BILANSOWANIE RÓWNAŃ REAKCJI REDOKS

www.chemiajestprosta.com.pl Po prostych równaniach stechiometrycznych przyszła pora na reakcje chemiczne, w których zachodzi zmiana stopnia utlenienia pierwiastków. Nie ukrywam, że jest to problem znacznie bardziej złożony, ale po solidnych podstawach, które, mam nadzieję, zdobyliście analizując poprzednią prezentację, nie powinno być tak źle. Zaczynamy !!!

Stopnie utlenienia pierwiastków www.chemiajestprosta.com.pl Stopnie utlenienia pierwiastków Zaczynamy od podstaw, bez których nie rozwiążemy żadnego równania redoks, a więc od stopni utlenienia pierwiastków. I tu mam dla Was złą wiadomość, choć w przypadku wielu popularnych pierwiastków ich stopień utlenienia wyznaczyć można na podstawie analizy układu okresowego oraz kilku prostych reguł (poznamy je za chwilę), to wśród pierwiastków znajdziemy także takie, które stopni utlenienia mają kilka. W tym przypadku wartości tych nauczyć musimy się po prostu na pamięć.

Tyle teorii, ale jak ją interpretować? www.chemiajestprosta.com.pl Stopnie utlenienia pierwiastków Definicja: Stopień utlenienia jest to ładunek, jaki znajdowałby się na atomie danego pierwiastka, gdyby wszystkie wiązania w cząsteczce były w pełni jonowe. Lub nieco inaczej: Stopień utlenienia to umowna wartość definiowana jako ładunek który posiadałby każdy z atomów związku chemicznego po jego rozdzieleniu na jony proste w wyniku całkowitego przesunięcia elektronów wiązań w kierunku atomu bardziej elektroujemnego. Tyle teorii, ale jak ją interpretować?

Interpretacja definicji stopnia utlenienia www.chemiajestprosta.com.pl Interpretacja definicji stopnia utlenienia Założenie: Nasz związek posiada budowę jonową. Przykład: NaCl Sód w postaci jonów występuje jako Na+, a chlor jako Cl-. Zgodnie z definicją stopień utlenienia będzie taki sam, jak ładunek poszczególnych jonów. Tak więc stopień utlenienia sodu wynosi I, a chloru –I. Czyli: Nadmiar elektronów nazywany jest ujemnym stopniem utlenienia, a niedomiar elektronów dodatnim stopniem utlenienia.

Na dwóch kolejnych slajdach znajdziecie odpowiednio: www.chemiajestprosta.com.pl Na dwóch kolejnych slajdach znajdziecie odpowiednio: Obrazowe przedstawienie podstawowych wartościowości pierwiastków bloków s oraz p. Tabelaryczne zestawienie najpopularniejszych pierwiastków i ich stopni utlenienia. (Aby ułatwić Wam naukę najczęściej występujące stopnie utlenienia zostały pogrubione.) Mam nadzieję, że tak przedstawione dane ułatwią Wam zapamiętanie jak największej liczby par: stopień utlenienia-pierwiastek.

Podstawowe wartościowości pierwiastków bloku s i p www.chemiajestprosta.com.pl Podstawowe wartościowości pierwiastków bloku s i p 1 2 13 14 15 16 17 I II III IV III V II I I III II IV

Najpopularniejsze pierwiastki i ich stopnie utlenienia www.chemiajestprosta.com.pl Najpopularniejsze pierwiastki i ich stopnie utlenienia Symbol Nazwa Wartościowość H wodór I Na, K sód, potas Mg, Ca magnez, wapń II Al glin III C węgiel II, IV Si krzem IV N azot I, II, III, IV, V P fosfor III, V O tlen S siarka II, IV, VI Cl chlor I, III, IV, V Fe żelazo II, III Cu miedź I, II

Reguły określania stopni utlenienia pierwiastków www.chemiajestprosta.com.pl Reguły określania stopni utlenienia pierwiastków Najwyższa pora poznać 9 reguł, dzięki którym już nigdy nie będziecie mieli problemów z określeniem stopni utlenienia pierwiastków biorących udział w reakcjach redox. 1. Pierwiastki w stanie wolnym mają stopień utlenienia równy 0. Czyli: Np. 𝐶𝑙2 𝟎 , 𝑁2 𝟎 , 𝑁𝑎 𝟎 , 𝐶 𝟎 , 𝐹𝑒 𝟎 , 𝑂2 𝟎 , 𝐶𝑢 𝟎 itd. Stopień utlenienia zapisujemy za pomocą cyfr rzymskich nad symbolem pierwiastka.

Reguły określania stopni utlenienia pierwiastków www.chemiajestprosta.com.pl Reguły określania stopni utlenienia pierwiastków 2. Wodór w związkach ma stopień utlenienia równy I Czyli: Np. 𝑰 𝐻2O 𝑰 KOH 𝑰 HNO3 𝑰 CH4 Jak widać reguła ta (jak i wszystkie pozostałe) dotyczy zarówno związków organicznych, jak i nieorganicznych. Uwaga wyjątki: wodorki litowców i berylowców (np.LiH, CaH2), oraz B2H6, AlH3, SiH4 w których stopień utlenienia wodoru równy jest -I.

Reguły określania stopni utlenienia pierwiastków www.chemiajestprosta.com.pl Reguły określania stopni utlenienia pierwiastków 3. Stopień utlenienia tlenu w związkach wynosi –II Czyli: Np. −𝑰𝑰 𝐻2O −𝑰𝑰 KOH −𝑰𝑰 HNO3 Uwaga wyjątki: nadtlenki, np. H2O2, BaO2, dla których przyjmuje się stopień utlenienia –I, oraz OF2, w którym tlen przyjmuje stopień utlenienia II

Reguły określania stopni utlenienia pierwiastków www.chemiajestprosta.com.pl Reguły określania stopni utlenienia pierwiastków 4. Stopień utlenienia litowców wynosi I, a berylowców II LITOWCE (I) 𝑰 KOH 𝑰 NaNO3 BERYLOWCE (II) 𝑰𝑰 Ca(OH)2 𝑰𝑰 Mg𝐶𝑙2 Metale w związkach mają tylko dodatnie stopnie utlenienia.

Reguły określania stopni utlenienia pierwiastków www.chemiajestprosta.com.pl Reguły określania stopni utlenienia pierwiastków 5. Siarka w siarczkach ma stopień utlenienia równy –II, a chlor w chlorkach i fluor w fluorkach –I Np. Fluorowce często występują na –I stopniu utlenienia −𝑰𝑰 Na2S −𝑰𝑰 CaS −𝑰 𝐶𝑎𝐶𝑙2 −𝑰 𝑁𝑎𝐹 Fluor (F) we wszystkich związkach występuje na –I stopniu utlenienia.

Sprawdź się I Sód Ca Żelazo C H Brom Al Tlen www.chemiajestprosta.com.pl Sprawdź się I Określ najpopularniejsze stopnie utlenienia następujących pierwiastków: Sód Ca Żelazo C H Brom Al Tlen Odpowiedzi: Na (I) Ca (II) Fe (III) C (IV) H (I) Br (-I) Al (III) O (-II)