Innehållsförteckning

1. Halvcellsmetoden – basisk lösning

Ex.: Halvcellsmetoden, redoxformel och koncentration

1. Halvcellsmetoden

Används för basiska lösningar. $pH>7$ . Kan uppta vätejoner, ge bort elektronpar.

Skriv obalanserad reaktionsformel i jonform
Skriv obalanserade halvcellsreaktioner
Fortsätt för varje halvcell med att:
- a. Balansera allt utom O och H
- b. Balansera O med $H_2O$
- c. Balansera H med
  - cI. Lägg till motsvarande mängd $OH^-$ på båda sidorna
  - cII. Gör vatten av $H^+$ och $OH^-$
- d. Balansera laddningar med elektroner
Gör antalet elektroner lika på båda sidor
Sätt samman halvcellsreaktionerna
Ta bort lika ämne
Kontrollera massbalans och elektroneutralitet!

Exempel

Nedan följer exempel.

Ex.: Halvcellsmetoden

Hypoklorit reagerar med $Cr(OH)_4^-$ i basisk lösning varvid det bildas kromatjon och kloritjon. Skriv reaktionen!

Lösning

1. Skriv obalanserad reaktionsformel i jonform:
$ClO^-+Cr(OH)_4^-\not\to CrO_4^{2-}+Cl^-$

2. Halvcellerna
Delar upp reaktionen i två delar.

Börjar med $ClO^- \not\to Cl^-$ .

2a. Balansering av allt utom O och H. VL:HL nedan.

1:1.

2b. Balansering av O med $H_2O$ .

1:o. Får: $ClO^- \not\to Cl^-+H_2O$ .

2c. Balanserar H med $H^+$

cI. Lägg till $H^+$ . 0:2. Får $2H^++ClO^- \not\to Cl^-+H_2O$ .
cII. Lägger till samma mängd (2) $OH^-$ på båda sidorna. $2OH^-+2H^++ClO^- \not\to Cl^-+H_2O+2OH^-$ .
cIII. Gör vatten av $H^+$ och $OH^-$ . $2H_2O+ClO^- \not\to Cl^-+H_2O+2OH^-$ .

2d. Balansera laddningar med elektroner

-1:-3. Lägger in 2 elektroner VL. $2e^-+ 2H_2O+ClO^- \not\to Cl^-+H_2O+2OH^-$ .

Genomför (2) på halvcellen $Cr(OH)_4^-\not\to CrO_4^{2-}$ .

2a. Balansering 1:1. Ok.

2b. O med $H_2O$ . 4:4. Ok

2c. H med $H^+$
2cI. 4:0. $Cr(OH)_4^-\not\to CrO_4^{2-}+4H^+$ .
2cII. Samma mängd $OH^-$ . $4OH^-+Cr(OH)_4^-\not\to CrO_4^{2-}+4H^++4OH^-$ .
2cIII. Vatten av $H^+$ och $OH^-$ . $4OH^-+Cr(OH)_4^-\not\to CrO_4^{2-}+4H_2O$ .

2d. Samma laddningar. -5:-2. $4OH^-+Cr(OH)_4^-\not\to CrO_4^{2-}+4H_2O + 3e^-$ .

Har nu alltså de två halvcellsreaktionerna:

$2e^-+ 2H_2O+ClO^- \not\to Cl^-+H_2O+2OH^-$ (*)
$4OH^-+Cr(OH)_4^-\not\to CrO_4^{2-}+4H_2O + 3e^-$ (**)

3. Gör antalet elektroner lika på båda sidor. Detta uppnås genom: 3(*) och 2(**):

$6e^-+ 6H_2O+3ClO^- \not\to 3Cl^-+3H_2O+6OH^-$
$8OH^-+2Cr(OH)_4^-\not\to 2CrO_4^{2-}+8H_2O + 6e^-$

4. Sätt samman halvcellsreaktionerna.

VL: $6e^-+ 6H_2O+3ClO^- +8OH^-+2Cr(OH)_4^-\not\to$
HL: $3Cl^- + 3H_2O + 6OH^- + 2CrO_4^{2-} + 8H_2O + 6e^-$

5. Ta bort lika ämnen

$e^-$ . 6:6. Behåll 0.
$H_2O$ . 6:3+8=6:11. Behåll 5 HL.
$OH^-$ . 8:6. Behåll 2 VL.
Får: $3ClO^- +2OH^-+2Cr(OH)_4^- \to 3Cl^- + 2CrO_4^{2-} + 5H_2O$

6. Kontrollera massbalans och elektroneutralitet!

Cl. 3:3.
O. 3+2+8:8+5=13:13. Ok
H. 2+8:10=10:10. Ok
Cr. 2:2. Ok
Elektroneutralitet. (-)(3+2+2:3+4=7:7) Ok!

Ex.: Redoxformel och koncentration

För att bestämma sulfitjonkoncentrationen i ett avloppsvatten titrerades 25,00 ml prov med en 0,02237 mol/l $KMnO_4^-$ lösning (violett färg).
Då 31,46 ml tillsatts av kaliumpermanganatlösningen kvarstod den violetta färgen.
Skriv den balanserade redoxformeln (jonform) för reaktionen i sur lösning om sulfatjon och mangan(II)jon bildas och beräkna koncentrationen sulfitjoner i avloppsvattnet.