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.

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

2. Reakcje w środowisku kwaśnym

Załóżmy, że mamy do zbilansowania taką reakcję :

Cr₂O₇^2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 :

Cr₂O₇^2ー ⟶ Cr³⁺

Fe²⁺  ⟶ Fe³⁺

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

Cr₂O₇^2ー ⟶ 2Cr³⁺

Fe²⁺  ⟶ Fe³⁺

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

Cr₂O₇^2ー ⟶ 2Cr³⁺ + 7H₂O

Fe²⁺  ⟶ Fe³⁺

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

Cr₂O₇^2ー + 14H⁺ ⟶ 2Cr³⁺ + 7H₂O

Fe²⁺  ⟶ Fe³⁺

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

Cr₂O₇^2ー + 14H⁺ + 6e^ー ⟶ 2Cr³⁺ + 7H₂O

Fe²⁺  ⟶ Fe³⁺ + 1e^ー

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.

Cr₂O₇^2ー + 14H⁺ + 6e^ー ⟶ 2Cr³⁺ + 7H₂O / • 1

Fe²⁺  ⟶ Fe³⁺ + 1e^ー / • 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 strona	Prawa strona
Chrom (Cr)	2	2
Tlen (O)	7	7
Wodór (H)	14	14
Żelazo (Fe)	6	6
Ładunek	+6	+6

---

Ćwiczymy następną reakcję w środowisku kwaśnym :

  MnO₄^ー  +  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^ー ⟶ Mn²⁺ 

H₂S  ⟶ S

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

 MnO₄^ー ⟶ Mn²⁺ 

H₂S  ⟶ S

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

 MnO₄^ー ⟶ Mn²⁺  + 4H₂O

H₂S  ⟶ S

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

 MnO₄^ー + 8H⁺ ⟶ Mn²⁺  + 4H₂O

H₂S  ⟶ S + 2H⁺

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

 MnO₄^ー + 8H⁺ + 5e^ー⟶ Mn²⁺  + 4H₂O

H₂S  ⟶ S + 2H⁺ + 2e^ー

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^ー + 8H⁺ + 5e^ー⟶ Mn²⁺  + 4H₂O / • 2

H₂S  ⟶ S + 2H⁺ + 2e^ー / • 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 strona	Prawa strona
Mangan (Mn)	2	2
Tlen (O)	8	8
Wodór (H)	16	16
Siarka (S)	5	5
Ładunek	+4	+4

3. Reakcje w środowisku zasadowym

Przeanalizujemy następującą reakcję :

MnO₄^ー  +  NO₂^ー  +  OH^ー  ⟶   MnO₄^2ー  +  NO₃^ー  +  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^ー  ⟶ MnO₄^2ー

NO₂^ー  ⟶ NO₃^ー

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

MnO₄^ー  ⟶ MnO₄^2ー

NO₂^ー  ⟶ NO₃^ー

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

MnO₄^ー  ⟶ MnO₄^2ー

NO₂^ー  + H₂O ⟶ NO₃^ー

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

MnO₄^ー  ⟶ MnO₄^2ー

NO₂^ー  + H₂O ⟶ NO₃^ー + 2H⁺

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

MnO₄^ー  + e^ー ⟶ MnO₄^2ー

NO₂^ー  + H₂O ⟶ NO₃^ー + 2H⁺ + 2e^ー

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^ー  + e^ー ⟶ MnO₄^2ー / • 2

NO₂^ー  + H₂O ⟶ NO₃^ー + 2H⁺ + 2e^ー / • 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^ー 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 strona	Prawa strona
Mangan (Mn)	2	2
Tlen (O)	12	12
Wodór (H)	2	2
Azot (N)	1	1
Ładunek	−4	−4

---

Czas na drugą reakcję redoks zachodzącą w śodowisku 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^ー

Cl₂ ⟶ ClO₃

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

Cl₂  ⟶ 2Cl^ー

Cl₂ ⟶ 2ClO₃^ー

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

Cl₂  ⟶ 2Cl^ー

Cl₂ + 6H₂O ⟶ 2ClO₃^ー

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

Cl₂  ⟶ 2Cl^ー

Cl₂ + 6H₂O ⟶ 2ClO₃^ー + 12H⁺

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

Cl₂  + 2e^ー ⟶ 2Cl^ー

Cl₂ + 6H₂O ⟶ 2ClO₃^ー + 12H⁺ + 10e^ー

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

Cl₂  + 2e^ー ⟶ 2Cl^ー / • 5

Cl₂ + 6H₂O ⟶ 2ClO₃^ー + 12H⁺ + 10e^ー / • 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^ー 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 strona	Prawa strona
Chlor (Cl)	6	6
Tlen (O)	6	6
Wodór (H)	6	6
Ładunek	−6	−6