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^ー 

H₂   ⟶    H⁺

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

H₂   + 2e^ー ⟶   2H^ー 

H₂   ⟶    2H⁺ + 2e^ー

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

Inne przykłady reakcji, które można zakwalifikować jako dysproporcjonacja :

1. 2NO₂ + H₂O   ⟶ HNO₃  +  HNO₂ (azot 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^ー

SO₂  + 4H⁺ + 4e^ー ⟶   S  + 2H₂O

H₂S   ⟶   S  + 2H⁺ + 2e^ー

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

SO₂  + 4H⁺ + 4e^ー ⟶   S  + 2H₂O / • 1

H₂S   ⟶   S  + 2H⁺ + 2e^ー / • 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!

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^ー ⟶   CaH₂ 

H₂   + O^2ー⟶   H₂O + 2e^ー