Как да разрешите проблем с реакцията на Redox

Това е работещ пример проблем с редокс реакция показва как се изчислява обемът и концентрацията на реагентите и продуктите, като се използва балансирано редокс уравнение.

Ключови заведения: Проблем с химията на реакцията на Redox

Редукционната реакция е вид химическа реакция, при която червенuction и волidation възникне. защото електрони се пренасят между химически видове, образуват йони. И така, за да се балансира окислително-възстановителната реакция, се изисква не само балансираща маса (брой и вид атоми от всяка страна на уравнението), но и зареждане. С други думи, броят на положителните и отрицателните електрически заряди от двете страни на реакционната стрелка е еднакъв в балансирано уравнение.

След като уравнението е балансирано, то молно съотношение може да се използва за определяне на обема или концентрацията на който и да е реагент или продукт, доколкото са известни обемът и концентрацията на всеки вид.

Като се има предвид следното балансирано редокс уравнение за реакцията между MnO₄^- и Fe²⁺ в кисел разтвор:

• манганов₄^-(aq) + 5 Fe²⁺(aq) + 8 H⁺(aq) → Mn²⁺(aq) + 5 Fe³⁺(aq) + 4Н₂О

Изчислете обема от 0,100 M KMnO₄ необходими за реакция с 25,0 cm³ 0,100 M Fe²⁺ и концентрацията на Fe²⁺ в разтвор, ако знаете, че 20,0 cm³ от разтвора реагира с 18.0 cm³ от 0,100 KMnO₄.

Тъй като редокс уравнението е балансирано, 1 mol от MnO₄^- реагира с 5 mol Fe²⁺. Използвайки това, можем да получим броя на бенките на Fe²⁺:

• бенки Fe²⁺ = 0,100 mol / L x 0,0250 L
• бенки Fe²⁺ = 2,50 х 10^-3 мол
• Използване на тази стойност:
• бенки MnO₄^- = 2,50 х 10^-3 мол Fe²⁺ x (1 мол MnO₄^-/ 5 мола Fe²⁺)
• бенки MnO₄^- = 5,00 х 10^-4 мол MnO₄^-
• обем 0,100 M KMnO₄ = (5,00 х 10^-4 мол) / (1.00 х 10^-1 мол / л)
• обем 0,100 M KMnO₄ = 5,00 х 10^-3 L = 5,00 см³

За да се получи концентрацията на Fe²⁺ зададен във втората част на този въпрос, проблемът се работи по същия начин с изключение на разрешаването на неизвестната концентрация на железни йони:

• бенки MnO₄^- = 0,100 mol / L x 0,180 L
• бенки MnO₄^- = 1,80 х 10^-3 мол
• бенки Fe²⁺ = (1,80 х 10^-3 мол MnO₄^-) x (5 mol Fe²⁺ / 1 мол MnO₄)
• бенки Fe²⁺ = 9,00 х 10^-3 мол Fe²⁺
• концентрация Fe²⁺ = (9,00 х 10^-3 мол Fe²⁺) / (2,00 х 10^-2 L)
• концентрация Fe²⁺ = 0,450 M

Когато решавате този тип проблеми, важно е да проверите работата си:

• Проверете, за да сте сигурни, че йонното уравнение е балансирано. Уверете се, че броят и видът на атомите е еднакъв от двете страни на уравнението. Уверете се, че нетният електрически заряд е еднакъв от двете страни на реакцията.
• Внимавайте да работите с молното съотношение между реагентите и продуктите, а не с грамовите количества. Може да бъдете помолени да предоставите окончателен отговор в грамове. Ако е така, работете с проблема с бенките и след това използвайте молекулната маса на вида, за да конвертирате между единици. Молекулната маса е сумата от атомните тегла на елементите в съединението. Умножете атомните тегла на атомите по всякакви абонати, следващи техния символ. Не умножавайте коефициента пред съединението в уравнението, защото вече сте го взели предвид до този момент!
• Внимавайте да съобщавате бенките, грамовете, концентрацията и т.н., като използвате правилното брой значими цифри.

• Schüring, J., Schulz, H. Д., Фишер, У. R., Böttcher, J., Duijnisveld, W. H., eds (1999). Redox: Основи, процеси и приложения. Springer-Verlag, Heidelberg ISBN 978-3-540-66528-1.
• Tratnyek, Paul G.; Grundl, Timothy J.; Хадерлейн, Стефан Б., изд. (2011). Водна Redox Химия. Серия ACS симпозиум. 1071. ISBN 9780841226524.