3.1. Reakcije oksidacije i redukcije u vodenim otopinama

Uvod

U reakciji sinteze iz elementarnog natrija i klora nastaje ionski spoj, natrijev klorid.

Pozorno pogledajte videozapis Sinteza natrijeva klorida.

Sinteza natrijeva klorida

Navedena reakcija pripada skupini oksidacijsko-redukcijskih reakcija u kojoj se atomi natrija oksidiraju, a molekule klora reduciraju.

oksidacija:     Na [latex]\rightarrow [/latex] Na[latex]^+[/latex] + 1e[latex]^–[/latex] /ᐧ2
redukcija:      Cl[latex]_2[/latex] + 2e[latex]^–[/latex] [latex]\rightarrow [/latex] 2Cl[latex]^–[/latex]
                 ________________________ 
                       2Na [latex]\rightarrow [/latex] 2Na[latex]^+[/latex] + 2e[latex]^–[/latex]
                       Cl[latex]_2[/latex] + 2e[latex]^–[/latex] [latex]\rightarrow [/latex] 2Cl[latex]^–[/latex]
                 _________________________
                       2Na(s) + Cl[latex]_2[/latex](g) [latex]\rightarrow [/latex]2NaCl(s)

NAPOMENA: Ponovite ionsko povezivanje.
Problemski zadatak

Pozorno proučite aparaturu i opišite pokus kojim možete dokazati da je natrijev klorid kemijski spoj ionske građe.

Oksidacijski broj

Oksidacija i redukcija u vodenim otopinama

Uređenje jednadžbe redoks-reakcije bakra i razrijeđene dušične kiseline prikazano je riješenim primjerom.

1. riješeni primjer

Zadatak: 

U reakciji bakra s razrijeđenom dušičnom kiselinom nastaju bakrov(II) nitrat, dušikov(II) oksid i voda.

1. Prema opisanoj reakciji napišu se reaktanti i produkti kemijske reakcije.


[latex]Cu\left(s\right)+HNO_3\left(aq\right)\longrightarrow Cu(NO_3)_2\left(aq\right)+NO\left(g\right){+H_2O(l)}[/latex]

2. Napiše se ionski oblik sudionika u reakciji.

[latex]Cu\left(s\right)\space +\space _{}H^+\left(aq\right)\space +\space NO^–_3\left(aq\right)\space \longrightarrow \space Cu^{2+}\left(aq\right)\space +\space 2NO^–_3\left(aq\right)\space +\space NO\left(g\right)\space +\space H_2O\left(l\right)[/latex]
   

4. Napišu se parcijalne jednadžbe oksidacije i redukcije i izjednači broj elektrona.

                          0
    oksidacija: Cu [latex]\rightarrow [/latex] Cu[latex]^{2+}[/latex] + 2e[latex]^–[/latex]                               /ᐧ3
                          V                                       II
    redukcija: NO[latex]_3[/latex][latex]^–[/latex] + 4H[latex]^+[/latex] + 2e[latex]^–[/latex] [latex]\rightarrow [/latex] NO + 2H[latex]_2[/latex]O  /ᐧ2
    ___________________________________________________

    zbirno: 3Cu + 2NO[latex]_3[/latex][latex]^–[/latex] + 8H[latex]^+ [/latex]+6e[latex]^–[/latex] [latex]\rightarrow [/latex] 3Cu[latex]^{2+}[/latex] + 6e[latex]^–[/latex] + 2NO + 4H[latex]_2[/latex]O

NAPOMENA: Kad se reakcija odvija u kiselom mediju, s lijeve strane treba dodati toliko vodikovih iona koliko je potrebno da se atomi kisika vežu u vodu. Broj vodikovih iona, H+, određuje broj molekula dušične kiseline u reakciji.

5. Uravnotežena jednadžba kemijske reakcije uključuje i nitratne ione, NO[latex]_3[/latex][latex]^–[/latex] koji nisu sudjelovali u reakciji redukcije.

Odgovor: Uravnotežena jednadžba kemijske reakcije je:

[latex]3Cu(s)+8HNO_3(aq)\longrightarrow 3Cu(NO_3)_2(aq)+2NO(g)+4H_2O(l)[/latex]

 

 

Po odgledanom videozapisu Primjer redoks- reakcije odgovorite na pitanja.

Primjer redoks- reakcije

Koncentracija dvovalentnih iona željeza u vodenoj otopini, kvantitativno se može odrediti titracijom s vodenom otopinom kalijeva permanganata, KMnO[latex]_4[/latex], koja je prethodno zakiseljena sumpornom kiselinom. U reakciji se dvovalentni ioni željeza oksidiraju u trovalentne, a redukcijom permanganatnog iona nastaju dvovalentni ioni mangana.

Tijekom praćenja videozapisa odgovorite na pitanja.