bilansowanie równań reakcji redoks

BILANSOWANIE RÓWNAŃ
REAKCJI REDOKS
www.chemiajestprosta.com.pl
• Po prostych równaniach stechiometrycznych przyszła
pora na reakcje chemiczne, w których zachodzi zmiana
stopnia utlenienia pierwiastków.
• Nie ukrywam, że jest to problem znacznie bardziej
złożony, ale po solidnych podstawach, które, mam
nadzieję, zdobyliście analizując poprzednią prezentację,
nie powinno być tak źle.
Zaczynamy !!!
www.chemiajestprosta.com.pl
Stopnie utlenienia pierwiastków
• Zaczynamy od podstaw, bez których nie rozwiążemy żadnego
równania redoks, a więc od stopni utlenienia pierwiastków.
• I tu mam dla Was złą wiadomość, choć w przypadku wielu
popularnych pierwiastków ich stopień utlenienia wyznaczyć
można na podstawie analizy układu okresowego oraz kilku
prostych reguł (poznamy je za chwilę), to wśród pierwiastków
znajdziemy także takie, które stopni utlenienia mają kilka. W
tym przypadku wartości tych nauczyć musimy się po prostu na
pamięć.
www.chemiajestprosta.com.pl
Stopnie utlenienia pierwiastków
Definicja:
• Stopień utlenienia jest to ładunek, jaki znajdowałby się na
atomie danego pierwiastka, gdyby wszystkie wiązania w
cząsteczce były w pełni jonowe.
• Lub nieco inaczej: Stopień utlenienia to umowna wartość
definiowana jako ładunek który posiadałby każdy z atomów
związku chemicznego po jego rozdzieleniu na jony proste w
wyniku całkowitego przesunięcia elektronów wiązań w kierunku
atomu bardziej elektroujemnego.
Tyle teorii, ale jak ją interpretować?
www.chemiajestprosta.com.pl
Interpretacja definicji stopnia utlenienia
Założenie:
• Nasz związek posiada budowę jonową.
Przykład: NaCl
• Sód w postaci jonów występuje jako Na+, a chlor jako Cl-.
Zgodnie z definicją stopień utlenienia będzie taki sam, jak
ładunek poszczególnych jonów. Tak więc stopień utlenienia
sodu wynosi I, a chloru –I.
Czyli: Nadmiar elektronów nazywany jest ujemnym
stopniem utlenienia, a niedomiar elektronów
dodatnim stopniem utlenienia.
www.chemiajestprosta.com.pl
Na dwóch kolejnych slajdach znajdziecie odpowiednio:
• Obrazowe przedstawienie podstawowych wartościowości
pierwiastków bloków s oraz p.
• Tabelaryczne zestawienie najpopularniejszych pierwiastków i ich
stopni utlenienia. (Aby ułatwić Wam naukę najczęściej
występujące stopnie utlenienia zostały pogrubione.)
Mam nadzieję, że tak przedstawione dane ułatwią Wam
zapamiętanie jak największej liczby par: stopień utlenieniapierwiastek.
www.chemiajestprosta.com.pl
Podstawowe wartościowości pierwiastków bloku s i p
1
2
13
14
III
IV
I
II
I
III
II
IV
15
16
17
III
V
II
I
www.chemiajestprosta.com.pl
Najpopularniejsze pierwiastki i ich stopnie utlenienia
Symbol
Nazwa
Wartościowość
H
wodór
I
Na, K
sód, potas
I
Mg, Ca
magnez, wapń
II
Al
glin
III
C
węgiel
II, IV
Si
krzem
IV
N
azot
I, II, III, IV, V
P
fosfor
III, V
O
tlen
II
S
siarka
II, IV, VI
Cl
chlor
I, III, IV, V
Fe
żelazo
II, III
Cu
miedź
I, II
www.chemiajestprosta.com.pl
Reguły określania stopni utlenienia pierwiastków
• Najwyższa pora poznać 9 reguł, dzięki którym już nigdy
nie będziecie mieli problemów z określeniem stopni
utlenienia pierwiastków biorących udział w reakcjach
redox.
1. Pierwiastki w stanie wolnym mają stopień utlenienia
równy 0.
Czyli:
Np. 2 , 2 , , , , 2 , itd.
Stopień utlenienia zapisujemy za pomocą cyfr rzymskich
nad symbolem pierwiastka.
www.chemiajestprosta.com.pl
Reguły określania stopni utlenienia pierwiastków
2. Wodór w związkach ma stopień utlenienia równy I
Czyli:
Np.
2O
KOH
HNO3 CH4
Jak widać reguła ta (jak i wszystkie pozostałe) dotyczy zarówno związków
organicznych, jak i nieorganicznych.
Uwaga wyjątki: wodorki litowców i berylowców (np.LiH, CaH2), oraz
B2H6, AlH3, SiH4 w których stopień utlenienia wodoru równy jest -I.
www.chemiajestprosta.com.pl
Reguły określania stopni utlenienia pierwiastków
3. Stopień utlenienia tlenu w związkach wynosi –II
Czyli:
Np.
2O
KOH
HNO3
Uwaga wyjątki: nadtlenki, np. H2O2, BaO2, dla których
przyjmuje się stopień utlenienia –I, oraz OF2, w którym tlen
przyjmuje stopień utlenienia II
www.chemiajestprosta.com.pl
Reguły określania stopni utlenienia pierwiastków
4. Stopień utlenienia litowców wynosi I, a berylowców II
LITOWCE (I)
KOH NaNO3
Metale w związkach
mają tylko dodatnie
stopnie utlenienia.
BERYLOWCE (II)
Ca(OH)2 Mg2
www.chemiajestprosta.com.pl
Reguły określania stopni utlenienia pierwiastków
5. Siarka w siarczkach ma stopień utlenienia równy –II,
a chlor w chlorkach i fluor w fluorkach –I
Np.
Na2S
CaS
2 Fluorowce często występują na –I
stopniu utlenienia
Fluor (F) we
wszystkich związkach
występuje na –I
stopniu utlenienia.
www.chemiajestprosta.com.pl
Sprawdź się I
Określ najpopularniejsze stopnie utlenienia następujących pierwiastków:
1. Sód
2. Ca
3. Żelazo
4. C
5. H
6. Brom
7. Al
8. Tlen
Odpowiedzi:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Na (I)
Ca (II)
Fe (III)
C (IV)
H (I)
Br (-I)
Al (III)
O (-II)