Po dodaniu substancji...- Zadanie 1129: To jest chemia. Zbiór zadań zakres rozszerzony. Wydanie 2019

Rozwiązanie

a) Wzór sumaryczny substancji X: $Na X_{2} SO X_{3}$

b) Równanie reakcji chemicznej:

Jony dichromianowe(VI) w środowisku kwasowym redukują się do jonów chromu(III).

Jony siarczanowe(IV) zostaną utlenione do jonów siarczanowych(VI).

$K X_{2} Cr VI O X_{7} + Na X_{2} S IV O X_{3} + H X_{2} SO X_{4} Na X_{2} S VI O X_{4} + Cr X_{2} III (SO X_{4}) X_{3} + K X_{2} SO X_{4} + H X_{2} O$

Aby uzgodnić równanie reakcji należy najpierw zapisać i uzgodnić równanie reakcji utleniania oraz równanie reakcji redukcji i gdy liczba elektronów biorących udział w procesie redukcji i procesie utleniania będzie taka sama należy dodać równania stronami do siebie i skrócić powtarzające się reagenty aby doprowadzić równanie do najprostszej postaci.

Zapisujemy równanie reakcji utleniania:

$S IV O X_{3} X^{2 -} S VI O X_{4} X^{2 -} + 2 e X^{-}$

Po lewej stronie brakuje atomów tlenu, więc dopisujemy cząsteczkę wody:

$S IV O X_{3} X^{2 -} + H X_{2} O S VI O X_{4} X^{2 -} + 2 e X^{-}$

Teraz po prawej stronie brakuje atomów wodoru więc dopisujemy dwa jony H⁺, ponieważ reakcja przebiega w środowisku kwasowym:

$S IV O X_{3} X^{2 -} + H X_{2} O S VI O X_{4} X^{2 -} + 2 H X^{+} + 2 e X^{-}$

Sprawdzamy czy sumaryczny ładunek się zgadza po obu stronach równania: po lewej mamy 2-, a po prawej również 2-.

Równanie reakcji utleniania jest uzgodnione - zgadza się liczba atomów oraz ładunki po obu stronach równania.

Zapisujemy równanie reakcji redukcji:

$Cr X_{2} VI O X_{7} X^{2 -} + 6 e X^{-} 2 Cr X^{3 +}$

Po prawej stronie równania brakuje atomów tlenu, więc dopisujemy 7 cząsteczek wody:

$Cr X_{2} VI O X_{7} X^{2 -} + 6 e X^{-} 2 Cr X^{3 +} + 7 H X_{2} O$

a po lewej stronie równania brakuje atomów wodoru dopisujemy więc 14 jonów H⁺, ponieważ reakcja przebiega w środowisku kwasowym:

$Cr X_{2} VI O X_{7} X^{2 -} + 6 e X^{-} + 14 H X^{+} 2 Cr X^{3 +} + 7 H X_{2} O$

Sprawdzamy czy sumaryczny ładunek się zgadza po obu stronach równania: po lewej mamy +6, a po prawej również +6.

Równanie reakcji redukcji jest uzgodnione - zgadza się liczba atomów oraz ładunki po obu stronach równania.

Zapisujemy bilans jonowo-elektronowy:

$S IV O X_{3} X^{2 -} + H X_{2} O S VI O X_{4} X^{2 -} + 2 H X^{+} + 2 e X^{-} ∣ \cdot 3$

$Cr X_{2} VI O X_{7} X^{2 -} + 6 e X^{-} + 14 H X^{+} 2 Cr X^{3 +} + 7 H X_{2} O$

Aby liczba elektronów biorąca udział w reakcji utleniania była taka sama jak liczba elektronów biorąca udział w reakcji redukcji mnożymy równanie reakcji utleniania razy 3, a równanie reakcji redukcji pozostawiamy bez zmian, otrzymując:

$3 S IV O X_{3} X^{2 -} + 3 H X_{2} O 3 S VI O X_{4} X^{2 -} + 6 H X^{+} + 6 e X^{-}$

$Cr X_{2} VI O X_{7} X^{2 -} + 6 e X^{-} + 14 H X^{+} 2 Cr X^{3 +} + 7 H X_{2} O$

Sumaryczne równanie reakcji otrzymamy dodając powyższe równania stronami:

$Cr X_{2} O X_{7} X^{2 -} + 14 H X^{+} + 6 e X^{-} + 3 SO X_{3} X^{2 -} + 3 H X_{2} O 2 Cr X^{3 +} + 7 H X_{2} O + 3 SO X_{4} X^{2 -} + 6 H X^{+} + 6 e X^{-}$

Skracamy:

$Cr X_{2} O X_{7} X^{2 -} + 148 H X^{+} + 6 e X^{-} + 3 SO X_{3} X^{2 -} + 3 H X_{2} O 2 Cr X^{3 +} + 74 H X_{2} O + 3 SO X_{4} X^{2 -} + 6 H X^{+} + 6 e X^{-}$

Otrzymując:

$Cr X_{2} O X_{7} X^{2 -} + 8 H X^{+} + 3 SO X_{3} X^{2 -} 2 Cr X^{3 +} + 4 H X_{2} O + 3 SO X_{4} X^{2 -}$

Równanie uzgodnione metodą bilansu jonowo-elektronowego (w postaci cząsteczkowej) wygląda następująco:

$K X_{2} Cr X_{2} O X_{7} + 4 H X_{2} SO X_{4} + 3 Na X_{2} SO X_{3} Cr X_{2} (SO X_{4}) X_{3} + 3 Na X_{2} SO X_{4} + K X_{2} SO X_{4} + 4 H X_{2} O$

Katarzyna Kamińska

Nauczycielka chemii

Tutaj pojawi się lista Twoich książek

Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.