lab ilośćiowa cwicz.7.docx

1.    Reakcje utleniania i redukcji

·         Reakcją redoks nazywamy procesy, w wyniku których między dwiema substancjami następuje wymiana elektronów. Wiąże się ona jednoznacznie ze zmianami stopni utlenienia pierwiastków wchodzących w skład tych substancji. Reakcje redoks są inaczej nazywane reakcjami utleniania i redukcji, ponieważ podczas każdego procesu redoks zachodzi równocześnie utlenianie oraz redukcja.

·         Utlenianie to proces, w czasie którego atom (w stanie wolnym lub w cząsteczce) oddaje elektrony, dlatego proces ten jest inaczej nazywany dezelektronacją. Zawsze wiąże się on ze zwiększeniem stopnia utlenienia atomu danego pierwiastka.

·         Redukcja natomiast to proces, w czasie którego atom (w stanie wolnym lub w cząsteczce ) przyjmuje elektrony, dlatego proces ten jest inaczej nazywany elektronacją. Zawsze wiąże się ona ze zmniejszeniem stopnia utlenienia atomu danego pierwiastka.

·         Utleniacz to atom lub jon (występujący w stanie wolnym lub w cząsteczce), który w czasie reakcji redox ulega redukcji, a więc posiada właściwości odbierania elektronów od innych atomów, utleniając je i przyjmowania ich.

·         Reduktor to atom lub jon (występujący w stanie wolnym lub w cząsteczce), który w czasie reakcji redox ulega utlenianiu, a więc posiadają właściwości oddawania

·         Stopień utlenienia to pojęcie o znaczeniu czysto praktycznym, niezwykle przydatne przy uzgadnianiu równań reakcji redox. Stopniem utlenienia (inaczej: liczbą utlenienia) nazywa się liczbę elementarnych ładunków ( z zachowaniem ich znaków), jaka pojawiłaby się na danym atomie pierwiastka, przy założeniu, że wszystkie wiązania w danej cząsteczce związku chemicznego byłyby czysto jonowe. W przyrodzie nie istnieją związki o budowie w pełni jonowej, dlatego stopień utlenienia nigdy nie jest rzeczywistym ładunkiem, a jedynie hipotetycznym. Przy wyznaczaniu stopni utlenienia pierwiastków obowiązują następujące zasady:

Ø      W elektrycznie obojętnej cząsteczce suma stopni utlenienia wszystkich atomów budujących daną cząsteczkę jest zawsze równa zero.

Ø      W kationach i w anionach suma stopni utlenienia wszystkich atomów budujących dany jon jest zawsze równa ładunkowi tego jonu.

Ø      Pierwiastki w stanie wolnym mają zawsze stopień utlenienia równy zero. Dotyczy to zarówno jednoatomowych pierwiastków (np. Mg, Na, S), jak i cząsteczek pierwiastków (np. O2, Cl2)

Ø      Litowce w związkach chemicznych występują na +I stopniu utlenienia.

Ø      Berylowce w związkach chemicznych występują na +II stopniu utlenienia.

Ø      Wodór w związkach chemicznych występuje na ogół na +I stopniu utlenienia.

Ø      W wodorkach litowców oraz w wodorkach berylowców wodór występuje na -I stopniu utlenienia.

Ø      Fluor we wszystkich związkach chemicznych występuje na -I stopniu utlenienia.

Ø      Tlen w związkach chemicznych występuje na ogół na -II stopniu utlenienia.

Ø      W nadtlenkach występuje na -I stopniu utlenienia. W ponadtlenkach występuje na -1/2 stopnia utlenienia. W fluorku tlenu (OF2) występuje na +II stopniu utlenienia elektronów innym atomom, które tym samym redukuje.

·         Bilans elektronowy reakcji redox

Pojęcia stopnia utlenienia oraz reakcji utleniania i redukcji mają swoje praktyczne zastosowanie do uzgadniania równań reakcji chemicznych. W celu uzgodnienia współczynników reakcji chemicznych warto posługiwać się tzw. równaniami połówkowymi.

Jedno równanie reakcji rozbija się na dwa, z których jedno opisuje przebieg reakcji utleniania, zaś drugie redukcji. W ciągu bilansowanie równań wykonuje się następujące czynności:

®     Zapisanie wszystkich substratów i produktów danej reakcji redox.

®     Określić stopnie utlenienia wszystkich atomów, zarówno dla substratów, jak i dla produktów

®     Te atomy, dla których zmieniają się stopnie utlenienia w wyniku reakcji oznaczamy jako utleniacze oraz reduktory

®     Zapisujemy dla nich równania połówkowe

®     Następnie należy wybrać najniższe możliwe wspólne mnożniki tych reakcji tak, aby liczba elektronów dla jednego i drugiego równania połówkowego była równa.

®     Na podstawie dobranych mnożników uzupełnić równanie reakcji redox w brakujące współczynniki.

2.    Równanie reakcji zachodzącej podczas manganometrycznego oznaczania kwasu Szczawiowego w środowisku kwaśnym.

2MnO4- + 5C2O42- + 16H+ = 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O