See on toimiv näide redoksreaktsiooni probleem näidatakse, kuidas reagentide ja toodete mahtu ja kontsentratsiooni arvutada tasakaalustatud redoksvõrrandi abil.
Võtmeisikud: redoksreaktsiooni keemia probleem
- Redoksreaktsioon on keemiline reaktsioon, milles toimub redutseerimine ja oksüdeerumine.
- Mis tahes redoksreaktsiooni lahendamise esimene samm on redoksvõrrandi tasakaal. See on keemiline võrrand, mis peab olema tasakaalus nii laengu kui ka massi jaoks.
- Kui redoksvõrrand on tasakaalus, kasutage moolsuhet mis tahes reagendi või toote kontsentratsiooni või mahu leidmiseks, eeldusel, et mõne muu reagendi või toote maht ja kontsentratsioon on teada.
Kiire redoksi ülevaade
Redoksreaktsioon on teatud tüüpi keemiline reaktsioon, milles punaneuction ja härgidatsioon tekkida. Sest elektronid kantakse keemiliste liikide vahel, moodustuvad ioonid. Nii et redoksreaktsiooni tasakaalustamiseks pole vaja mitte ainult massi (aatomite arvu ja tüübi võrrandi mõlemal küljel), vaid ka tasakaalustamist. Teisisõnu, positiivsete ja negatiivsete elektrilaengute arv reaktsiooninoole mõlemal küljel on tasakaalustatud võrrandis sama.
Kui võrrand on tasakaalus, siis moolide suhe võib kasutada mis tahes lahuse mahu või kontsentratsiooni määramiseks reagent või saadust, kui kõigi liikide maht ja kontsentratsioon on teada.
Redoksi reaktsiooni probleem
Arvestades järgmist tasakaalustatud redoksvõrrandit MnO vahelise reaktsiooni jaoks4- ja Fe2+ happelises lahuses:
- MnO4-(aq) + 5 Fe2+(aq) + 8 H+(aq) → Mn2+(aq) + 5 Fe3+(aq) + 4H2O
Arvutage maht 0,100 M KMnO4 reageerimiseks vaja 25,0 cm3 0,100 M Fe2+ ja Fe kontsentratsioon2+ lahenduses, kui teate, et 20,0 cm3 lahus reageerib 18,0 cm-ga3 0,100 KMnO4.
Kuidas lahendada
Kuna redoksvõrrand on tasakaalus, 1 mol MnO4- reageerib 5 mol Fe-ga2+. Selle abil saame Fe moolide arvu2+:
- mutid Fe2+ = 0,100 mol / L x 0,0250 L
- mutid Fe2+ = 2,50 x 10-3 mol
- Selle väärtuse kasutamine:
- mutid MnO4- = 2,50 x 10-3 mol Fe2+ x (1 mol MnO4-/ 5 mol Fe2+)
- mutid MnO4- = 5,00 x 10-4 mol MnO4-
- maht 0,100 M KMnO4 = (5,00 x 10-4 mol) / (1,00 x 10-1 mol / L)
- maht 0,100 M KMnO4 = 5,00 x 10-3 L = 5,00 cm3
Fe kontsentratsiooni saamiseks2+ Selle küsimuse teises osas küsiti, et probleem töötab samamoodi, välja arvatud teadmata rauaioonide kontsentratsiooni lahendamine:
- mutid MnO4- = 0,100 mol / L x 0,180 L
- mutid MnO4- = 1,80 x 10-3 mol
- mutid Fe2+ = (1,80 x 10-3 mol MnO4-) x (5 mol Fe2+ / 1 mol MnO4)
- mutid Fe2+ = 9.00 x 10-3 mol Fe2+
- kontsentratsioon Fe2+ = (9,00 x 10-3 mol Fe2+) / (2,00 x 10-2 L)
- kontsentratsioon Fe2+ = 0,450 M
Näpunäited edu saavutamiseks
Seda tüüpi probleemide lahendamisel on oluline kontrollida oma tööd:
- Kontrollige, kas ioonvõrrand on tasakaalus. Veenduge, et aatomite arv ja tüüp oleksid võrrandi mõlemal küljel ühesugused. Veenduge, et elektrienergia netolaeng oleks mõlemal pool reaktsiooni ühesugune.
- Töötage ettevaatlikult reagentide ja toodete moolsuhtega, mitte grammikogustega. Teil võidakse paluda anda lõplik vastus grammides. Kui jah, siis töödelge probleemiga moolide abil ja seejärel kasutage liigi molekulmassi ühikute vaheliseks teisendamiseks. Molekulmass on ühendi elementide aatommasside summa. Korrutage aatomite aatommassid mis tahes alamrühmaga, mis järgneb nende sümbolile. Ärge korrutage võrrandis oleva ühendi ees oleva koefitsiendiga, sest olete seda juba selles punktis arvesse võtnud!
- Esitage ettevaatlikult mooli, grammi, kontsentratsiooni jms kohta õigeid andmeid oluliste arvude arv.
Allikad
- Schüring, J., Schulz, H D., Fischer, W. R., Böttcher, J., Duijnisveld, W. H., toim (1999). Redox: alused, protsessid ja rakendused. Springer-Verlag, Heidelberg ISBN 978-3-540-66528-1.
- Tratnyek, Paul G.; Grundl, Timothy J.; Haderlein, Stefan B., toim. (2011). Vee redokside keemia. ACS sümpoosiumiseeria. 1071. ISBN 9780841226524.