Redoxné reakcie: Príklad príkladu vyváženej rovnice

Rafe Swan, Getty Images

Toto je spracovaný príklad problém redoxnej reakcie ukazuje, ako vypočítať objem a koncentráciu reaktantov a produktov pomocou vyváženej redoxnej rovnice.

Kľúčové poznatky: Problém chémie redoxnej reakcie

• Redoxná reakcia je chemická reakcia, pri ktorej dochádza k redukcii a oxidácii.
• Prvým krokom pri riešení akejkoľvek redoxnej reakcie je vyrovnanie redoxnej rovnice. Toto je chemická rovnica, ktorá musí byť vyvážená pre náboj aj hmotnosť.
• Keď je redoxná rovnica vyvážená, použite molárny pomer na zistenie koncentrácie alebo objemu akéhokoľvek reaktantu alebo produktu za predpokladu, že je známy objem a koncentrácia akéhokoľvek iného reaktantu alebo produktu.

Rýchla redoxná recenzia

Redoxná reakcia je typ chemickej reakcie, pri ktorej červená podanie a vôl identifikácia nastať. Pretože elektróny sa prenášajú medzi chemickými druhmi, tvoria sa ióny. Takže vyváženie redoxnej reakcie vyžaduje nielen vyrovnávaciu hmotnosť (počet a typ atómov na každej strane rovnice), ale aj náboj. Inými slovami, počet kladných a záporných elektrických nábojov na oboch stranách reakčnej šípky je vo vyváženej rovnici rovnaký.

Akonáhle je rovnica vyrovnaná, molárny pomer možno použiť na stanovenie objemu alebo koncentrácie akéhokoľvek reaktant alebo produkt, pokiaľ je známy objem a koncentrácia akéhokoľvek druhu.

Problém redoxnej reakcie

Vzhľadom na nasledujúcu vyváženú redoxnú rovnicu pre reakciu medzi MnO₄^-a Fe²⁺v kyslom roztoku:

• MnO₄^-(aq) + 5 Fe²⁺(aq) + 8H⁺(aq) → Mn²⁺(aq) + 5 Fe³⁺(aq) + 4H_dvaO

Vypočítajte objem 0,100 M KMnO₄potrebné reagovať s 25,0 cm³0,100 M Fe²⁺a koncentrácia Fe²⁺v roztoku, ak viete, že 20,0 cm³roztoku reaguje s 18,0 cm³0,100 KMnO₄.

Ako vyriešiť

Keďže redoxná rovnica je vyrovnaná, 1 mol MnO₄^-reaguje s 5 mol Fe²⁺. Pomocou toho môžeme získať počet mólov Fe²⁺:

• mol Fe²⁺= 0,100 mol/l x 0,0250 l
• mol Fe²⁺= 2,50 x 10^-3mol
• Pomocou tejto hodnoty:
• mol MnO₄^-= 2,50 x 10^-3mol Fe²⁺x (1 mol MnO₄^-/ 5 mol Fe²⁺)
• mol MnO₄^-= 5,00 x 10^-4mol MnO₄^-
• objem 0,100 M KMnO₄= (5,00 x 10^-4mol) / (1,00 x 10^-1mol/l)
• objem 0,100 M KMnO₄= 5,00 x 10^-3L = 5,00 cm³

Na získanie koncentrácie Fe²⁺V druhej časti tejto otázky sa problém rieši rovnakým spôsobom okrem riešenia neznámej koncentrácie iónov železa:

• mol MnO₄^-= 0,100 mol/l x 0,180 l
• mol MnO₄^-= 1,80 x 10^-3mol
• mol Fe²⁺= (1,80 x 10^-3mol MnO₄^-) x (5 mol Fe²⁺/ 1 mol MnO₄)
• mol Fe²⁺= 9,00 x 10^-3mol Fe²⁺
• koncentrácia Fe²⁺= (9,00 x 10^-3mol Fe²⁺) / (2,00 x 10^-dvaL)
• koncentrácia Fe²⁺= 0,450 mil

Tipy na úspech

Pri riešení tohto typu problému je dôležité skontrolovať svoju prácu:

• Skontrolujte, či je iónová rovnica vyvážená. Uistite sa, že počet a typ atómov je rovnaký na oboch stranách rovnice. Uistite sa, že čistý elektrický náboj je rovnaký na oboch stranách reakcie.
• Dávajte pozor, aby ste pracovali s molárnym pomerom medzi reaktantmi a produktmi a nie s gramovými množstvami. Môžete byť požiadaní o poskytnutie konečnej odpovede v gramoch. Ak áno, spracujte úlohu pomocou molov a potom použite molekulovú hmotnosť druhu na konverziu medzi jednotkami. Molekulová hmotnosť je súčet atómových hmotností prvkov v zlúčenine. Vynásobte atómovú hmotnosť atómov ľubovoľnými indexmi za ich symbolom. Nenásobte koeficientom pred zlúčeninou v rovnici, pretože ste to už v tomto bode vzali do úvahy!
• Dávajte pozor, aby ste hlásili móly, gramy, koncentráciu atď., pričom používajte správne počet významných čísel .

Zdroje

• Schüring, J., Schulz, H. D., Fischer, W. R., Böttcher, J., Duijnisveld, W. H., eds. (1999). Redox: Základy, procesy a aplikácie . Springer-Verlag, Heidelberg ISBN 978-3-540-66528-1.
• Tratnyek, Paul G.; Grundl, Timothy J.; Haderlein, Stefan B., eds. (2011). Vodná redoxná chémia . Séria sympózií ACS. 1071. ISBN 9780841226524.