Reakcje utleniania i redukcji

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Reakcje utleniania i redukcji"

Filip Wojciechowski
8 lat temu
Przeglądów:

1 Reakcje utleniania i redukcji

2 Reguły ustalania stopni utlenienia 1. Pierwiastki w stanie wolnym (nie związane z atomem (atomami) innego pierwiastka ma stopień utlenienia równy (zero) 0 ; 0 Cu; 0 H 2 ; 0 S 8 ; 0 C Wodór we wszystkich związkach chemicznych (z wyjątkiem wodorków litowców i berylowców, w których ma stopień utlenienia równy I) ma stopień utlenienia równy +I : I H 2 O ; C I H 4 ; NaO I H; I H 2 SO 4 ; K -I H; Ca -I H 2

3 Reguły ustalania stopni utlenienia cd 3. Tlen we wszystkich związkach chemicznych (z wyjątkami: fluorku tlenu, w którym ma stopień utlenienia +II, nadtlenków, w których ma stopień utlenienia I, w podtlenkach, w których ma stopień utlenienia -1/2) ma stopień utlenienia -II: I H 2 -II O; I H 2 S -II O 4 ; Na -II O I H; F 2 II O; Na 2 -I O 2 ; K -1/2 O 2

4 Reguły ustalania stopni utlenienia cd 4. litowce w związkach chemicznych mają stopień utlenienia równy +I, berylowce mają stopień utlenienia równy +II, natomiast glinowce +III: I Li -II O I H; I Na 2 -I O 2 ; I K -1/2 O 2 ; II CaS; II Mg( -II O I H) 2 ; III Al 2 -II O 3

5 Reguły ustalania stopni utlenienia cd 5. Suma stopni utlenienia atomów pierwiastków w cząsteczce związku chemicznego jest zawsze równa zero (0) ; (przykład obliczenia stopnia utlenienia siarki w cząsteczce siarczanu(vi) potasu z wykorzystaniem wcześniej poznanych reguł); I K 2x S -II O 4 2. (I) + 1. x + 4. (-II) = x - 8 = 0 x = 8-2 = 6(IV) siarka jest na +VI stopniu utlenienia

6 Reguły ustalania stopni utlenienia cd 6. Stopień utlenienia jonu prostego jest równy ładunkowi tego jonu: III Fe 3+ ; -II S 2- ; -I Cl - ; I Cu + ; -I H - ; I H + ; 7. Suma stopni utlenienia atomów pierwiastków w jonie złożonym jest równa ładunkowi tego jonu: przykład obliczenia stopnia utlenienia fosforu w anionie x P 2 -II O x + 7. (-II) = - 4 2x - 14 = - 4 2x = 14-4 = 10 x = 5 (V)- fosfor jest na +V stopniu utlenienia.

7 Reguły ustalania stopni utlenienia cd 8. Ustalanie stopnia utlenienia atomów węgla w związkach organicznych formalnie każdą grupę atomów połączonych z rozpatrywanym atomem węgla należy rozpatrywać jako odrębną cząsteczkę, dla której suma stopni utlenienia atomów pierwiastków wynosi zero (0); -III CH 3 - -I CH - 0 CH - -II CH 2 - III COOH I I OH -III CH 3

8 Proces utlenienia i redukcji 1. Umownie przyjmuje się, że wszystkie wiązania w cząsteczkach związków chemicznych mają charakter jonowy, więc w cząsteczkach związków chemicznych występują nie atomy pierwiastków lecz ich jony proste. 2. Stopnie utlenienia atomów pierwiastków zapisuje się nad symbolem pierwiastka cyframi rzymskimi, w przypadku dodatniego stopnia utlenienie nie potrzeby zapisywania znaku + (cyfry arabskie stosuje się przy zapisie stopnia utlenienia 0 i -1/2).

9 1. Proces utlenienia jest zawsze związany z podwyższeniem swojego stopnia utlenienia przez atom. 2. Proces redukcji jest zawsze związany z obniżeniem swojego stopnia utlenienia przez atom. 3. Procesy utlenienia i redukcji są ze sobą sprzężone, co oznacza, że jeżeli w określonej reakcji atom(y) któregoś pierwiastka ulega (ją) utlenieniu, to inny atom(y) innego pierwiastka ulega (ją) redukcji, czyli procesy utlenienia i redukcji przebiegają jednocześnie.

10 Proces utlenienia i redukcji - cd 1. Utleniacz atom pierwiastka (lub atom w określonym związku chemicznym lub jonie), który nie osiągnął swojego najniższego stopnia utlenienia, pobierając elektrony obniża swój stopień utlenienia jednocześnie podwyższając stopień utlenienia reduktora 0 S + 2e - -II S 2-2. Reduktor atom pierwiastka ( lub atom w określonym związku chemicznym lub jonie), który nie osiągnął swojego najwyższego stopnia utlenienia, oddając elektrony podwyższa swój stopień utlenienia jednocześnie obniżając stopień utlenienia reduktora. 0 Zn II Zn e -

11 Proces utlenienia i redukcji - cd utleniacz redukcja 0 Mg + 0 Cl 2 II Mg -I Cl 2 utlenienie reduktor Magnez oddając dwa elektrony podwyższył swój stopień utlenienia z 0 do +II uległ utlenieniu, jednocześnie zredukował chlor, który pobierając jeden elektron obniżył swój stopień utlenienia z 0 do I uległ redukcji jednocześnie powodując utlenienie magnezu.

12 Proces utlenienia i redukcji - cd Dobieranie współczynników stechiometrycznych metodą bilansu elektronowego równania połówkowe (bilans elektronowy) 2K VII MnO 4 + 5Na 2 IV SO 3 + 3H 2 SO 4 K 2 SO II MnSO 4 + 5Na 2 VI SO 4 + 3H 2 O VII Mn + 5e - II Mn IV S VI S + 2e - 2 5

13 Proces utlenienia i redukcji - cd Bilans elektronowy dobieranie współczynników stechiometrycznych 2K VII MnO 4 + Na 2 IV SO 3 + 2KOH 2K 2 VI MnO 4 + Na 2 VI SO 4 + H 2 O VII Mn + 1e - VI Mn IV S VI S + 2e - 2 1

14 Proces utlenienia i redukcji - cd Bilans elektronowy dobieranie współczynników stechiometrycznych 2K VII MnO 4 + 3Na 2 IV SO 3 + H 2 O 2 IV MnO 2 + 3Na 2 VI SO 4 + 2KOH VII Mn + 3e - IV Mn IV S VI S + 2e - 2 3

15 Proces utlenienia i redukcji - cd Dobieranie współczynników stechiometrycznych w reakcji zapisanej w formie jonowej VII MnO II Fe 2+ + x(8)h + II Mn III Fe H 2 O VII Mn + 5e- II Mn II Fe III Fe + 1e Obliczenie liczby kationów H + : suma ładunków na jonach po obu stronach równania musi być taka sama (+2) + x = (+3) x = = 8

16 Proces utlenienia i redukcji - cd Szczególne przypadki reakcji redoks (redox) Reakcje dysproporcjonowania - utleniaczem i reduktorem jest ta sama substancja (atomy tego samego pierwiastka) 3 0 I 2 + (x)6oh - 5 -I I + V IO H 2 O 0 I e - 2 -I I I 2 2 V I + 2 5e x = 5 (-1) + 1 (-1) = - 6

17 Proces utlenienia i redukcji - cd Szczególne przypadki reakcji redoks (redox) Reakcje synproporcjonowania - produktem reakcji jest tama sama substancja (atomy tego samego pierwiastka) 2 -II S 2- + IV SO (x)H S + 3H 2 O -II S 0 S + 2e IV S + 4e - 0 S (-2) + 1 (-2) + x = 0 x = 6

18 Proces utlenienia i redukcji - cd Reduktor dobrym reduktorem może być pierwiastek, który w stanie wolnym lub w danym związku chemicznym nie występuje na swoim najwyższym stopniu utlenienia, czyli może podwyższyć swój stopień utlenienia (przykłady: wodór, metale o niskiej elektroujemności - elektrododatnie, węgiel, tlenek węgla(ii), aniony chlorkowe, bromkowe, jodkowe Utleniacz dobrym utleniaczem może być pierwiastek, który w stanie wolnym lub danym związku chemicznym nie występuje na swoim najniższym stopniu utlenienia, czyli może swój stopień utlenienia obniżyć (przykłady: O 2, O 3, PbO 2, HNO 3, H 2 SO 4 (stężony), HClO 3, HClO 4, H 2 O 2, KMnO 4, H 2 Cr 2 O 7 )

Podobne dokumenty

Ważne pojęcia. Stopień utlenienia. Utleniacz. Reduktor. Utlenianie (dezelektronacja)

Ważne pojęcia. Stopień utlenienia. Utleniacz. Reduktor. Utlenianie (dezelektronacja) Ważne pojęcia Stopień utlenienia Utleniacz Reduktor Utlenianie (dezelektronacja) Stopień utlenienia pierwiastka w dowolnym połączeniu chemicznym jest pojęciem umownym i określa ładunek, który istniałby