Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Název projektu: Investice do vzdělání - příslib do budoucnosti. Číslo přílohy: VY_52_INOVACE_CH9.

Transkript

1 Registrační číslo projektu: CZ.1.7/1.4./ Název projektu: Investice do vzdělání - příslib do budoucnosti Číslo přílohy: VY_52_INVACE_CH9.2 Author Mgr. David Kollert Datum vytvoření vzdělávacího materiálu Datum ověření Ročník Vzdělávací oblast/vzdělávací obor Tematický okruh/téma Metodický list/anotace Devátý ČLVĚK A PŘÍRDA/CHEMIE XIDAČNĚ REDUKČNÍ REAKCE/VYČÍSLVÁNÍ XIDAČNĚ REDUKČNÍCH RVNIC Výukový materiál žáky podrobně seznamuje s problematikou oxidačně redukčních rovnic a s problematikou vyčíslování či doplňování stechiometrických koeficientů do redoxních rovnic

2 XIDAČNĚ REDUKČNÍ Jsou to takové reakce, při kterých se mění oxidační čísla jednotlivých prvků Redukce: poloreakce, při které se oxidační číslo prvku snižuje, atom přijímá elektrony. Cu II + 2e - Cu Ag + + e - Ag xidace: poloreakce, při které se oxidační číslo prvku zvyšuje, atom odevzdává elektrony. Pb 2e - Pb II Al 3e - Al III xidace a redukce probíhají vždy současně oxidační činidlo látka způsobující oxidaci jiné látky (přijímá uvolněné elektrony) tzn., že se sama redukuje 2, 3, F 2, KMn 4, Cr 3, KN 3, HN 3 redukční činidlo látka způsobující redukci jiné látky (odevzdává elektrony) tzn., že se sama oxiduje C, K, H 2, Na, H 2 S, C, Al Tolik elektronů, kolik jeden atom odevzdá, tolik musí druhý přijmout Mgr. David Kollert Stránka 1

3 Vyčíslování oxidačně redukčních rovnic Postup při doplnění stechiometrických koeficientů: 1. Určíme oxidační stupně jednotlivých prvků. 2. Určíme, který prvek se oxiduje a který redukuje (změny oxidačního stupně). 3. Napíšeme pomocné rovnice, do nichž zahrneme pouze atomy nebo ionty, u nichž dochází ke změně oxidačního stupně. 4. Po straně pomocných rovnic zapíšeme počty elektronů vystihující redukci oxidačního činidla a oxidaci redukčního činidla. 5. Počet elektronů vystihující redukci odpovídá počtu částic (atomů) redukčního činidla a naopak počet elektronů vystihující oxidaci odpovídá počtu částic (atomů) oxidačního činidla (proto počty elektronů, za pomocnými rovnicemi, nutno překřížit). 6. Zjištěné koeficienty napíšeme k příslušným vzorcům v levé části rovnice a pak upravíme pravou stranu rovnice. 7. Koeficienty složek, u kterých se oxidační stupeň nemění, dopočítáme jako poslední. Musíme si uvědomit, že atomy prvků, které se nevyskytují ve sloučeninách mají oxidační číslo rovno nule. PbS 2 PbS 4 1. Určíme oxidační čísla všech prvků v rovnici a označíme si ty prvky, které oxidační číslo změnily Pb +II S -II +I 2 -I Pb +II S +VI 4 -II +I -II 2. Napíšeme jednotlivé poloreakce S II- - 8e - S VI+ /.1 oxidace Mgr. David Kollert Stránka 2

4 2 I- + 2e - 2 II- /.4 redukce 3. Poté zapíšeme rozdíly oxidačních čísel před a po reakci: u síry rozdíl činí 8 u kyslíku rozdíl činí 2 4. Nakonec obě čísla zkrátíme a výsledek přiřadíme druhému reaktantu. Takže v našem případě se dvojka vykrátí na jedničku a osmička na čtyřku. Poté se obě čísla prohodí. U kyslíku bude 4 a u síry 1. Nakonec stačí tato čísla zapsat na obě strany rovnice ke sloučeninám kyslíku a síry. Výsledný tvar rovnice: PbS + 4 H 2 2 PbS H 2 Atomy jednoho prvku mění své oxidační čislo 3Cl 2 + 6KH 5KCl + KCl 3 + 3H 2 Cl 2 + 2e - 2Cl -I 1 5 Cl 2-1e - 2Cl V 2 1 redukce : Cl 2 oxidace : Cl 2 2Cl -I 2Cl V redukční činidlo : část molekul Cl 2 oxidační činidlo : část molekul Cl 2 Atomy tří prvků mění svá oxidační čísla složitější (pro matematické třídy) 1FeCl 2 + 6KMn H 2 S 4 5Fe 2 (S 4 ) 3 + 1Cl 2 + 6MnS 4 + 3K 2 S H 2 Fe II - 1e - Fe III 2Cl -I - 2e - Cl 2 Mn VII + 5e - Mn II Sečteme množství elektronů, které odevzdává molekula FeCl 2, to jest 1 atom Fe II a 2 atomy Cl -I, součet zapíšeme jako koeficient pro mangan. Vzhledem k tomu, že v pravé části rovnice nemůžeme zapsat pět atomů železa (měli bychom zapsat koef. 2,5, což se nepoužívá), oba koeficienty vynásobíme dvěma. Mgr. David Kollert Stránka 3

5 Fe II - 1e - Fe III \ 5 x 2 = 1 2Cl -I - 2e - Cl 2 / Mn VII + 5e - Mn II - 3 x 2 = 6 redukce : Mn VII Mn II oxidace : FeII Fe III, 2Cl -I Cl 2 redukční činidlo : FeCl 2 oxidační činidlo : KMn 4 3As 2 S HN 3 + 4H 2 6H 3 As 4 + 9H 2 S N redukce : N V + 3e - N II 28 oxidace : 2AsIII - 4e - 2As V 3S -II - 24e - 3S VI 3 redukční činidlo : As 2 S 3 oxidační činidlo : HN 3 Další podrobně zpracované příklady 8H I I -I I S VI 4 -II 4I 2 I S -II + 4H 2 I -II 2I -I -2e - I 2 S VI +8e - S -II /.4 oxidace H 2 S 4..oxidační činidlo redukce H I redukční činidlo 8H I S 4 4I 2 S + 4H 2 Mgr. David Kollert Stránka 4

6 2Fe III Cl 3 -I I S -II 2Fe II Cl 2 -I + S + 2H I Cl -I Fe III +e - Fe II /.2 redukce.. Fe Cl 3 oxidační činidlo S -II -2e - S oxidace.. H 2 S..redukční činidlo 2Fe Cl 3 S 2Fe Cl 2 + S+ 2H Cl Mn IV 2 -II + 2K I Br -I + 2H 2 I S VI 4 -II Mn II S VI 4 -II + Br 2 + K 2 I S VI 4 -II + 2H 2 I -II Mn IV +2e - Mn II 2Br -I -2e - Br 2 redukce. Mn 2 oxidační činidlo oxidace.. KBr..redukční činidlo Mn 2 + 2KBr + 2H 2 S 4 Mn S 4 + Br 2 + K 2 S 4 + 2H 2 4 K +I Cl V 3 -II 3 K +I Cl +VII 4 -II + K +I Cl -I Cl V -2e - Cl +VII /.3 oxidace Cl V + 6e - Cl -I redukce 4 K Cl 3KCl 4 + K Cl Mgr. David Kollert Stránka 5

7 Příklady k procvičení: As + HN 3 H 3 As 4 + N Cu + HN 3 Cu(N 3 + N KMn 4 + HCl Cl 2 + MnCl 2 + KCl K 2 Cr 4 S 4 K 2 Cr K 2 S 4 HI S 4 I 2 + S Co + HN 3 Co(N 3 + N As 2 S 3 + HN 3 H 3 As 4 + S + N S + HN 3 S 2 + N H 2 S + HI 3 S + I 2 H HI 3 H I 2 Pb(H + NaH + Cl 2 Pb 2 + NaCl I 2 + Cl 2 HCl + HI 3 FeS Fe S 2 MoS Mo 3 + S 2 Na Ca(Cl Ca(H + NaCl + 2 Cr 3 S 4 Cr 2 (S 4 ) S + HN 3 H 2 S 4 + N 2 KMn 4 S 4 K 2 S 4 + Mn Se 2 + NH 3 N 2 + Se As Br 2 H 3 As 4 + HBr Ba(I 3 Ba 5 (I 6 + I Mgr. David Kollert Stránka 6

8 HBr S 4 Br 2 + S 2 Ag + HN 3 AgN 3 + N Hg + HN 3 Hg 2 (N 3 + N Zn + HN 3 Zn(N 3 + NH 4 N 3 Mgr. David Kollert Stránka 7

9 Řešení: 3 As + 5 HN H 2 3 H 3 As N 3 Cu + 8 HN 3 3 Cu(N N + 4 H 2 2 KMn HCl 5 Cl MnCl KCl + 8 H 2 2 K 2 Cr 4 S 4 K 2 Cr K 2 S 4 6 HI S 4 3 I 2 + S + 4 H 2 3 Co + 8 HN 3 3 Co(N N + 4 H 2 3 As 2 S HN H 2 6 H 3 As S + 1 N 3 S + 4 HN 3 3 S N + 2 H 2 5 H 2 S + 2 HI 3 5 S + I H 2 5 H HI 3 6 H I 2 Pb(H + 2 NaH + Cl 2 Pb NaCl + 2 H 2 I Cl H 2 1 HCl + 2 HI 3 4 FeS Fe S 2 4 MoS Mo S 2 2 Na Ca(Cl + 2 H 2 2 Ca(H + 4 NaCl Cr H 2 S 4 2 Cr 2 (S 4 ) H S + 6 HN 3 H 2 S N H 2 2 KMn 4 S 4 K 2 S Mn Se NH 3 2 N H 2 + 3Se 2 As Br H 2 4 H 3 As HBr 5 Ba(I 3 Ba 5 (I I Mgr. David Kollert Stránka 8

10 2 HBr S 4 Br 2 + S H 2 3 Ag + 4 HN 3 3 AgN 3 + N + 2 H 2 6 Hg + 8 HN 3 3 Hg 2 (N N + 4 H 2 4 Zn + 1 HN 3 4 Zn(N 3 + NH 4 N H 2 Mgr. David Kollert Stránka 9