Algoritm för att skriva reaktionsformler för redoxreaktioner

Del 2.
TEMA 5. Algoritm för att skriva redoxreaktioner

När man skriver redoxreaktioner är det viktigt att följa en viss ordning:

1. Hitta oxidatorn och reduktorn bland de ingående ämnena.

För detta måste man först sätta oxidationstal för elementen och jämföra deras oxiderande och reducerande egenskaper.
2. Skriv ned reaktionsprodukterna.

Att korrekt bestämma reaktionsprodukterna hjälper till med kunskap om atomernas struktur, deras egenskaper och egenskaperna hos deras föreningar. Det är viktigt att komma ihåg att vid interatomär och intermolekylär oxidation-reduktion, frigörs fri syre normalt sett inte. Syre frigörs vid reaktioner där peroxider reagerar med starka oxidatorer, samt i vissa reaktioner som involverar ozon och fluor. Till exempel:

2KMnO4 + 5Na2O2 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5O2↑ + 5Na2SO4 + K2SO4 + 8H2O
SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2↑
PbS + 4O3 = PbSO4 + 4O2↑

I andra fall bindas syreatomerna som ingår i oxidatorns (eller reduktorns) molekyler till vattenmolekyler med hjälp av vätejoner H+, till exempel:

HNO2 + HI = NO + I2 + H2O

När man skriver reaktionsprodukterna bör man ta hänsyn till miljön. Det är viktigt att komma ihåg att i sur miljö bildas salter av en-, två- och trevärt positiva joner – klorider, bromider, sulfater, nitrater. För att skapa en sur miljö används vanligtvis utspädd svavelsyra. Saltsyra och salpetersyra används mer sällan för surhetsreglering, eftersom salpetersyra själv är en oxidator, och saltsyra har reduktiva egenskaper i närvaro av starka oxidatorer. En alkalisk miljö skapas vanligtvis med lösningar av KOH eller NaOH. I alkalisk miljö kan inte syror och sura oxider bildas, utan salter bildas istället. För att undvika misstag när man skriver reaktionsprodukterna bör man först skriva oxidation- och reduktionsprodukterna, och sedan andra ämnen vars oxidationstal inte ändras under reaktionen.
Således bestäms de produkter som bildas som resultat av reaktionen av förhållandena för reaktionen samt naturen hos oxidatorn och reduktorn. Nedan visas diagram över redoxreaktioner för föreningar av mangan och krom i olika miljöer, samt i salpetersyra och svavelsyra.

Salpetersyra. Som ett resultat av reaktionen mellan salpetersyra och metaller, beroende på dess koncentration och metallens aktivitet, bildas nitrater, vatten och olika reduktionsprodukter av syran, som anges i tabellen nedan.

Metaller
Koncentration HNO3

60 %
från 30 till 60 %
< 60%
Aktiva (Li — Zn)
NO, NO2
NO2, N2, N2O
N2, NH3, ammoniumsalter

Medelhögt aktiva
(Cr — Sn)
Reagerar inte
NO, NO2, N2O, NH3
NO, NO2, N2O, NH3

Lågaktiva (Pb – Ag)
NO2
NO
Reagerar inte
Ädelmetaller (Au, Pt)
Reagerar inte

Svavelsyra. Utspädd svavelsyra är inte en oxidator och reagerar med metaller som en vanlig syra. Om metallen finns före väte i den elektrokemiska spänningsserien, frigörs väte vid dess reaktion med syran. Om metallen finns efter väte i denna serie sker ingen reaktion.
Konc. svavelsyra reduceras av aktiva metaller (fram till Zn) till S och H2S, medan mindre aktiva metaller (de som finns efter väte och nära det i spänningsserien) reduceras till SO2. Ädelmetaller som guld (Au) och platina (Pt) oxideras inte ens av koncentrerad svavelsyra. Däremot, metaller som Al, Fe, Cr, vid normala förhållanden, passiveras och reagerar inte med koncentrerad H2SO4, men vid uppvärmning kan reaktioner ske.

test.

Redoxreaktionen är:
      A) Kalium reagerar med vatten;
       B) Kaliumoxid reagerar med vatten;
       V) Koldioxid reagerar med kalciumoxid;
       G) Zerfall av aluminiumhydroxid.
2. Oxidatorer vid kemiska reaktioner:
A) ändrar inte oxidationstal;
B) höjer oxidationstal;
V) sänker oxidationstal;
G) deltar inte i den kemiska reaktionen.
3. Oxidationsförmågan hos halogener i gruppen uppåt nedåt:
A) ökar
B) minskar
V) förändras inte
G) halogener är inte oxidatorer
4. Svavel är en oxidator i reaktion med
A) syre
B) metaller
V) klor och fluor
G) salpetersyra
5. I reaktionen vars ekvation är 3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO, fosfor
A) oxideras
B) reduceras
V) tar emot elektroner
G) förändrar inte oxidationstal
6. Ämnet som uppvisar både oxidatorns och reduktorns egenskaper är –
A) fluor
B) natriumpermanganat
V) natriumkromat
G) natriumsulfid
7. Oxidatorer kan vara ämnen med
A) högsta oxidationstal
B) lägsta oxidationstal
V) mellanliggande oxidationstal
G) i fri form
8. Fotosyntesprocessen som sker i naturen är en reaktion av
A) förening
B) nedbrytning
V) redoxreaktion
G) substitution
9. Oxidationstalet för krom i kaliumkromat är
A) +3 B) +6 C) 0 D) +2
10. Brom är en reduktor vid kemisk reaktion om dess oxidationstal
A) ökar
B) minskar
V) förändras inte
G) blir 0

1. 5H2O2-1 + 2KMn+7O4 + 3H2SO4 →=2Mn+2SO4 +5O2↑ + K2SO4 + 8H2O
   Alla nyckelämnen är angivna.
   reduktorn 2O -1 – 2 e = O2↑ 5 oxideras
   oxidatorn Mn+7 +5e = Mn+2 2 reduceras
   H2O2 – reduktor via O-1
   KMnO4 – oxidator via Mn+7

2. 3P-3H3 + 8HMn+7O4 =8Mn+4O2 + 3H3P+5O4 + 4H2O
   Det saknas ett nyckelämne till höger - H3P+5O4 (produkt av oxidation av PH3)
   reduktorn P-3– 8 e = P+5 3 oxideras
   oxidatorn Mn+7 +3e = Mn+4 8 reduceras
   PH3– reduktor via P-3
   HMnO4– oxidator via Mn+7

3. Cr2+3(SO4)3+6KMn+7O4+16KOH=2K2Cr+6O4+6K2Mn+6O4+3K2SO4+8H2O
   Det saknas ett nyckelämne till höger - K2Mn+6O4 (produkt av reduktion av KMnO4)
   reduktorn 2Cr+3– 6 e = 2Cr+6 1 oxideras
   oxidatorn Mn+7 +1e = Mn+6 6 reduceras
   Cr2(SO4)3 – reduktor via Cr+3
   KMnO4 – oxidator via Mn+7
   Vissa lärare har angett två möjliga sätt för denna reaktion, eller en annan men också korrekt variant: Cr2(SO4)3+2KMnO4+8KOH=2K2CrO4+2MnO2+3K2SO4+4H2O
   "Det bör noteras att i vissa uppgifter C1 anges som produkt för reduktionen av KMnO4 i alkalisk miljö mangan(IV)oxid. Detta förklaras av att manganat (K2MnO4) i princip är ett instabilt ämne och spontant dispropportionerar till manganoxid (MnO2) och