Opracowania.pl PLUS:
Zaloguj się żeby dostać więcej

Reakcje utleniania i redukcji

REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI (REAKCJE REDOKS) - reakcje, w czasie których następuje zmiana stopnia utlenienia reagujących atomów lub jonów.

Stopień utlenienia pierwiastka w związku chemicznym - liczba przyjętych lub oddanych przez jego atom elektronów przy założeniu, że w cząsteczce występują wyłącznie wiązania jonowe.

Stopnie utlenienia pierwiastków wyznacza się na podstawie następujących reguł:

Stopień utlenienia pierwiastków w stanie wolnym wynosi zero. Stopień utlenienia wodoru w związkach na ogół wynosi I, z wyjątkiem wodorków metali z grupy 1 i 2, w których jest równy - I. Tlen w większości związków występuje na - II stopniu utlenienia z wyjątkiem fluorku tlenu (OF2) oraz nadtlenków (H2O2) i ponadtlenków (KO2). W związkach chemicznych litowce mają zawsze stopień utlenienia I, a berylowce II. Suma stopni utlenienia wszystkich atomów w obojętnej cząsteczce jest równa zero. Litowce to nazwa pierwiastków z 1 grupy Układu Okresowego, a berylowce to pierwiastki z 2 grupy. Sód i potas leżą w grupie 1 (litowce), stąd ich stopień utlenienia w związkach wynosi I. Wapń i magnez to przedstawiciele berylowców (grupa 2), a więc stopień utlenienia równy II. Najpierw piszemy ten stopień utlenienia, który znamy z podanych powyżej reguł (-II dla tlenu). Aby zatem suma wyniosła zero, do -II musimy dodać II (tak więc obliczyliśmy stopień utlenienia miedzi w tym związku). Znamy stopień utlenienia sodu (I), dotyczy on każdego z dwóch atomów sodu w cząsteczce, a zatem stopień utlenienia siarki obliczamy następująco: 2 · I + x = 0 ⇒ x = -II, gdzie x - nieznany stopień utlenienia. Stopień utlenienia można obliczyć szybko w pamięci (nie tylko za pomocą równania): 2 atomy sodu, każdy na I stopniu utlenienia = II, a zatem aby suma była równa 0, musimy dodać -II (otrzymujemy stopień utlenienia siarki). Pierwiastek w stanie wolnym zawiera atomy tego samego rodzaju, nie związane ze sobą lub tworzące cząsteczkę pierwiastka (Br2).Stopień utlenienia pierwiastka w jonie prostym jest równy ładunkowi tego jonu, np... Suma stopni utlenienia wszystkich atomów wchodzących w skład jonu złożonego jest równa ładunkowi tego jonu, np... Stopień utlenienia niemetalu w reszcie kwasowej jest taki sam jak stopień utlenienia tego niemetalu w odpowiednim kwasie, np... Gdy patrzymy na wzór związku może wydawać się nam, że nie znamy żadnego ze stopni utlenienia. To jednak mylne wrażenie, ponieważ reszta kwasowa tej soli pochodzi z kwasu HCl, w którym chlor jest na -I stopniu utlenienia (wodór ma stopień utlenienia równy I, a zatem aby suma wyniosła 0, chlor musi być na -I), więc jego stopień utlenienia w soli jest taki sam czyli -I. Teraz biorąc pod uwagę 3 atomy chloru (-I · 3 = -III), do -III musimy dodać liczbę przeciwną, tj. III (stopień utlenienia żelaza), aby suma była równa zero. Jako x oznaczamy nieznany nam stopień utlenienia węgla i układamy proste równanie z jedną niewiadomą.

Zadanie 1

Oblicz stopnie utlenienia pierwiastków:

a) CO2, KOH, Cu2S, H2SO3, Zn

b) Cl2O7, Al(OH)3, Mg3(PO4)2, HF

c) (ClO4)-, S2-, (SO4)2-, Fe2+

Rozwiązanie:

Stopień utlenienia tlenu (-II) mnożymy przez dwa (2 atomy tlenu) i otrzymujemy -IV. Zatem aby suma stopni utlenienia była równa zero, stopień utlenienia węgla musi wynosić IV (-IV + IV = 0). Znamy stopnie utlenienia wszystkich pierwiastków w cząsteczce: tlen (-II), wodór (I) i leżący w 1 grupie potas (I).Zaczynamy od obliczenia stopnia utlenienia siarki w kwasie H2S, od którego pochodzi Cu2S (ta sama reszta kwasowa, a więc ten sam stopień utlenienia siarki). Oznaczając przez x nieznany nam stopień utlenienia miedzi, układamy równanie z jedną niewiadomą. Można obliczenia wykonać w pamięci; skoro siarka jest na -II stopniu utlenienia, to dwa atomy miedzi są na II stopniu (-II + II = 0), a więc każdy z nich ma stopień utlenienia równy I. Układamy równanie z jedną niewiadomą (x - stopień utlenienia siarki) pamiętając, że suma stopni utlenienia równa się zero. Rozwiązujemy równanie... a więc stopień utlenienia siarki w tym kwasie wynosi IV, stąd nazwa kwas siarkowy (IV). Stopień utlenienia pierwiastków w stanie wolnym wynosi zero (mamy tu jeden atom cynku, nie związany z żadnym innym atomem). Obliczamy stopień utlenienia chloru (x) rozwiązując równanie z jedną niewiadomą... a zatem stopień utlenienia chloru wynosi VII. Obliczając w pamięci - mamy 7 atomów tlenu, każdy na -II stopniu utlenienia, co daje -14. Stopień utlenienia dwóch atomów chloru wynosi zatem 14 (-14 + 14 = 0), a więc każdy z nich jest na VII stopniu utlenienia. Znamy stopnie utlenienia tlenu (-II) i wodoru (I), musimy obliczyć stopień utlenienia glinu (x)... a zatem stopień utlenienia glinu wynosi III.Znamy stopień utlenienia magnezu II (pierwiastek z grupy 2) oraz tlenu -II. Stopień utlenienia fosforu w reszcie kwasowej jest taki sam jak w kwasie H3PO4, a więc układamy równanie z jedną niewiadomą (x - stopień utlenienia fosforu w kwasie)... a więc stopień utlenienia fosforu w kwasie H3PO4 wynosi V i jest taki sam w reszcie kwasowej Mg3(PO4)2. Wiemy, że suma stopni utlenienia w cząsteczce wynosi zero, a stopień utlenienia wodoru jest równy I. Zatem stopień utlenienia fluoru musi być liczbą przeciwną, czyli -I. W tym przykładzie mamy obliczyć stopnie utlenienia pierwiastków w jonie, a więc ich suma jest równa ładunkowi jonu. Układamy równanie z jedną niewiadomą, którą jest stopień utlenienia chloru... a więc stopień utlenienia chloru w tym jonie wynosi VII. Stopień utlenienia siarki jest równy ładunkowi jonu, a zatem wynosi -II. Układamy równanie z niewiadomą, którą jest stopień utlenienia siarki (x). Należy tylko pamiętać, że suma stopni utlenienia wszystkich atomów wchodzących w skład jonu złożonego jest równa ładunkowi tego jonu, a zatem... a więc stopień utlenienia siarki w tym jonie wynosi VI. Stopień utlenienia żelaza jest równy ładunkowi jonu, a zatem wynosi II.

Wybierz szkołę

Szkoła

Ostatnio oglądane

Ostatnio oglądane
Na swoich stronach GRUPA INTERIA.PL Sp. z o.o. Sp.k. wykorzystuje wraz z innymi podmiotami pliki cookies (tzw. ciasteczka) i inne technologie m.in. w celach statystycznych i reklamowych. Korzystając z naszych stron bez zmiany ustawień przeglądarki będą one zapisane w pamięci urządzenia. Kliknij, aby dowiedzieć się więcej, w tym jak zarządzać plikami cookies. Zamknij