a)

Jonowe skrócone równanie reakcji:

$2\mathrm{ClO}{}_2+2\mathrm{OH}{}^{-}\to \mathrm{ClO}{}_2{}^{-}+\mathrm{ClO}{}_3{}^{-}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

 

b)

Bilans elektronowo-jonowy:

Redukcja:  $\mathrm{ClO}{}_2+\mathrm{e}{}^{-}\to \mathrm{ClO}{}_2{}^{-}$

Utlenianie:  $\mathrm{ClO}{}_2+2\mathrm{OH}{}^{-}\to \mathrm{ClO}{}_3{}^{-}+\mathrm{e}{}^{-}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

 

 

---

Wyjaśnienie:

Zgodnie z treścią zadania tlenek chloru(IV) w środowisku zasadowym pełni funkcję zarówno utleniacza jak i reduktora: Jako utleniacz redukuje się do jonów chloranowych(III) (które mają geometrię kątową), a jako reduktor utlenia się do jonów chloranowych(V) (które mają geometrię piramidy trygonalnej).

Aby zapisać równanie procesu utleniania i równanie procesu redukcji w formie elektronowo-jonowej należy:

• zidentyfikować wszystkie atomy, które zmieniają swój stopień utlenienia: Cl.
• zidentyfikować reduktor (związek, jon, cząsteczkę), który/która oddaje elektrony, czyli bierze udział w procesie utleniania: ClO₂.
• zidentyfikować utleniacz (związek, jon, cząsteczkę), który/która przyjmuje elektrony, czyli bierze udział w procesie redukcji: ClO₂.
• obliczyć ilość elektronów potrzebną do zmiany stopni utlenienia dla reduktora: 1e^-
• obliczyć ilość elektronów potrzebną do zmiany stopni utlenienia dla utleniacza: 1e^-
• dopisać środowisko reakcji: OH^- i H₂O tak aby zbilansować ładunki po obu stronach równania oraz aby zgadzała się liczba atomów po lewej i prawej stronie równania.

Dobranie odpowiednich współczynników stechiometrycznych to innymi słowy uzgodnienie tego równania. Ponieważ jest ono zapisane w formie jonowej, wystarczy dodać stronami zapisane wcześniej równanie procesu utleniania z równaniem procesu redukcji. Liczba elektronów biorących udział w procesie utleniania jest taka sama jak liczba elektronów biorąca udział w procesie redukcji.

Po dodaniu równań stronami i skróceniu odpowiednich wartości otrzymujemy uzgodnione równanie:

$2\mathrm{ClO}{}_2+2\mathrm{OH}{}^{-}\to \mathrm{ClO}{}_2{}^{-}+\mathrm{ClO}{}_3{}^{-}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$