Redoksreaksjoner: Eksempler på balansert ligning

Rafe Swan, Getty Images

Dette er et bearbeidet eksempel redoksreaksjonsproblem viser hvordan man beregner volum og konsentrasjon av reaktanter og produkter ved hjelp av en balansert redoksligning.

Nøkkelmuligheter: Redox Reaction Chemistry Problem

• En redoksreaksjon er en kjemisk reaksjon der reduksjon og oksidasjon skjer.
• Det første trinnet i å løse enhver redoksreaksjon er å balansere redoksligningen. Dette er en kjemisk ligning som må balanseres for ladning så vel som masse.
• Når redoksligningen er balansert, bruk molforholdet til å finne konsentrasjonen eller volumet til en hvilken som helst reaktant eller produkt, forutsatt at volumet og konsentrasjonen til en annen reaktant eller produkt er kjent.

Rask Redox-gjennomgang

En redoksreaksjon er en type kjemisk reaksjon der rød uksjon og okse idasjon skje. Fordi elektroner overføres mellom kjemiske arter, dannes ioner. Så for å balansere en redoksreaksjon krever ikke bare balanserende masse (antall og type atomer på hver side av ligningen), men også ladning. Med andre ord er antallet positive og negative elektriske ladninger på begge sider av reaksjonspilen det samme i en balansert ligning.

Når ligningen er balansert, vil molforhold kan brukes til å bestemme volumet eller konsentrasjonen av evt reaktant eller produkt så lenge volumet og konsentrasjonen av noen arter er kjent.

Redoksreaksjonsproblem

Gitt følgende balanserte redoksligning for reaksjonen mellom MnO₄^-og Fe²⁺i en sur løsning:

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

Beregn volumet av 0,100 M KMnO₄nødvendig for å reagere med 25,0 cm³0,100 M Fe²⁺og konsentrasjonen av Fe²⁺i en løsning hvis du vet at 20,0 cm³av løsningen reagerer med 18,0 cm³på 0,100 KMnO₄.

Hvordan løse

Siden redoksligningen er balansert, 1 mol MnO₄^-reagerer med 5 mol Fe²⁺. Ved å bruke dette kan vi få antall mol Fe²⁺:

• føflekker Fe²⁺= 0,100 mol/L x 0,0250 L
• føflekker Fe²⁺= 2,50 x 10^-3mol
• Ved å bruke denne verdien:
• mol MnO₄^-= 2,50 x 10^-3føflekk Fe²⁺x (1 mol MnO₄^-/ 5 mol Fe²⁺)
• mol MnO₄^-= 5,00 x 10^-4mol MnO₄^-
• volum på 0,100 M KMnO₄= (5,00 x 10^-4mol) / (1,00 x 10^-1mol/l)
• volum på 0,100 M KMnO₄= 5,00 x 10^-3L = 5,00 cm³

For å oppnå konsentrasjonen av Fe²⁺spurt i den andre delen av dette spørsmålet, er problemet jobbet på samme måte bortsett fra å løse for den ukjente jernionkonsentrasjonen:

• mol MnO₄^-= 0,100 mol/L x 0,180 L
• mol MnO₄^-= 1,80 x 10^-3mol
• føflekker Fe²⁺= (1,80 x 10^-3mol MnO₄^-) x (5 mol Fe²⁺/ 1 mol MnO₄)
• føflekker Fe²⁺= 9,00 x 10^-3føflekk Fe²⁺
• konsentrasjon Fe²⁺= (9,00 x 10^-3føflekk Fe²⁺) / (2,00 x 10^-toL)
• konsentrasjon Fe²⁺= 0,450 M

Tips for suksess

Når du løser denne typen problemer, er det viktig å sjekke arbeidet ditt:

• Sjekk for å være sikker på at den ioniske ligningen er balansert. Pass på at antall og type atomer er den samme på begge sider av ligningen. Sørg for at netto elektrisk ladning er den samme på begge sider av reaksjonen.
• Vær nøye med å jobbe med molforholdet mellom reaktanter og produkter og ikke grammengdene. Du kan bli bedt om å gi et endelig svar i gram. I så fall, arbeid problemet med mol og bruk deretter molekylmassen til arten for å konvertere mellom enheter. Molekylmassen er summen av atomvektene til elementene i en forbindelse. Multipliser atomvektene til atomer med alle tegn etter symbolet deres. Ikke multipliser med koeffisienten foran forbindelsen i ligningen fordi du allerede har tatt hensyn til det på dette tidspunktet!
• Vær nøye med å rapportere føflekker, gram, konsentrasjon, etc., ved å bruke riktig antall betydelige tall .

Kilder

• Schüring, J., Schulz, H.D., Fischer, W.R., Böttcher, J., Duijnisveld, W.H., eds (1999). Redoks: Grunnleggende, prosesser og applikasjoner . Springer-Verlag, Heidelberg ISBN 978-3-540-66528-1.
• Tratnyek, Paul G.; Grundl, Timothy J.; Haderlein, Stefan B., red. (2011). Akvatisk redokskjemi . ACS Symposium Series. 1071. ISBN 9780841226524.