110 likes | 392 Views
Redukciós-oxidációs (redox) reakciók. Elektronátadással járó reakciók : Elektronleadás (pl. Na Na + + e - ): oxidáció , oxidálódás Elektronfelvétel (pl. Cl 2 +2e - 2Cl - ): redukció , redukálódás
E N D
Redukciós-oxidációs (redox) reakciók • Elektronátadással járó reakciók: • Elektronleadás (pl. Na Na+ + e-): oxidáció, oxidálódás • Elektronfelvétel (pl. Cl2+2e- 2Cl-): redukció, redukálódás • Együttjáró részfolyamatok (oxidálódás/redukálódás, avagy ráhatással oxidálás/redukálás):töltésmegmaradási, ill. elektron(anyag)megmaradási elvek érvényesek! • A számbavételt segítő fogalom: oxidációs fok, ill. (átlagos) oxidációs szám, amely azonos • Egyszerű ionos vegyületekben az egyes ionok töltésének az értékeivel • Poláros kovalens kötésű molekulákban az egyes atomok képzeletbeli töltésével, ha a kötéseket létrehozó egyébként közös elektronpárokat az elektronegativabb atom(ok)hoz rendeljük hozzá. • Azonos elektronnegativitású atomok közti kovalens kötés esetén a kötő elektronpárt megosztva, egy-egy elektronként rendeljük mindkettőhöz! • Az elemek oxidációs foka megállapodás szerint nulla, 0! • Oxidáció, az oxidációs szám növekedésével, redukció az oxidációs szám csökkenésével járó részfolyamat.
Oxidációsfok-számítási szabályok: • Alapszabályok (elektronpár megosztás a Pauling-féle elektronegativitások (EN) szerint):
Oxidációsfok-számítási szabályok: • Alapszabályok következményei: • Elemek az oxidációs foka 0, pl. atomos nemes gázok, H2, O2, N2, Br2, I2, P4, S8, C60, fémek, atomrácsos elemek. • Vegyületeikben az alkáli fémek (1A csoport) +1, míg az alkáli földfémek (2A oszlop) +2 oxidációs fokúak. • A fluor (F, max. EN!) minden vegyületében -1 ox. fokú. • A halogének kisebb EN-ű elemekkel képzett bináris vegyületeikben -1 oxidációs fokúak. • Az oxigén vegyületeiben általában -2 ox.fokú, kivéve a peroxidokat és a szuperoxidokat. • A hidrogén oxidációs foka általában +1, kivéve amikor fémes elemekkel hidrideket képez, amikor is -1. • Az oxidációs számok összege a vegyületekben mindig 0, míg sokatomos összetett ionokban megegyezik az ion töltésével.
Oxidációsfok-számítási szabályok: • Az oxidációs számok összege: • Pl.1: HClO4, ox. fok(Cl)=? • +1+x(Cl)+4(-2)=0, x(Cl)=+7 • Pl.2: [SO4]2-, ox. fok(S)=? • x(S)+4(-2)=-2, x(S)=+6
Bizonyos elemek jellegzetes oxidációs állapotai A legnagyobb és a legkisebb oxidációs fokú állapotok kiemelésével:
Bizonyos fémes elemek jellegzetes oxidációs állapotai A legnagyobb és a legkisebb oxidációs fokú állapotok kiemelésével:
Redox-egyenletek rendezése: a) (fél)részreakciók módszerével • CuSO4(aq) + Fe(sz) = FeSO4(aq) + Cu(sz) Cu2+(aq)+SO42-(aq)+Fe(sz) = Fe2+(aq)+SO42-(aq)+Cu(sz) +2 0 +2 0 Cu2+(aq)+ Fe(sz) = Fe2+(aq) + Cu(sz) +2 0 +2 0 Részreakciók módszere (elektronszámváltozások számbavételével: Cu2+(aq)+ 2 e-= Cu(sz) : 2 e--os redukciós részfolyamat Fe(sz) = Fe2+(aq) + 2 e-: 2 e--os oxidációs részfolyamat A részreakciókat itt az elektronok megmaradásához 1:1 arányban kell összeadni.
Redox-egyenletek rendezése: a) (fél)részreakciók módszerével • HCl(aq) + Zn(sz)↔ ZnCl2(aq) + H2(g) H+(aq) + Cl-(aq)+ Zn(sz) ↔ Zn2+(aq) + 2 Cl-(aq) + H2(g) +10 +2 0 H+(aq) + Zn(sz) ↔ Zn2+(aq) + H2(g) +1 0 +2 0 Részreakciók módszere (elektronszámváltozások számbavételével): H+(aq)+ e-= 0,5 H2(g : 1 e--os redukciós részfolyamat Zn(sz) = Zn2+(aq) + 2 e-: 2 e--os oxidációs részfolyamat A részreakciókat itt az elektronok megmaradásához 2:1 arányban kell összeadni. 2H+(aq) + Zn(sz) ↔ Zn2+(aq) + H2(g)
Redox-egyenletek rendezése: a) (fél)részreakciók módszerével • MnO4-(aq) + Fe2+(aq)↔ Mn2+(aq) + Fe3+(aq) +7 +2 +2 +3 Részreakciók módszere (elektronszámváltozások számbavételével): MnO4-(aq)+ 5 e- + 8 H+(aq)= Mn2+(aq)+4 H2O5 e--os redukciós részfolyamat Fe2+(aq)= Fe3+(aq) + e- : 1 e--os oxidációs részfolyamat A részreakciókat az elektronok megmaradásához itt 1:5 arányban kell összeadni. MnO4-(aq)+5Fe2+(aq) +8H+(aq)= Mn2+(aq)+5Fe3+(aq)+4 H2O
Redox-egyenletek rendezése: b) az oxidációs számváltozások módszerével • MnO4-(aq) + Fe2+(aq)↔ Mn2+(aq) + Fe3+(aq) +7 +2 +2 +3 Oxidációs számváltozások: Dox.fok: -5 +1 (+5 -1) Az elektronszámváltozások arányok számbavételével: MnO4-(aq) + 5 Fe2+(aq)↔ Mn2+(aq) + 5 Fe3+(aq) Az oxigénfeleslegetprotonok(8H+(aq)) hozzáadásával vízzé konvertáljuk. (Az esetleges oxigénhiánytvízzel vagy OH--ionokkal kompenzáljuk, amelyek a vizesközegben rendelkezésre állnak.) Az elemenkénti (H, O, egyéb atomok szerinti) anyagmérlegeket mindenesetben kiegyensúlyozzuk. Ha jól dolgoztunk az egyenlet töltésmérlege is rendben lesz (mindig ellenőrizzük!): (17+) MnO4-(aq)+5Fe2+(aq) +8H+(aq)= Mn2+(aq)+5Fe3+(aq)+4 H2O (17+)