Dette er et gennemarbejdet eksempel redox reaktionsproblem der viser, hvordan man beregner volumen og koncentration af reaktanter og produkter ved hjælp af en afbalanceret redox-ligning.
Key takeaways: Redox Reaction Chemistry Problem
- En redoxreaktion er en kemisk reaktion, hvor reduktion og oxidation finder sted.
- Det første trin i løsning af enhver redoxreaktion er at afbalancere redox-ligningen. Dette er en kemisk ligning, der skal afbalanceres både for ladning og masse.
- Når redox-ligningen er afbalanceret, skal du bruge molforholdet til at finde koncentrationen eller volumenet af en hvilken som helst reaktant eller et produkt, forudsat volumen og koncentration af enhver anden reaktant eller produkt er kendt.
Hurtig redox-gennemgang
En redoxreaktion er en type kemisk reaktion, hvori røduction og okseidation forekomme. Fordi elektroner overføres mellem kemiske arter, ioner form. Så for at afbalancere en redoxreaktion kræver det ikke kun, at massen afbalanceres (antal og type atomer på hver side af ligningen), men også opladning. Med andre ord er antallet af positive og negative elektriske ladninger på begge sider af reaktionspilen det samme i en afbalanceret ligning.
Når ligningen er afbalanceret, vil molforhold kan bruges til at bestemme volumen eller koncentration af enhver reaktant eller produkt, så længe volumen og koncentration af enhver art er kendt.
Redox-reaktionsproblem
Givet følgende afbalancerede redox-ligning for reaktionen mellem MnO4- og Fe2+ i en sur opløsning:
- MnO4-(aq) + 5 Fe2+(aq) + 8 H+(aq) → Mn2+(aq) + 5 Fe3+(vandig) + 4 H2O
Beregn volumen på 0,100 M KMnO4 behov for at reagere med 25,0 cm3 0,100 M Fe2+ og koncentrationen af Fe2+ i en løsning, hvis du ved, at 20,0 cm3 opløsning reagerer med 18,0 cm3 på 0,100 KMnO4.
Sådan løses
Da redox-ligningen er afbalanceret, er 1 mol MnO4- reagerer med 5 mol Fe2+. Ved hjælp af dette kan vi få antallet af mol Fe2+:
- mol Fe2+ = 0,100 mol / L x 0,0250 L
- mol Fe2+ = 2,50 x 10-3 mol
- Brug af denne værdi:
- mol MnO4- = 2,50 x 10-3 mol Fe2+ x (1 mol MnO4-/ 5 mol Fe2+)
- mol MnO4- = 5,00 x 10-4 mol MnO4-
- volumen på 0,100 M KMnO4 = (5,00 x 10)-4 mol) / (1,00 x 10-1 mol / l)
- volumen på 0,100 M KMnO4 = 5,00 x 10-3 L = 5,00 cm3
For at opnå koncentrationen af Fe2+ stillet i anden del af dette spørgsmål, arbejdes problemet på samme måde bortset fra at løse den ukendte jernionkoncentration:
- mol MnO4- = 0,100 mol / L x 0,180 L
- mol MnO4- = 1,80 x 10-3 mol
- mol Fe2+ = (1,80 x 10)-3 mol MnO4-) x (5 mol Fe2+ / 1 mol MnO4)
- mol Fe2+ = 9,00 x 10-3 mol Fe2+
- koncentration Fe2+ = (9,00 x 10)-3 mol Fe2+) / (2,00 x 10-2 L)
- koncentration Fe2+ = 0,450 M
Tips til succes
Når du løser denne type problemer, er det vigtigt at kontrollere dit arbejde:
- Kontroller, at den ioniske ligning er afbalanceret. Sørg for, at antallet og typen af atomer er det samme på begge sider af ligningen. Sørg for, at den elektriske nettoladning er den samme på begge sider af reaktionen.
- Vær forsigtig med at arbejde med molforholdet mellem reaktanter og produkter og ikke med grammængderne. Du bliver muligvis bedt om at give et endeligt svar i gram. I så fald skal du arbejde på problemet ved hjælp af mol og derefter bruge molekylmassen af arten til at konvertere mellem enheder. Molekylmassen er summen af atomvægten af elementerne i en forbindelse. Multiplicer atomernes vægte med ethvert abonnement efter deres symbol. Multipliser ikke med koefficienten foran forbindelsen i ligningen, fordi du allerede har taget det i betragtning på dette punkt!
- Vær omhyggelig med at rapportere mol, gram, koncentration osv. Ved hjælp af det rigtige antal væsentlige tal.
Kilder
- Schüring, J., Schulz, H. D., Fischer, W. R., Böttcher, J., Duijnisveld, W. H., eds (1999). Redox: Fundamentals, Processes and Applications. Springer-Verlag, Heidelberg ISBN 978-3-540-66528-1.
- Tratnyek, Paul G.; Grundl, Timothy J.; Haderlein, Stefan B., red. (2011). Akvatisk redoxkemi. ACS Symposium Series. 1071. ISBN 9780841226524.