Slik løser du et redoksreaksjonsproblem

Dette er et gjennomarbeidet eksempel redoks reaksjonsproblem som viser hvordan man beregner volum og konsentrasjon av reaktanter og produkter ved hjelp av en balansert redoks-ligning.

Key Takeaways: Redox Reaction Chemistry Problem

En redoksreaksjon er en type kjemisk reaksjon der røduction og okseidation skje. Fordi elektroner overføres mellom kjemiske arter, ioner form. For å balansere en redoksreaksjon krever det ikke bare å balansere masse (antall og type atomer på hver side av ligningen), men også lading. Med andre ord, antall positive og negative elektriske ladninger på begge sider av reaksjonspilen er det samme i en balansert ligning.

Når ligningen er balansert, vil føflekkforhold kan brukes til å bestemme volumet eller konsentrasjonen til hvilket som helst reaktant eller produkt så lenge volumet og konsentrasjonen av noen art er kjent.

Gitt følgende balanserte redoksligning for reaksjonen mellom MnO₄^- og Fe²⁺ i en sur løsning:

• MnO₄^-(aq) + 5 Fe²⁺(aq) + 8 H⁺(aq) → Mn²⁺(aq) + 5 Fe³⁺(aq) + 4 H₂O

Beregn volumet på 0,100 M KMnO₄ nødvendig for å reagere med 25,0 cm³ 0,100 M Fe²⁺ og konsentrasjonen av Fe²⁺ i en løsning hvis du vet at 20,0 cm³ av løsningen reagerer med 18,0 cm³ på 0,100 KMnO₄.

Siden redoks-ligningen er balansert, 1 mol MnO₄^- reagerer med 5 mol Fe²⁺. Ved å bruke dette kan vi få antall føflekker²⁺:

• føflekker Fe²⁺ = 0,100 mol / L x 0,0250 L
• føflekker Fe²⁺ = 2,50 x 10^-3 mol
• Bruker denne verdien:
• føflekker MnO₄^- = 2,50 x 10^-3 mol Fe²⁺ x (1 mol MnO₄^-/ 5 mol Fe²⁺)
• føflekker MnO₄^- = 5,00 x 10^-4 mol MnO₄^-
• volum på 0,100 M KMnO₄ = (5,00 x 10)^-4 mol) / (1,00 x 10^-1 mol / l)
• volum på 0,100 M KMnO₄ = 5,00 x 10^-3 L = 5,00 cm³

For å oppnå konsentrasjonen av Fe²⁺ spurt i den andre delen av dette spørsmålet, blir problemet jobbet på samme måte med unntak av å løse den ukjente jernionkonsentrasjonen:

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

Når du løser denne typen problemer, er det viktig å sjekke arbeidet ditt:

• Kontroller at den ioniske ligningen er balansert. Forsikre deg om at antall og type atomer er den samme på begge sider av ligningen. Forsikre deg om at nettets elektriske ladning er den samme på begge sider av reaksjonen.
• Vær forsiktig med å arbeide med molforholdet mellom reaktanter og produkter og ikke grammengdene. Du kan bli bedt om å gi et endelig svar i gram. I så fall, arbeid problemet ved å bruke føflekker og bruk deretter molekylmassen til arten for å konvertere mellom enhetene. Molekylmassen er summen av atomvektene til elementene i en forbindelse. Multipliser atomens vekter med atomer med eventuelle abonnement som følger deres symbol. Multipliser ikke med koeffisienten foran forbindelsen i ligningen, fordi du allerede har tatt hensyn til det på dette tidspunktet!
• Vær nøye med å rapportere føflekker, gram, konsentrasjon osv. Ved å bruke riktig antall viktige tall.

• Schüring, J., Schulz, H. D., Fischer, W. R., Böttcher, J., Duijnisveld, W. H., eds (1999). Redox: Grunnleggende, prosesser og applikasjoner. Springer-Verlag, Heidelberg ISBN 978-3-540-66528-1.
• Tratnyek, Paul G.; Grundl, Timothy J.; Haderlein, Stefan B., red. (2011). Aquatic Redox Chemistry. ACS Symposium Series. 1071. ISBN 9780841226524.