כיצד לפתור בעיה של תגובת Redox

זו דוגמה מעובדת בעיה בתגובת redox מראה כיצד לחשב נפח וריכוז של מגיבים ומוצרים באמצעות משוואת redox מאוזנת.

מקשי מפתח: בעיה בכימיה של תגובת רדוקס

תגובת redox היא סוג של תגובה כימית בה אדוםשמירה ו שוראידיציה מתרחש. כי אלקטרונים מועברים בין מינים כימיים, צורות של יונים. לכן, כדי לאזן תגובת redox דורש לא רק איזון של מסה (מספר וסוג האטומים מכל צד של המשוואה) אלא גם טעינה. במילים אחרות, מספר המטענים החשמליים החיוביים והשליליים משני צידי חץ התגובה זהה במשוואה מאוזנת.

ברגע שהמשוואה מאוזנת, ה- יחס שומה ניתן להשתמש כדי לקבוע את נפח או ריכוז של כל אחד מגיב או מוצר כל עוד ידועים נפח וריכוז של כל מין.

בהינתן משוואת redox המאוזנת הבאה לתגובה בין MnO₄^- ופ²⁺ בתמיסה חומצית:

• MnO₄^-(aq) + 5 Fe²⁺(aq) + 8 ח⁺(aq) → Mn²⁺(aq) + 5 Fe³⁺(aq) + 4 שעות₂הו

חשב את הנפח של 0.100 M KMnO₄ צריך להגיב עם 25.0 ס"מ³ 0.100 M Fe²⁺ והריכוז של Fe²⁺ בפתרון אם אתה יודע 20.0 ס"מ³ התמיסה מגיבה עם 18.0 ס"מ³ של 0.100 KMnO₄.

מכיוון שמשוואת redox מאוזנת, מולקולה אחת של MnO₄^- מגיב עם 5 מול של Fe²⁺. באמצעות זה, אנו יכולים להשיג את מספר השומות של Fe²⁺:

• שומות Fe²⁺ = 0.100 mol / L x 0.0250 L
• שומות Fe²⁺ = 2.50 x 10^-3 מול
• באמצעות ערך זה:
• שומות MnO₄^- = 2.50 x 10^-3 mol Fe²⁺ x (1 mol MnO₄^-/ 5 mol Fe²⁺)
• שומות MnO₄^- = 5.00 x 10^-4 mol MnO₄^-
• נפח של 0.100 M KMnO₄ = (5.00 x 10^-4 מול) / (1.00 על 10^-1 מול / ל)
• נפח של 0.100 M KMnO₄ = 5.00 x 10^-3 L = 5.00 ס"מ³

להשיג את ריכוז Fe²⁺ נשאל בחלק השני של שאלה זו, הבעיה עובדת באותה צורה מלבד פתרון לריכוז יון הברזל הלא ידוע:

• שומות MnO₄^- = 0.100 mol / L x 0.180 L
• שומות MnO₄^- = 1.80 על 10^-3 מול
• שומות Fe²⁺ = (1.80 על 10^-3 mol MnO₄^-) x (5 mol Fe²⁺ / 1 mol MnO₄)
• שומות Fe²⁺ = 9.00 x 10^-3 mol Fe²⁺
• ריכוז Fe²⁺ = (9.00 x 10^-3 mol Fe²⁺) / (2.00 על 10^-2 L)
• ריכוז Fe²⁺ = 0.450 מ '

כשאתה פותר בעיה מסוג זה, חשוב לבדוק את עבודתך:

• ודא שהמשוואה היונית מאוזנת. וודאו כי מספר וסוג האטומים זהים משני צידי המשוואה. וודא שהמטען החשמלי נטו זהה בשני צידי התגובה.
• הקפד לעבוד עם יחס השומה בין המגיבים למוצרים ולא בכמויות הגרם. יתכן שתתבקש לספק תשובה סופית בגרמים. אם כן, עבדו את הבעיה באמצעות שומות ואז השתמשו במסה המולקולרית של המין כדי להמיר בין יחידות. המסה המולקולרית היא סכום משקלי האטום של היסודות במתחם. הכפל את משקלות האטום של האטומים על ידי כל אחד מהתסריטים העוקבים אחר הסמל שלהם. אל תכפילו את המקדם מול המתחם במשוואה מכיוון שכבר לקחו זאת בחשבון בנקודה זו!
• הקפד לדווח על שומות, גרם, ריכוז וכו ', באמצעות הנכון מספר דמויות משמעותיות.

• Schring, J., Schulz, H. ד. פישר, וו. ר., בוצ'ר, ג'., דיויניסוולד, וו. H., eds (1999). Redox: יסודות, תהליכים ויישומים. שפרינגר-ורלאג, היידלברג ISBN 978-3-540-66528-1.
• Tratnyek, Paul G.; גרונדל, טימותי ג'.; Haderlein, Stefan B., eds. (2011). כימיה של רדוקס מימי. סדרת ACS Symposium. 1071. ISBN 9780841226524.