To jest chemia 1. Podręcznik. Zakres podstawowy | Strona 294 | Zadanie 93
Ustal współczynniki stechiometryczne w podanych równaniach reakcji chemicznych (a-g), stosując metodę bilansu elektronowego. Wskaż utleniacz i reduktor.
a)
\[ \begin{matrix}0\\Si\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ +\ \ \ \\\end{matrix}\begin{matrix}I\ -I\\\ HF\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ \rightarrow\ \ \ \\\end{matrix}\ \begin{matrix}IV\ -I\\{\rm SiF}_4\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ +\ \ \ \\\end{matrix}\begin{matrix}0\\H_2\\\end{matrix}\]
Równania połówkowe bilansu elektronowego.
\[ Si\rightarrow\ {\rm Si}^{4+}\ +\ {4e}^-\]
\[ {2\ H}^++\ {2e}^-\rightarrow\ H_2\ |\ \cdot\ 2\]
\[ {4\ H}^++\ {4e}^-\rightarrow\ {2\ H}_2\]
Utleniacz: HF
Reduktor: Si
Sumaryczne równanie reakcji:
\[ Si\ +\ 4\ HF\rightarrow\ {\rm SiF}_4\ +\ 2\ H_2\]
b)
\[ \begin{matrix}IV\ -I\\SiF_4\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ +\ \ \ \\\end{matrix}\begin{matrix}0\\\ Na\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ \rightarrow\ \ \ \\\end{matrix}\ \begin{matrix}0\\\ Si\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ +\ \ \ \\\end{matrix}\begin{matrix}I\ -I\\NaF\\\end{matrix}\]
Równania połówkowe bilansu elektronowego.
\[ Na\rightarrow\ {\rm Na}^+\ +\ e^-\ |\ \cdot\ 4\]
\[ {\rm Si}^{4+}+\ {4e}^-\rightarrow\ Si\]
\[ 4\ Na\rightarrow\ {4\ Na}^+\ +\ {4e}^-\ |\ \cdot\ 4\]
Utleniacz: SiF4
Reduktor: Na
Sumaryczne równanie reakcji:
\[ SiF_4\ +\ 4\ Na\rightarrow\ Si\ +\ 4\ NaF\]
c)
\[ \begin{matrix}I\ -I\\HBr\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ +\ \ \ \\\end{matrix}\begin{matrix}0\\\ {\rm Cl}_2\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ \rightarrow\ \ \ \\\end{matrix}\ \begin{matrix}0\\\ {\rm Br}_2\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ +\ \ \ \\\end{matrix}\begin{matrix}I\ -I\\HCl\\\end{matrix}\]
Równania połówkowe bilansu elektronowego.
\[\begin{matrix}\\{2\ Br}^-\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ \rightarrow\ \ \ \\\end{matrix}\ \begin{matrix}0\\\ {\rm Br}_2\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ +\ \ \ \\\end{matrix}\ \begin{matrix}\\{2e}^-\\\end{matrix}\ \]
\[ {\rm Cl}_2+\ {2e}^-\rightarrow\ {2Cl}^-\]
Utleniacz: Cl2
Reduktor: HBr
Sumaryczne równanie reakcji:
\[ 2\ HBr\ +\ {\rm Cl}_2\rightarrow{\rm Br}_2\ +\ 2\ HCl\]
d)
\[ \begin{matrix}0\\F_2\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ +\ \ \ \\\end{matrix}\begin{matrix}I\ -II\\\ H_2O\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ \rightarrow\ \ \ \\\end{matrix}\begin{matrix}I\ -I\\HF\\\end{matrix}\ \begin{matrix}\\\ \ \ +\ \ \ \\\end{matrix}\begin{matrix}0\\\ O_2\\\end{matrix}\]
Równania połówkowe bilansu elektronowego.
\[ \begin{matrix}-II\\2\ O\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ \rightarrow\ \ \ \\\end{matrix}\ \begin{matrix}0\\\ O_2\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ +\ \ \ \\\end{matrix}\ \begin{matrix}\\{4e}^-\\\end{matrix}\ \]
\[ F_2+\ {2e}^-\rightarrow\ {2F}^-\ |\ \cdot2\]
Utleniacz: F2
Reduktor: H2O
Sumaryczne równanie reakcji:
\[ 2\ F_2\ +\ 2\ H_2O\rightarrow4\ HF\ +\ O_2\]
e)
\[ \begin{matrix}0\\Fe\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ +\ \ \ \\\end{matrix}\begin{matrix}0\\\ O_2\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ \rightarrow\ \ \ \\\end{matrix}\begin{matrix}III\ -II\ \ \\\ {{\rm Fe}_2O}_3\\\end{matrix}\]
Równania połówkowe bilansu elektronowego.
\[ Fe\rightarrow\ {\rm Fe}^{3+}+{3e}^-\ |\ \cdot4\ \]
\[ O_2+\ {4e}^-\rightarrow\ {2\ O}^{2-}\ |\ \cdot3\]
\[ 4Fe\rightarrow\ {4Fe}^{3+}+{12e}^-\ \ \]
\[ 3O_2+\ {12e}^-\rightarrow\ {6\ O}^{2-}\ \]
Utleniacz: O2
Reduktor: Fe
Sumaryczne równanie reakcji:
\[ 4\ Fe\ +\ 3\ O_2\rightarrow2{\ Fe}_2O_3\]
f)
\[ \begin{matrix}III\ -II\\Fe_2O_3\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ +\ \ \ \\\end{matrix}\begin{matrix}II\ -II\\\ CO\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ \rightarrow\ \ \ \\\end{matrix}\begin{matrix}0\\\ Fe\\\end{matrix}\ +\begin{matrix}IV\ -II\ \ \\\ {\rm CO}_2\\\end{matrix}\]
Równania połówkowe bilansu elektronowego.
\[ C^{II}\rightarrow\ C^{IV}+{2e}^-\ |\ \cdot3\]
\[ {\rm Fe}^{3+}+\ {3e}^-\rightarrow\ Fe\ |\ \cdot2\]
\[{3C}^{II}\rightarrow\ 3C^{IV}+{6e}^-\ \]
\[ {2Fe}^{3+}+\ {6e}^-\rightarrow\ 2\ Fe\ \]
Utleniacz: Fe2SO3
Reduktor: CO
Sumaryczne równanie reakcji:
\[ 4\ Fe\ +\ 3\ O_2\rightarrow2{\ Fe}_2O_3\]
g)
\[ \begin{matrix}0\\Mg\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ +\ \ \ \\\end{matrix}\begin{matrix}I\ -I\\\ HCl\\\end{matrix}\begin{matrix}\\\ \ \ \rightarrow\ \ \ \\\end{matrix}\begin{matrix}II\ -I\\\ {\rm MgCl}_2\\\end{matrix}\ +\begin{matrix}0\ \\\ H_2\\\end{matrix}\]
Równania połówkowe bilansu elektronowego.
\[ Mg\rightarrow\ {\rm Mg}^{2+}+{2e}^-\ \]
\[ {2\ H}^++\ {2e}^-\rightarrow\ H_2\]
Utleniacz: HCl
Reduktor: Mg
Sumaryczne równanie reakcji:
\[ Mg\ +2\ HCl\rightarrow{\rm MgCl}_2\ +H_2\]