Jak vyřešit problém redoxní reakce

Toto je zpracovaný příklad problém redoxní reakce ukazuje, jak vypočítat objem a koncentraci reaktantů a produktů pomocí vyvážené redoxní rovnice.

Klíčové cesty: Problém redoxní reakce

Redoxní reakce je druh chemické reakce, ve které Červenéuction a vůlidentifikace nastat. Protože elektrony jsou přenášeny mezi chemickými druhy, tvoří se ionty. Aby se vyrovnala redoxní reakce, vyžaduje se nejen vyvažování hmoty (počet a typ atomů na každé straně rovnice), ale také nabíjení. Jinými slovy, počet kladných a záporných elektrických nábojů na obou stranách reakční šipky je ve vyvážené rovnici stejný.

Jakmile je rovnice vyrovnaná, molární poměr může být použit ke stanovení objemu nebo koncentrace jakéhokoli reaktant nebo produkt, pokud je znám objem a koncentrace jakéhokoli druhu.

Vzhledem k následující vyvážené redoxní rovnici pro reakci mezi MnO₄^- a Fe²⁺ v kyselém roztoku:

• MnO₄^-(aq) + 5 Fe²⁺(aq) + 8 H⁺(aq) → Mn²⁺(aq) + 5 Fe³⁺(aq) + 4H₂Ó

Vypočítejte objem 0,100 M KMnO₄ potřeboval reagovat s 25,0 cm³ 0,100 M Fe²⁺ a koncentrace Fe²⁺ v řešení, pokud víte, že 20,0 cm³ roztoku reaguje s 18,0 cm³ 0,100 KMnO₄.

Protože je redoxní rovnice vyrovnaná, 1 mol MnO₄^- reaguje s 5 mol Fe²⁺. Tímto způsobem můžeme získat počet molů Fe²⁺:

• mol Fe²⁺ = 0,100 mol / l x 0,0250 litru
• mol Fe²⁺ = 2,50 x 10^-3 mol
• Pomocí této hodnoty:
• mol MnO₄^- = 2,50 x 10^-3 mol Fe²⁺ x (1 mol MnO₄^-/ 5 mol Fe²⁺)
• mol MnO₄^- = 5,00 x 10^-4 mol MnO₄^-
• objem 0,100 M KMnO₄ = (5,00 x 10)^-4 mol) / (1,00 x 10)^-1 mol / L)
• objem 0,100 M KMnO₄ = 5,00 x 10^-3 L = 5,00 cm³

Pro získání koncentrace Fe²⁺ v druhé části této otázky je problém řešen stejným způsobem, s výjimkou řešení pro neznámou koncentraci iontů železa:

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

Při řešení tohoto typu problému je důležité zkontrolovat vaši práci:

• Zkontrolujte, zda je iontová rovnice vyvážená. Ujistěte se, že počet a typ atomů je stejný na obou stranách rovnice. Ujistěte se, že síťový elektrický náboj je na obou stranách reakce stejný.
• Buďte opatrní při práci s molárním poměrem mezi reaktanty a produkty, nikoli s množstvím gramů. Můžete být požádáni o poskytnutí konečné odpovědi v gramech. Pokud ano, problém vyřešte pomocí krtků a poté použijte molekulární hmotnost druhu k převodu mezi jednotkami. Molekulová hmotnost je součet atomových hmotností prvků ve směsi. Vynásobte atomové hmotnosti atomů libovolným indexem následujícím za jejich symbolem. Nepoužívejte násobení koeficientem před sloučeninou v rovnici, protože jste to již vzali v úvahu tímto bodem!
• Dávejte pozor, abyste hlásili krtka, gramy, koncentraci atd., Použitím správného počet významných čísel.

• Schüring, J., Schulz, H. D., Fischer, W. R., Böttcher, J., Duijnisveld, W. H., eds (1999). Redox: Základy, procesy a aplikace. Springer-Verlag, Heidelberg ISBN 978-3-540-66528-1.
• Tratnyek, Paul G.; Grundl, Timothy J.; Haderlein, Stefan B., eds. (2011). Vodní redoxní chemie. ACS Symposium Series. 1071. ISBN 9780841226524.