Kursusarbejde 6

Afstemning af redoxreaktioner

Forsøg 1

  • Basisk opløsning (NaOH )
  • Farven skiftede til grøn
  • Vi skal have fat i manganat-ionen
MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+OH^{-}=MnO_{4}^{2-}+SO_{4}^{2-}
MnO4−+SO32−+OH−=MnO42−+SO42−MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+OH^{-}=MnO_{4}^{2-}+SO_{4}^{2-}
MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+OH^{-}=MnO_{4}^{2-}+SO_{4}^{2-}
MnO4−+SO32−+OH−=MnO42−+SO42−MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+OH^{-}=MnO_{4}^{2-}+SO_{4}^{2-}

Jeg starter med at finde oxidationstallet for hvert grundstof. Jeg ved at i kemiske forbindelser er ox-tal for hydrogen normalt +1 og for oxygen normalt -2. Jeg ved også at summen af ox-tal i en partikel skal være partiklens ydre ladning.

Hvis vi starter med permanganat-ionen, så ved jeg at dens ydre ladning skal være -1, og at der er 4 oxygen-atomer, vi kan regne ud fra. Summen af de 4 oxygen-atomers ox-tal må være på -8, da 1 oxygen-atom normalt har -2 i ox-tal. Da den ydre ladning skal være -1, så må mangan have ox-tallet +7. Denne metode kan vi bruge igen for de resterende ioner.

MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+OH^{-}=MnO_{4}^{2-}+SO_{4}^{2-}
MnO4−+SO32−+OH−=MnO42−+SO42−MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+OH^{-}=MnO_{4}^{2-}+SO_{4}^{2-}

Ox-tallet skriver jeg over grundstoffet, hvor jeg dog har udladt hydrogen og oxygen.

Jeg kan se at ox-tallet for mangan har ændret sig fra +7 til +6, og at ox-tallet for svovl har ændret sig fra +4 til +6.

Jeg viser denne ændring således:

+7

+4

+6

+6

Mn1\downarrow
Mn1↓Mn1\downarrow
S2\uparrow
S2↑S2\uparrow

Da der sker et fald i ox-tallet for mangan, så ved jeg at der sker en reduktion (modtagelse af elektroner).

Ox-tallet for svovl stiger og derfor sker der en oxidation (afgivelse af elektroner).

MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+OH^{-}=MnO_{4}^{2-}+SO_{4}^{2-}
MnO4−+SO32−+OH−=MnO42−+SO42−MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+OH^{-}=MnO_{4}^{2-}+SO_{4}^{2-}

+7

+4

+6

+6

Mn1\downarrow
Mn1↓Mn1\downarrow
S2\uparrow
S2↑S2\uparrow

For at få afgivet og optaget lige mange elektroner, så skal jeg have 2 gange så mange mangan-atomer som svovl-atomer. Det kan jeg få ved at tage 2 mangan-atomer.

2MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+OH^{-}=2MnO_{4}^{2-}+SO_{4}^{2-}
2MnO4−+SO32−+OH−=2MnO42−+SO42−2MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+OH^{-}=2MnO_{4}^{2-}+SO_{4}^{2-}

Reaktantsiden har en ladning på -5, og produktsiden har en ladning på -6 (her ignorerer jeg OH -ionen, den er med til at minde mig om, at det er en basisk opløsning). Det løser jeg med 2 OH -ioner.

-

2MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+2OH^{-}=2MnO_{4}^{2-}+SO_{4}^{2-}
2MnO4−+SO32−+2OH−=2MnO42−+SO42−2MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+2OH^{-}=2MnO_{4}^{2-}+SO_{4}^{2-}

-

Der er nu 2 hydrogenatomer og 1 oxygenatom for meget på reaktantsiden. Det løses ved at afstemme med 1 vandmolekyle på produktsiden:

2MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+2OH^{-}=2MnO_{4}^{2-}+SO_{4}^{2-}
2MnO4−+SO32−+2OH−=2MnO42−+SO42−2MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+2OH^{-}=2MnO_{4}^{2-}+SO_{4}^{2-}
2MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+2OH^{-}=2MnO_{4}^{2-}+SO_{4}^{2-}+H_{2}O
2MnO4−+SO32−+2OH−=2MnO42−+SO42−+H2O2MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+2OH^{-}=2MnO_{4}^{2-}+SO_{4}^{2-}+H_{2}O

Hele processen kommer jeg igen til bruge ved afstemning af de 2 sidste redoxreaktioner.

Forsøg 2

  • Sur opløsning (lidt 2M HCl)
  • Farven skiftede til brun
  • Vi skal have fat i mangan(IV)oxid
MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+H^{+}=MnO_{2}+SO_{4}^{2-}
MnO4−+SO32−+H+=MnO2+SO42−MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+H^{+}=MnO_{2}+SO_{4}^{2-}

Oxidationstal findes

MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+H^{+}=MnO_{2}+SO_{4}^{2-}
MnO4−+SO32−+H+=MnO2+SO42−MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+H^{+}=MnO_{2}+SO_{4}^{2-}

+7

+4

+4

+6

Ændring vises

MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+H^{+}=MnO_{2}+SO_{4}^{2-}
MnO4−+SO32−+H+=MnO2+SO42−MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+H^{+}=MnO_{2}+SO_{4}^{2-}

+7

+4

+4

+6

Reduktion:Mn3\downarrow
Reduktion:Mn3↓Reduktion:Mn3\downarrow
Oxidation:S2\uparrow
Oxidation:S2↑Oxidation:S2\uparrow

Lige mange elektroner

2MnO_{4}^{-}+3SO_{3}^{2-}+H^{+}=2MnO_{2}+3SO_{4}^{2-}
2MnO4−+3SO32−+H+=2MnO2+3SO42−2MnO_{4}^{-}+3SO_{3}^{2-}+H^{+}=2MnO_{2}+3SO_{4}^{2-}
Reduktion:Mn3\downarrow
Reduktion:Mn3↓Reduktion:Mn3\downarrow
Oxidation:S2\uparrow
Oxidation:S2↑Oxidation:S2\uparrow

Samme ladning på begge sider

2MnO_{4}^{-}+3SO_{3}^{2-}+2H^{+}=2MnO_{2}+3SO_{4}^{2-}
2MnO4−+3SO32−+2H+=2MnO2+3SO42−2MnO_{4}^{-}+3SO_{3}^{2-}+2H^{+}=2MnO_{2}+3SO_{4}^{2-}
Reduktion:Mn3\downarrow
Reduktion:Mn3↓Reduktion:Mn3\downarrow
Oxidation:S2\uparrow
Oxidation:S2↑Oxidation:S2\uparrow

Lige mange oxygen og hydrogen

2MnO_{4}^{-}+3SO_{3}^{2-}+2H^{+}=2MnO_{2}+3SO_{4}^{2-}+H_{2}O
2MnO4−+3SO32−+2H+=2MnO2+3SO42−+H2O2MnO_{4}^{-}+3SO_{3}^{2-}+2H^{+}=2MnO_{2}+3SO_{4}^{2-}+H_{2}O
Reduktion:Mn3\downarrow
Reduktion:Mn3↓Reduktion:Mn3\downarrow
Oxidation:S2\uparrow
Oxidation:S2↑Oxidation:S2\uparrow

Forsøg 3

  • Sur opløsning (en del 2M HCl)
  • Farveløs
  • Vi skal have fat i mangan(II)-ion
MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+H^{+}=Mn^{+2}+SO_{4}^{2-}
MnO4−+SO32−+H+=Mn+2+SO42−MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+H^{+}=Mn^{+2}+SO_{4}^{2-}

Oxidationstal findes

MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+H^{+}=Mn^{+2}+SO_{4}^{2-}
MnO​4​−​​+SO​3​2−​​+H​+​​=Mn​+2​​+SO​4​2−​​

+7

+4

+2

+6

Ændring vises

Reduktion:Mn5\downarrow
Reduktion:Mn5↓
Oxidation:S2\uparrow
Oxidation:S2↑
MnO_{4}^{-}+SO_{3}^{2-}+H^{+}=Mn^{+2}+SO_{4}^{2-}
MnO​4​−​​+SO​3​2−​​+H​+​​=Mn​+2​​+SO​4​2−​​

+7

+4

+2

+6

Lige mange elektroner

2MnO_{4}^{-}+5SO_{3}^{2-}+H^{+}=2Mn^{+2}+5SO_{4}^{2-}
2MnO​4​−​​+5SO​3​2−​​+H​+​​=2Mn​+2​​+5SO​4​2−​​
Reduktion:Mn5\downarrow
Reduktion:Mn5↓
Oxidation:S2\uparrow
Oxidation:S2↑

Samme ladning på begge sider

2MnO_{4}^{-}+5SO_{3}^{2-}+6H^{+}=2Mn^{+2}+5SO_{4}^{2-}
2MnO​4​−​​+5SO​3​2−​​+6H​+​​=2Mn​+2​​+5SO​4​2−​​
Reduktion:Mn5\downarrow
Reduktion:Mn5↓
Oxidation:S2\uparrow
Oxidation:S2↑

Lige mange oxygen og hydrogen

2MnO_{4}^{-}+5SO_{3}^{2-}+6H^{+}=2Mn^{+2}+5SO_{4}^{2-}+3H_{2}O
2MnO​4​−​​+5SO​3​2−​​+6H​+​​=2Mn​+2​​+5SO​4​2−​​+3H​2​​O
Reduktion:Mn5\downarrow
Reduktion:Mn5↓
Oxidation:S2\uparrow
Oxidation:S2↑
Made with Slides.com