Eksempler - Redoks

Kjemiprogram - Nedlasting

Redoks - reduksjon og oksidasjon - oppgaver og løsninger

Eksempel 1

Balanser: Fe⁺² + MnO₄^- + H⁺ --> Fe⁺³ + Mn⁺² + H₂O

Løsning:
Oksidasjonstallet til oksygen er -2 (retningslinjer 1). Denne kunnskap medfører at man ved bruk av retningslinje 4 (netto ladning) kan bestemme oksidasjonstallet for mangan. Oksidasjonstallet til mangan må være +7 fordi: 4*(-2)+7 = -1 (nettoladningen)

Jern: Fe⁺² - e^- --> Fe⁺³ Multipliser med 5
Mangan: Mn⁺⁷ + 5e^- --> Mn⁺² Multipliser med 1
------------------------------------------------
Redoks: 5Fe⁺² + Mn⁺⁷ --> 5Fe⁺³ + Mn⁺²

Molekyler/atomer/ion som nå ikke er i balanse, kan nå bli balansert ved inspeksjon.

5Fe⁺² + MnO₄^- + H⁺ --> 5Fe⁺³ + Mn⁺² + H₂O

5Fe⁺² + MnO₄^- + 8H⁺ --> 5Fe⁺³ + Mn⁺² + 4H₂O

CHEMIX løsning:
Skriv inn: Fe⁺² + MnO₄^- + H⁺ > Fe⁺³ + Mn⁺² + H₂O
i ett av feltene for halvreaksjoner og beregn.
NB: I dette tilfellet skal kun ett av feltene for halvreaksjoner inneholde en ligning (det andre feltet må være tomt).

Eksempel 2

Balanser redoksligningen ved bruk av følgende to halvreaksjoner

H₂C₂O₄ --> 2CO₂ + 2H⁺ + 2e^-
Cr₂O₇^-2 + 14H⁺ + 6e^- --> 2Cr⁺³ + 7H₂O

Løsning:
Multipliser den første halvreaksjonen med 3. Siden det nå etter dette er like mange elektroner på begge sider av ligningen kan disse fjernes.

3H₂C₂O₄ --> 6CO₂ + 6H⁺ + 6e^-
Cr₂O₇^-2 + 14H⁺ + 6e^- --> 2Cr⁺³ + 7H₂O

Legg de to ligningene sammen. Fjern elektronene og H⁺ ionene som befinner seg på høyre side. Husk å fjerne et tilsvarende antall H⁺ ion på ligningens venstre side.
Redoks ligning: 3H₂C₂O₄ + Cr₂O₇^-2 + 8H⁺ --> 6CO₂ + 2Cr⁺³ + 7H₂O

CHEMIX løsning:
Skriv inn de to halvcellereaksjonene:
H₂C₂O₄ > 2CO₂ + 2H⁺ + 2e^-
Cr₂O₇^-2 + 14H⁺ + 6e^- > 2Cr⁺³ + 7H₂O
og beregn.

Eksempel 3

Bestem likevektskonstanten for reaksjonen mellom metallisk kobber og brom under dannelse av Cu⁺² og Br^- ved 25^oC
Br₂ + 2e^- --> 2Br^- E⁰ = 1.09 V
Cu --> Cu⁺² + 2e^- E⁰ = -0.34 V
---------------------------------
Cu + Br₂ --> Cu⁺² + 2Br^-

Løsning:
Det beregnede cellepotensialet : E⁰_cell = 1.09 V -0.34 V = 0.75 V
Beregn delta

G ved å skrive inn n=2 and E⁰_cell=0.75 V i ligningen: delta

G = -n F E⁰
Overfør delta

G til ligningen: - delta

G = RT ln K (ln K = - delta

G/RT) og beregn.
ln K = 58.36 --> K = e^58.38 = 2.27E25

CHEMIX løsning:
Steg 1) Skriv inn begge halvreaksjonene
Br₂ + 2e^- > 2Br^- E⁰ = 1.09 V
Cu > Cu⁺² + 2e^- E⁰ = -0.34 V
og beregn cellepotensialet.
Steg 2) Skriv inn n=2 (-n=-2) og E⁰_celle=0.75 V i ligningen: delta

G = -n F E⁰ og beregn.
Step 3) Overfør resultatet av delta

G til ligningen: - delta

G = R T ln K og beregn K.

Eksempel 4

Balanser og bestem cellepotentialet (E⁰_cell), G and K. : Fe⁺²+ O₂ + H⁺ --> Fe⁺³ + H₂O
når man vet at:
Fe⁺³ + e^- --> Fe⁺² E⁰ = 0.77 V
O₂ + 4H⁺ + 4e^- --> 2 H₂O E⁰ = 1.23 V

Løsning:
Snu den ene halvreaksjonen. Husk samtidig å forandre fortegn: E⁰ (0.77 V --> -0.77 V).
Fe⁺² --> Fe⁺³ + e^- Multipliser med 4
O₂ + 4H⁺ + 4e^- --> 2 H₂O
--------------------------------------------
Redoks: 4Fe⁺²+ O₂ + 4H⁺ --> 4Fe⁺³ + 2H₂O

Cellepotensialet kan beregnes ved å summere red. og oks. halvpotensialene.
E⁰_cell = -0.77 V + 1.23 V = 0.46 V
Beregn delta

G ved å skrive inn n=4 (-n=-4) og E⁰_cell=0.46 V i ligningen.: delta

G = -n F E⁰
Skriv inn verdien av delta

G i ligningen : - delta

G = RT ln K (ln K = - delta

G/RT) og beregn.
ln K = 71.62 --> K = e^71.62 = 1.27E31

CHEMIX løsning:
Steg 1) Skriv inn første og andre halvreaksjon (husk å snu første halvreaksjon)
Fe⁺³ + e^- > Fe⁺²
O₂ + 4H⁺ + 4e^- > 2 H₂O
and beregn cellepotensialet.
Steg 2) Skriv inn n=4 (-n=-4) og E⁰_cell i ligningen: delta

G = -n F E⁰ or ln K = - delta

G/RT og beregn.
Steg 3) Overfør resultatet av delta

G til ligningen: - delta

G = R T ln K og beregn K.

Elektrokjemi
Redoks - Reduksjon og Oksidasjon
Oksidasjonstall

Kjemiprogram - Hjem