reduktora oraz redoksy w organice. Wszystko po ludzku: teoria po ludzku, filmy i zestaw zadań z pełnymi rozwiązaniami, krok po kroku, aż po maturę.
To wycinek z lekcji o uniwersalnej metodzie bilansowania reakcji redoks. W kursie omawiam też reakcje w środowisku zasadowym, dysproporcjonowanie i synproporcjonację oraz pełen zestaw zadań maturalnych z tego działu.
Rozkładam maturę z chemii na czynniki pierwsze, krok po kroku
Cała teoria i zadania wytłumaczone po ludzku, z filmami do wielu z nich, tak żeby chemia w końcu miała sens. Zobacz kurs maturalny, albo zacznij od darmowego kursu i sprawdź, jak tłumaczę, zanim cokolwiek wydasz.