Rozwiązanie:

$\stackrel{\mathrm{II}}{\mathrm{C}}\mathrm{O}+\stackrel{\mathrm{III}}{\mathrm{Fe}{}_2}\mathrm{O}{}_3\to \stackrel{\mathrm{IV}}{\mathrm{C}}\mathrm{O}{}_2+\stackrel{0}{\mathrm{Fe}}$

Bilans elektronowy:

$\stackrel{II}{C}\to \stackrel{IV}{C}+2e^{-}\mid \cdot 3$  

$\stackrel{III}{2Fe}+6e^{-}\to \stackrel{0}{2Fe}\mid \cdot 1$

 

$\stackrel{II}{3C}\to \stackrel{IV}{3C}+6e^{-}$  

$\stackrel{III}{2Fe}+6e^{-}\to \stackrel{0}{2Fe}$  

 

A więc:

$3CO+F{e}_2{O}_3\to 3C{O}_2+2Fe$

utleniacz: Fe₂O₃

reduktor: CO

 

Stosunek masowy utleniacza do reduktora:

$M_{F{e}_2{O}_3}=160\frac{\text{g}}{\text{mol}}$  

$M_{CO}=28\frac{\text{g}}{\text{mol}}$  

A więc:

$m_{F{e}_2{O}_3}:m_{CO}=160:28\cdot 3=40:21$  

 

Odpowiedź: Stosunek masowy utleniacza do reduktora wynosi 40 : 21.

 

---

Wyjaśnienie:

Reguły dotyczące stopni utlenienia:

1. Suma stopni utlenienia wszystkich atomów w obojętnym związku jest równa 0.
2. Suma stopni utlenienia wszystkich atomów w jonie jest równa ładunkowi tego jonu.
3. Tlen w związkach przyjmuje zwykle -II stopień utlenienia (w H₂O₂ -I, a w OF₂ +II).
4. Wodór w związkach przyjmuje zwykle +I stopień utlenienia (w wodorkach metali -I).
5. Metale w związkach przyjmują dodatnie stopnie utlenienia równe ich wartościowości.
6. Pierwiastki w stanie wolnym mają stopień utlenienia równy 0.

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.

 

Aby zapisać zbilansowane równania procesów utleniania i redukcji postępujemy zgodnie z poniższym schematem:

1. Ustalamy stopnie utlenienia wszystkich atomów.

2. Sprawdzamy, które pierwiastki zmieniły swój stopień utlenienia

3. 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

4. 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.

5. 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.