KOOA05 F2 (ej nomenklatur)

Oxidationstal (ox-tal). Reaktionstyper. Oxidationstalsmetoden (ox-talsmetoden)

Exempel: Ox-tal. Ox-talsmetoden

Oxidationstal (ox-tal)

Anges normalt med romerska siffror ovanför atomen/molekylen

Syfte

  • Balansera formler
  • Vad oxideras eller reduceras?

Innebär

  • Ensam atom & molekyl: 0
  • Summan i förening: 0
    • Men de olika atomerna kan ha olika laddning
  • Jon: Laddningen
  • Väte (H) och icke-metaller: +1
  • Metaller: -1
  • Syre (o): -2
    • OF_2: +2
    • Peroxider (innehåller en peroxidgrupp, O_2^{2-} ): -1

Reaktionstyper

Rektant till produkt. Vilka typer finns?

Fasomvandling

Intermolekylära krafter. Från ett tillstånd till ett annat.

H_2O(l)\to H_2o(s)

Upplösning/utfällning

En substans är inte löslig i lösningsmedlet och det bildas en fällning

Lösning i vatten (aq): PbCl_2(s)\to Pb^{2+}(aq)+2Cl^-(aq)

Syra/bas

”Flytt av vätejoner”

H_2O+H_2SO_4\to H^++HSO_4^-+H_3O^+

Reduktion – oxidation (red/Ox eller redox)

Ox-talet förändras, elektronerna flyttar. I dagligt tal: reaktion med syre.

Zn(s)+2H^+(aq)\to Zn^{2+}(aq)+H_2(g)

Förbränning

Bränsle reagerar med oxidationsmedel och värme bildas

Bladning mellan metanol och vatten: C_2H_5OH+3O_2(g)\to 3H_2O(l)+2CO_2(g)

Oxidationstalsmetoden (ox-talsmetoden)

En metod för att balansera redox-reaktioner.

  1. Identifiera oxiderande- och reducerande ämnen
  2. Ange redoxarnas ox-tal
  3. Beräkna antalet redox-steg
  4. Beräkna kvoten \frac{\text{Red}}{\text{Ox}} eller \frac{\text{Ox}}{\text{Red}}
  5. Använd kvoten för att balansera
    • Balansera syre (O) med vatten (H_2O)
    • Balansera väte (H) med vätejoner (H^+)
      • Basisk lösning? Nautralisera vätejonerna (H^+) med lika mängder OH^- i VL och HL.
  6. Kontrollera massbalans och laddning.

Exempel

Ex.: Ox-tal

a) SO_4^{2-} ?

Kan enligt ovan räkna ut laddningen på syret: 4 \cdot -2=-8.

Jonens laddning: -2. Så S+(-8)=-2\Leftrightarrow S=6.

Svar: S(-VI)O(-II)_4^{-2}

b) H_2O?

Vet: H: +1 och O: -2 alltså blir det: H(I)_2O(-II). Stämmer? Koll: 2\cdot I+2\cdot (-2)=0. Summan i förening ska vara noll. Stämmer alltså!

Ex.: Ox-talsmetoden

Skriv formeln för:
Arsenik(III)sulfid reagerar med salpetersyra varvid det bildas arsenatjon, sulfatjon och kväve(IV)oxid.

Lösning

  1. Oxiderande och reducerande ämnen
    • Arsenik(III)sulfid: As^{(III)}_2S_3. Får laddningen 6 från As^{III}_2 alltså måste S_3 ha laddningen -II. Vilket ger: As^{III}_2S^{-II}_3.
    • Salpetersyra: NO_3^-
    • Arsenatjon: AsO_4^{3-}
    • Sulfatjon: SO_4^{2-}
    • Kväve(IV)oxid: N^{IV}O^{-II}_2.
    • Den obalanserade reaktionsformeln blir alltså: As^{(III)}_2S^{(II)}_3+NO_3^-\not\to AsO_4^{3-}+SO_4^{2-}+N^{(IV)}O_2^{(-II)}
  2. Identifiera redoxarnas ox-tal
    • NO_3^-: Varje O ger -2 och totala laddningen är -1. Alltså är laddningen för N 5. N^{(V)}O_3^{(-II)-}
    • AsO_4^{3-}: Syret: -8. Totalt -3 Alltså As 5. As^{(V)}O^{(-II)3-}_4
    • SO_4^{2-}. Syret: -8, totalt -2 ger S=6. S^{(VI)}O^{(-II)2-}_4
    • Den nya reaktionsformeln blir: As^{(III)}_2S^{(-II)}_3+N^{(V)}O_3^{(-II)-}\not\to As^{(V)}O^{(-II)3-}_4+S^{(VI)}O^{(-II)2-}_4+N^{(IV)}O_2^{(-II)}
  3. Beräkna antalet redox-steg
    • As: går från (III) till (V) och det fanns initialt två atomer: (5-3)*2=4.
    • S: går från (-II) till (VI) och det fanns initialt tre atomer: (6-(-2))*3=24.
    • Totalt avges alltså 28 e-.
    • N: går från (V) till (IV) och det fanns en atom: Upptar en e-
  4. Kvoten \frac{\text{Red}}{\text{Ox}} eller \frac{\text{Ox}}{\text{Red}}
    • \frac{28}{1}=28
  5. Balansera formeln. O med H_2O, H med H^+ samt övriga.
    • Massbalans och kvoten ovan: As^{(III)}_2S^{(-II)}_3+28N^{(V)}O_3^{(-II)-}\not\to 2As^{(V)}O^{(-II)3-}_4+3S^{(VI)}O^{(-II)2-}_4+28N^{(IV)}O_2^{(-II)}
    • Syret (O). VL: 28\cdot 3=84. HL: 2\cdot 4+3\cdot 4+28\cdot 2=76. Lägger in 8 H_2O.
    • Vätet (H). VL: 0(!). HL: 8\cdot 2=16 (kommer från vattnet ovan). Lägger alltså till 8 st H^+ på VL.
    • Den slutliga formeln blir alltså: 16H^++As_2S_3+28NO_3^-\to 2AsO_4^{3-}+3SO_4^{2-}+28NO_2+8H_2O.
  6. Massbalansen och laddningen?
    • H: 16=8\cdot 2=16 ok.
    • As: 2=2\cdot 1=2 ok.
    • S: 3=3\cdot 1=3 ok.
    • N: 28=28 ok.
    • O: 28\cdot 3=2\cdot 4+3\cdot 4+28\cdot 2+8\cdot 1=84
    • Laddningen? VL: -12. HL: 2\cdot(-3)+3\cdot(-2)=-12

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *

Denna webbplats använder Akismet för att minska skräppost. Lär dig hur din kommentardata bearbetas.