Ułóż bilans elektronowy, dobierz współczynniki...- Zadanie Przykładowe podstawowe reakcje redox: Chemia Witowskiego. Tom 3. 2005-2026

Rozwiązanie

$H X_{2} S - II + O X_{2} 0 S IV O X_{2} - II + H X_{2} O - II$

Utlenianie: $S - II S IV + 6 e X^{-} ∣ \cdot 2$
Redukcja: $O X_{2} 0 + 4 e X^{-} 2 O - II ∣ \cdot 3$

Zbilansowane równanie: $2 H X_{2} S + 3 O X_{2} 2 SO X_{2} + 2 H X_{2} O$

Reduktor: H₂S

Utleniacz: O₂

$Hg 0 + H N V O X_{3} Hg II (NO X_{3}) X_{2} + N II O + H X_{2} O$

Utlenianie: $Hg 0 Hg II + 2 e X^{-} ∣ \cdot 3$
Redukcja: $N V + 3 e X^{-} N II ∣ \cdot 2$

Zbilansowane równanie: $3 Hg + 8 HNO X_{3} 3 Hg (NO X_{3}) X_{2} + 2 NO + 4 H X_{2} O$

Reduktor: Hg

Utleniacz: HNO₃

$Zn 0 + H N V O X_{3} Zn II (NO X_{3}) X_{2} + N - III H X_{4} NO X_{3} + H X_{2} O$

Utlenianie: $Zn 0 Zn II X^{2 +} + 2 e X^{-} ∣ \cdot 4$
Redukcja: $N V + 8 e X^{-} N - III$

Zbilansowane równanie: $4 Zn + 10 HNO X_{3} 4 Zn (NO X_{3}) X_{2} + NH X_{4} NO X_{3} + 3 H X_{2} O$

Reduktor: Zn

Utleniacz: HNO₃

$Ag 0 + H X_{2} S VI O X_{4} Ag I X_{2} SO X_{4} + S IV O X_{2} + H X_{2} O$

Utlenianie: $2 Ag 0 2 Ag I + 2 e X^{-}$
Redukcja: $S VI + 2 e X^{-} S IV$

Zbilansowane równanie: $2 Ag + 2 H X_{2} SO X_{4} Ag X_{2} SO X_{4} + SO X_{2} + 2 H X_{2} O$

Reduktor: Ag

Utleniacz: H₂SO₄

$H X_{2} S - II + H N V O X_{3} H X_{2} S VI O X_{4} + N II O + H X_{2} O$

Utlenianie: $S - II S 0 + 8 e X^{-} ∣ \cdot 3$
Redukcja: $N V + 3 e X^{-} N II ∣ \cdot 8$

Zbilansowane równanie: $3 H X_{2} S + 8 HNO X_{3} 3 H X_{2} SO X_{4} + 8 NO + 4 H X_{2} O$

Reduktor: H₂S

Utleniacz: HNO₃

$H N V O X_{3} + H I - I N IV O X_{2} + H I V O X_{3} + H X_{2} O$

Utlenianie: $I - I I V + 6 e X^{-}$
Redukcja: $N V + e X^{-} N IV ∣ \cdot 6$

Zbilansowane równanie: $6 HNO X_{3} + HI 6 NO X_{2} + HIO X_{3} + 3 H X_{2} O$

Reduktor: HI

Utleniacz: HNO₃

$Br X_{2} 0 + H Cl I O + H X_{2} O H Br V O X_{3} + H Cl - I$

Utlenianie: $Br X_{2} 0 2 Br - I + 10 e X^{-}$
Redukcja: $Cl I + 2 e X^{-} Cl - I ∣ \cdot 5$

Zbilansowane równanie: $Br X_{2} + 5 HClO + H X_{2} O 2 HBrO X_{3} + 5 HCl$

Reduktor: Br₂

Utleniacz: HClO

$H X_{2} S - II + H X_{2} S IV O X_{3} S 0 + H X_{2} O$

Utlenianie: $S - II S 0 + 2 e X^{-} ∣ \cdot 2$
Redukcja: $S IV + 4 e X^{-} S 0$

Zbilansowane równanie: $2 H X_{2} S + H X_{2} SO X_{3} 3 S + 3 H X_{2} O$

Reduktor: H₂S

Utleniacz: H₂SO₃

$Bi 0 + H X_{2} S VI O X_{4} Bi III X_{2} (SO X_{4}) X_{3} + S IV O X_{2} + H X_{2} O$

Utlenianie: $2 Bi 0 2 Bi III + 6 e X^{-}$
Redukcja: $S VI + 2 e X^{-} S IV ∣ \cdot 3$

Zbilansowane równanie: $2 Bi + 6 H X_{2} SO X_{4} Bi X_{2} (SO X_{4}) X_{3} + 3 SO X_{2} + 6 H X_{2} O$

Reduktor: Bi

Utleniacz: H₂SO₄

$Mg 0 + H N V O X_{3} Mg II (NO X_{3}) X_{2} + N I X_{2} O + H X_{2} O$

Utlenianie: $Mg 0 Mg II + 2 e X^{-} ∣ \cdot 4$
Redukcja : $2 N V + 8 e X^{-} N I X_{2}$

Zbilansowane równanie: $4 Mg + 10 HNO X_{3} 4 Mg (NO X_{3}) X_{2} + N X_{2} O + 5 H X_{2} O$

Reduktor: Mg

Utleniacz: HNO₃

$P 0 + H N V O X_{3} + H X_{2} O H X_{3} P V O X_{4} + N II O$

Utlenianie: $P 0 P V + 5 e X^{-} ∣ \cdot 3$
Redukcja: $N V + 3 e X^{-} N II ∣ \cdot 5$

Zbilansowane równanie: $3 P + 5 HNO X_{3} + 2 H X_{2} O 3 H X_{3} PO X_{4} + 5 NO$

Reduktor: P

Utleniacz: HNO₃

$Cu S - II + H N V O X_{3} CuO + S 0 + N II O + H X_{2} O$

Utlenianie: $S - II S 0 + 2 e X^{-} ∣ \cdot 3$
Redukcja: $N V + 3 e X^{-} N II ∣ \cdot 2$

Zbilansowane równanie: $3 CuS + 2 HNO X_{3} 3 CuO + 3 S + 2 NO + H X_{2} O$

Reduktor: CuS

Utleniacz: HNO₃

$N IV O X_{2} + H X_{2} O H N V O X_{3} + H N III O X_{2}$

Utlenianie: $N IV N V + e X^{-} ∣ \cdot 2$
Redukcja: $N V + 2 e X^{-} N III$

Zbilansowane równanie: $2 NO X_{2} + H X_{2} O HNO X_{3} + HNO X_{2}$

Reduktor: NO₂

Utleniacz: NO₂

$Ag X_{2} S - II + H N V O X_{3} AgNO X_{3} + S 0 + N II O + H X_{2} O$

Utlenianie: $S - II S 0 + 2 e X^{-} ∣ \cdot 3$
Redukcja: $N V + 3 e X^{-} N II ∣ \cdot 2$

Zbilansowane równanie: $3 Ag X_{2} S + 8 HNO X_{3} 6 AgNO X_{3} + 3 S + 2 NO + 4 H X_{2} O$

Reduktor: Ag₂S

Utleniacz: HNO₃

$Na N III O X_{2} + Fe II SO X_{4} + H X_{2} SO X_{4} Na X_{2} SO X_{4} + Fe III X_{2} (SO X_{4}) X_{3} + N II O + H X_{2} O$

Utlenianie: $2 Fe II 2 Fe III + 2 e X^{-}$
Redukcja: $N III + e X^{-} N II ∣ \cdot 2$

Zbilansowane równanie: $2 NaNO X_{2} + 2 FeSO X_{4} + 2 H X_{2} SO X_{4} Na X_{2} SO X_{4} + Fe X_{2} (SO X_{4}) X_{3} + 2 NO + 2 H X_{2} O$

Reduktor: FeSO₄

Utleniacz: NaNO₂

$Na N III O X_{2} + K I - I + H X_{2} SO X_{4} I X_{2} 0 + N II O + Na X_{2} S O X_{4} + K X_{2} SO X_{4} + H X_{2} O$

Utlenianie: $2 I - I I X_{2} 0 + 2 e X^{-}$
Redukcja: $N III + e X^{-} N II ∣ \cdot 2$

$2 NaNO X_{2} + 2 KI + 2 H X_{2} SO X_{4} I X_{2} + 2 NO + Na X_{2} SO X_{4} + K X_{2} SO X_{4} + 2 H X_{2} O$

Reduktor: KI

Utleniacz: NaNO₂

$Na N V O X_{3} + Zn 0 + NaOH N - III H X_{3} + Na X_{2} Zn II O X_{2} + H X_{2} O$

Utlenianie: $Zn 0 Zn II + 2 e X^{-} ∣ \cdot 4$
Redukcja: $N V + 8 e X^{-} N - III$

$NaNO X_{3} + 4 Zn + 7 NaOH NH X_{3} + 4 Na X_{2} ZnO X_{2} + 2 H X_{2} O$

Reduktor: Zn

Utleniacz: NaNO₃

$K I V O X_{3} + H I - I + H X_{2} SO X_{4} I X_{2} 0 + K X_{2} SO X_{4} + H X_{2} O$

Utlenianie: $2 I - I X^{-} I X_{2} 0 + 2 e X^{-} ∣ \cdot 5$
Redukcja: $2 I V + 10 e X^{-} I 0 X_{2}$

$2 KIO X_{3} + 10 HI + H X_{2} SO X_{4} 6 I X_{2} + K X_{2} SO X_{4} + 6 H X_{2} O$

Reduktor: HI

Utleniacz: KIO₃

$Ca (OH) X_{2} + Cl X_{2} Ca (ClO) X_{2} + CaCl X_{2} + H X_{2} O$

Utlenianie: $Cl 0 X_{2} 2 Cl I + 2 e X^{-}$
Redukcja: $Cl 0 X_{2} + 2 e X^{-} 2 Cl - I$

$2 Ca (OH) X_{2} + 2 Cl X_{2} Ca (ClO) X_{2} + CaCl X_{2} + 2 H X_{2} O$

Reduktor: Cl₂

Utleniacz: Cl₂

$H N III O X_{2} H N V O X_{3} + N II O + H X_{2} O$

Utlenianie: $N III N V + 2 e X^{-}$
Redukcja: $N III + e X^{-} N II ∣ \cdot 2$

$3 HNO X_{2} HNO X_{3} + 2 NO + H X_{2} O$

Reduktor: HNO₂

Utleniacz: HNO₂

$Fe II X^{2 +} + O 0 X_{2} + H X^{+} Fe III X^{3 +} + H X_{2} O - II$

Utlenianie: $O 0 X_{2} + 4 H X^{+} + 4 e X^{-} 2 H X_{2} O - II$
Redukcja: $Fe X^{2 +} Fe X^{3 +} + e X^{-} ∣ \cdot 4$

$4 Fe X^{2 +} + O X_{2} + 4 H X^{+} 4 Fe X^{3 +} + 2 H X_{2} O$

Reduktor: O₂

Utleniacz: Fe²⁺

$N V O X_{3} X^{-} + S 0 + H X^{+} N IV O X_{2} + S VI O X_{4} X^{2 -} + H X_{2} O$

Utlenianie: $S 0 + 4 H X_{2} O S VI O X_{4} X^{2 -} + 8 H X^{+} + 6 e X^{-}$
Redukcja: $N V O X_{3} X^{-} + e X^{-} + 2 H X^{+} N IV O X_{2} + H X_{2} O ∣ \cdot 6$

$6 NO X_{3} X^{-} + S + 4 H X^{+} 6 NO X_{2} + SO X_{4} X^{2 -} + 2 H X_{2} O$

Reduktor: S

Utleniacz: NO₃^-

$S VI O X_{4} X^{2 -} + Zn 0 + H X^{+} S - II X^{2 -} + Zn II X^{2 +} + H X_{2} O$

Utlenianie: $Zn 0 Zn II X^{2 +} + 2 e X^{-} ∣ \cdot 4$
Redukcja: $S VI O X_{4} X^{2 -} + 8 e X^{-} + 8 H X^{+} S - II X^{2 -} + 4 H X_{2} O$

$SO X_{4} X^{2 -} + 4 Zn + 8 H X^{+} S X^{2 -} + 4 Zn X^{2 +} + 4 H X_{2} O$

Reduktor: Zn

Utleniacz: SO₄^2-

$N V O X_{3} X^{-} + Zn 0 + OH X^{-} N - III H X_{3} + Zn II O X_{2} X^{2 -} + H X_{2} O$

Utlenianie: $Zn + 4 OH X^{-} ZnO X_{2} X^{2 -} + 2 e X^{-} + 2 H X_{2} O ∣ \cdot 4$
Redukcja: $NO X_{3} X^{-} + 8 e X^{-} + 6 H X_{2} O NH X_{3} + 9 OH X^{-}$

$NO X_{3} X^{-} + 4 Zn + 7 OH X^{-} NH X_{3} + 4 ZnO X_{2} X^{2 -} + 2 H X_{2} O$

Reduktor: Zn

Utleniacz: NO₃^-

$Mn II X^{2 +} + Pb IV O X_{2} + H X^{+} Mn VII O X_{4} X^{-} + Pb II X^{2 +} + H X_{2} O$

Utlenianie: $Mn II X^{2 +} + 4 H X_{2} O Mn VII O X_{4} X^{-} + 8 H X^{+} + 5 e X^{-} ∣ \cdot 2$
Redukcja: $Pb IV O X_{2} + 2 e X^{-} + 4 H X^{+} Pb II X^{2 +} + 2 H X_{2} O ∣ \cdot 5$

$2 Mn X^{2 +} + 5 PbO X_{2} + 4 H X^{+} 2 MnO X_{4} X^{-} + 5 Pb X^{2 +} + 2 H X_{2} O$

Reduktor: Mn²⁺

Utleniacz: PbO₂

$S 0 + S VI O X_{4} X^{2 -} + OH X^{-} S IV O X_{3} X^{2 -} + H X_{2} O$

Utlenianie: $S 0 + 6 OH X^{-} S IV O X_{3} X^{2 -} + 4 e X^{-} + 3 H X_{2} O$
Redukcja: $S VI O X_{4} X^{2 -} + 2 e X^{-} + H X_{2} O S IV O X_{3} X^{2 -} + 2 OH X^{-} ∣ \cdot 2$

$S 0 + 2 S VI O X_{4} X^{2 -} + 2 OH X^{-} 3 S IV O X_{3} X^{2 -} + H X_{2} O$

Reduktor: S

Utleniacz: SO₄^2-

$N - III H X_{4} X^{+} + N III O X_{2} X^{-} N X_{2} 0 + H X_{2} O$

Utlenianie: $2 N - III H X_{4} X^{+} N X_{2} 0 + 6 e X^{-} + 8 H X^{+}$
Redukcja: $2 N III O X_{2} X^{-} + 6 e X^{-} + 8 H X^{+} N X_{2} 0 + 4 H X_{2} O$

$2 NH X_{4} X^{+} + 2 NO X_{2} X^{-} 2 N X_{2} + 4 H X_{2} O$

$NH X_{4} X^{+} + NO X_{2} X^{-} N X_{2} + 2 H X_{2} O$

Reduktor: NH₄⁺

Utleniacz: NO₂^-

$Pb IV O X_{2} + Cl - I X^{-} + H X^{+} Pb II X^{2 +} + Cl 0 X_{2} + H X_{2} O$

Utlenianie: $2 Cl - I X^{-} Cl 0 X_{2} + 2 e X^{-}$
Redukcja: $Pb IV O X_{2} + 2 e X^{-} + 4 H X^{+} Pb II X^{2 +} + 2 H X_{2} O$

$PbO X_{2} + 2 Cl X^{-} + 4 H X^{+} Pb X^{2 +} + Cl X_{2} + 2 H X_{2} O$

Reduktor: Cl^-

Utleniacz: PbO₂

$Cu I X_{2} S - II + N V O X_{3} X^{-} + H X^{+} Cu II X^{2 +} + S VI O X_{4} X^{2 -} + N II O + H X_{2} O$

Utlenianie: $Cu I X_{2} S - II + 4 H X_{2} O 2 Cu II X^{2 +} + S VI O X_{4} X^{2 -} + 10 e X^{-} + 8 H X^{+} ∣ \cdot 3$
Redukcja: $N V O X_{3} X^{-} + 3 e X^{-} + 4 H X^{+} N II O + 2 H X_{2} O ∣ \cdot 10$

$3 Cu X_{2} S + 10 NO X_{3} X^{-} + 16 H X^{+} 6 Cu X^{2 +} + 3 SO X_{4} X^{2 -} + 10 NO + 8 H X_{2} O$

Reduktor: Cu₂S

Utleniacz: NO₃^-

Wyjaśnienie:

Reguły dotyczące stopni utlenienia:

Suma stopni utlenienia wszystkich atomów w obojętnym związku jest równa 0.
Suma stopni utlenienia wszystkich atomów w jonie jest równa ładunkowi tego jonu.
Pierwiastki w stanie wolnym mają stopień utlenienia równy 0.
Tlen w związkach przyjmuje zwykle -II stopień utlenienia (w H₂O₂ -I, a w OF₂ +II).
Wodór w związkach przyjmuje zwykle +I stopień utlenienia (w wodorkach metali -I).
Metale w związkach przyjmują dodatnie stopnie utlenienia równe ich wartościowości
W przypadku związków zawierających dwa pierwiastki, pierwiastek o wyższej elektroujemności ma ujemny stopień utlenienia, a pierwiastek o niższej elektroujemności ma dodatni stopień utlenienia.

Utleniacz to substrat, którego pierwiastek/jeden z pierwiastków obniża stopień utlenienia.

Reduktor to substrat, którego pierwiastek/jeden z pierwiastków zwiększa stopień utlenienia.

Utlenianie - proces w którym bierze udział reduktor, dochodzi w nim do zwiększenia stopnia utlenienia.

Redukcja - proces w którym bierze udział utleniacz, dochodzi w nim do obniżenia stopnia utlenienia.

Do zbilansowania równań zapisanych w formie cząsteczkowej korzystamy z bilansu elektronowego:

Ustalamy stopnie utlenienia wszystkich atomów.
Sprawdzamy, które pierwiastki zmieniły swój stopień utlenienia
Pierwiastek obniża stopień utlenienia przyjmując elektrony, a zwiększa stopień utlenienia oddając elektrony. Dopisujemy odpowiednią ilość elektronów po lewej stronie w procesie redukcji, a po prawej stronie w procesie utlenienia
Jeżeli ilości elektronów biorących udział w utlenianiu i redukcji są różne, to mnożymy równania przez odpowiednie liczby, tak aby ilość elektronów w utlenianiu i redukcji była identyczna.
Współczynniki stechiometryczne z uzgodnionych równań utleniania i redukcji są wskazówką co do współczynników stechiometrycznych w równaniu reakcji. Przepisujemy współczynniki do równania reakcji i sprawdzamy, czy ilości atomów po lewej i prawej stronie równania zgadzają się.

Do zbilansowania równań zapisanych w formie jonowej korzystamy z bilansu jonowo-elektronowego:

Ustalamy stopnie utlenienia wszystkich atomów.
Sprawdzamy, które pierwiastki zmieniły swój stopień utlenienia
Pierwiastek obniża stopień utlenienia przyjmując elektrony, a zwiększa stopień utlenienia oddając elektrony. Dopisujemy odpowiednią ilość elektronów po lewej stronie w procesie redukcji, a po prawej stronie w procesie utlenienia
Uzgadniamy ładunki po lewej i po prawej stronie dopisując jony H₃O⁺ /H⁺ lub jony OH^-, To jakich jonów możemy użyć zależy od środowiska:
- środowisko kwaśne => H₃O⁺/H⁺
- środowisko obojętne => H₃O⁺/H⁺ lub OH^- (staramy się użyć takiego jonu, aby po lewej stronie dopisać H₂O)
- środowisko zasadowe => OH^-
Sprawdzamy czy ilości atomów są takie same po lewej i po prawej stronie. Jeśli nie zgadza się ilość atomów tlenu i wodoru dopisujemy cząsteczki wody w odpowiedniej ilości po lewej lub prawej stronie.
Jeżeli ilości elektronów biorących udział w utlenianiu i redukcji są różne, to mnożymy równania przez odpowiednie liczby, tak aby ilość elektronów w utlenianiu i redukcji była identyczna.
Dodajemy stronami równanie utleniania i redukcji, a następnie porządkujemy substancje, tak aby znajdowały się po odpowiedniej stronie równania.

Piotr Kuczyński

Nauczyciel chemii

Tutaj pojawi się lista Twoich książek

Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.