1. Czym jest reakcja redoks?
Z reakcjami redoks z pewnością się już spotkałeś na poziomie szkoły podstawowej/gimnazjum. Są to reakcje, w których następuje przeniesienie ("transfer") elektronów z jednej cząsteczki do drugiej w wyniku czego stopień utlenienia pierwiastków się zmienia. Co to oznacza w praktyce? Spójrzmy na rysunek na dole.
 |
| Reakcje redoks to takie, w którym mamy do czynienia z transferem eletronu |
2. Stopień utlenienia (s. u.)
Z definicji:
"stopień utlenienia to hipotetyczny ładunek elektryczny atomu, przy założeniu, że wiązania są całkowicie jonowe, zapisywany liczbami rzymskimi"
Dla lepszego zrozumienia przedstawię Wam ogólne przykłady.
- dla pierwiastków: s.u. = 0
- dla związków: suma s.u. atomów w cząsteczce = 0
- dla jonów cząsteczkowych: suma s.u. atomów w jonie = ładunek jonu
3. Utlenianie i redukcja, utleniacze i reduktory
- utlenianie powoduje zwiększenie stopnia utlenienia
- redukcja powoduje zmniejszenie stopnia utlenienia
Co warto zaznaczyć utlenianie ≠ utleniacz.
Utleniaczem nazywamy związek, bądź pierwiastek, który ulega redukcji co pozwala na utlenienie drugiego związku.
Czyli:
- utleniacz usuwa elektrony z substancji utlenianej
- utleniacz ulega redukcji
- utleniacz zawiera pierwiastek, którego stopień utlenienia maleje
- reduktor dostarcza elektrony substancji redukowanej
- reduktor ulega utlenieniu
- reduktor zawiera pierwiastek, którego stopień utlenienia rośnie
4. Uzgadnianie reakcji redoks
Dzięki elementom, które do tej pory sobie przypomnieliśmy, możemy w końcu zacząć uzgadniać reakcję redoks. Na początek możemy wziąć prosty przykład:
Przykład.1
W kolejnym kroku musimy pomnożyć reakcje połówkowe w taki sposób aby ilość elektronów była identyczna w reakcji utlenienia jak i redukcji.
I ostatecznie uzyskujemy ostateczne współczynniki stechiometryczne:
Dobra. Teraz przejdźmy do bardziej złożonych przykładów.
Przykład.2
Zauważmy że stopień utlenienia siarki w siarczanie(IV) potasu wzrasta do VI w siarczanie(VI) potasu, natomiast stopień utlenienia manganu maleje z VII na II. Zapiszmy zatem reakcje połówkowe:
Do tej pory działaliśmy metodą bilansu elektronowego. Teraz przejdziemy do czegoś bardziej zaawansowanego.
5. Bilans jonowo elektronowy
W porównaniu z bilansem elektronowym, w tym przypadku będziemy działać na całych jonach, bądź cząsteczkach. Przejdźmy do jakiegoś przykładu:
Przykład.3
Jak widzisz dajemy "całe" jony lub cząsteczki. Kiedy układamy zbilansowane
równanie połówkowe:
- atomy O uzupełniamy dodając H2O
- atomy H uzupełniamy dodając H+
- nadmiar O niwelujemy dodając H+
- nadmiar H niwelujemy dodając OH- (tylko w środowisku zasadowym)
Przykład. 4
Przykład.5
Przykład. 6.
Przykład. 7
Przykład. 8
6. Wyjątki w stopniach utlenienia
Jak mogliście się przyzwyczaić, w chemii jest wiele wyjątków. Tak jest również i tutaj. Występuje kilka związków, które posiadają inne stopnie utlenienia niż mogłoby się Nam zdawać.
Związek ten nazywamy tiosiarczanem sodu. Jeden z jego atomów siarki jest na -II stopniu utlenienia, natomiast drugi jest na VI stopniu utlenienia.
W tym związku natomiast dwie siarki są na V stopniu utlenienia, natomiast reszta jest na 0 stopniu utlenienia.
Tlenek ten nazywamy "tlenek żelaza(II) diżelaza(III)". Jak sama nazwa wskazuje, mamy tu do czynienia z dwoma żelazami na III stopniu utlenienia oraz jednym żelazem na II stopniu utlenienia.
Tlenek nazywamy "tetratlenkiem triołowiu". Związek ten zawiera jeden atom ołowiu na IV stopniu utlenienia oraz dwa na II stopniu utlenienia.
0 comments