Stechiometria reakcji chemicznych

+1
NaCl
-1 +2 -1 +2 +6 -2
CaF 2
BaSO 4
8. Reakcje nieredoksowe nie zmieniają stopni utlenienia biorących w nich udział atomów.
Przykład 4.3. Dobieranie stopni utlenienia
Przypisać stopnie utlenienia atomom w następujących związkach:
Li 2 O, Fe 2 O 3 , H 2 C 2 O 4 , MnSO 4 , Sb 2 S 3 .
Rozwiązanie. W przypadku tlenku litu mamy do dyspozycji dwie reguły określające stopień
utlenienia pierwiastków w związkach. Regułę 7, która mówi, iż litowcom w związkach
przypisujemy stopień utlenienia +1 oraz regułę 6, według której przypiszemy atomowi tlenu
stopień utlenienia −2, zatem:
+1 -2
Li 2
O
W przypadku tlenku żelaza(III) posłużymy się najpierw regułą 6, czyli przypiszemy
atomowi tlenu stopień utlenienia −2. Stopień utlenienia żelaza wyliczymy posługując się
regułą 2:
2·x + 3·(−2) = 0 (stopień utlenienia żelaza oznaczony został jako x)
x = 6/2 = 3 zatem
+3 -2
Fe 2
O 3
Obliczając stopnie utlenienia atomów dla kwasu szczawiowego H 2 C 2 O 4 posłużymy
się regułą 5, 6 i 2. Przypisujemy stopnie utlenienia atomom wodoru (+1), atomom tlenu
(−2), a stopień utlenienia węgla wyliczamy z równania:
2·x + 2·(+1) + 4·(−2) = 0 ⇒ 2·x = 8 − 2 ⇒ x = 3
+1 +3
H 2
C 2
O 4
Kolejny przykład może sprawiać trudności. Aby dobrać stopnie utlenienia manganu i
siarki w siarczanie(VI) manganu (stopień utlenienia tlenu uznajemy za równy −2 zgodnie z
regułą 6) należy zdawać sobie sprawę z faktu, iż siarczan manganu jest solą kwasu
siarkowego(VI). Można go zatem z tego kwasu otrzymać np. na drodze reakcji wymiany
protonów, czyli reakcji nieredoksowej (patrz reguła 8) np.:
Mn(OH) 2 + H 2 SO 4 = MnSO 4 + 2H 2 O
Jeżeli wyliczymy stopień utlenienia siarki dla kwasu siarkowego(VI) to taki sam
stopień utlenienia będzie mieć siarka we wszystkich solach tego kwasu - siarczanach(VI).
Ponieważ dla kwasu siarkowego(VI) stopień utlenienia siarki wynosi (+6) (proszę wykonać
to obliczenie!) to dla siarczanu manganu mamy:
x + 6 + 4·(−2) = 0 ⇒ x = 8 − 6 ⇒ x = 2
MnSO 4
Podobny problem napotykamy w przypadku Sb 2 S 3 . Również tutaj musimy posłużyć
się regułą 8 i zauważyć, iż siarczek antymonu(III) jest pochodną kwasu siarkowodorowego:
2SbCl 3 + 3H 2 S = Sb 2 S 3 + 6HCl
Ponieważ w siarkowodorze siarka występuje na stopniu utlenienia (−2) to dla
antymonu wyliczamy: 2·x + 3·(−2) = 0 ⇒ 2·x = 6 ⇒ x = 3
-2
+2+6 -2
+3 -2
Sb 2
S 3
Bilansowanie reakcji redoksowych metodą stopni utlenienia zostanie omówione na
kilku przykładach.
- 6 -