1

Fr. Natalino Prof. Dott. Cesare De Rossi

CHIMICA 11

CORSO

SULLE

OSSIDORIDUZIONI

2

IN D I C EA)- METODO DEL NUMERO DI OSSIDAZIONE 1)- Bilanciamento molecolare. 2)- Bilanciamento ionico. B)- METODO IONICO - ELETTRONICO CLASSICO C)- METODO IONICO-ELETTRONICO UNIVERSITARIO. D)- ESERCITAZIONI SULLA DETERMINAZIONE DEL NUMERO DI OSSIDAZIONE. E)ESERCITAZIONI SULLA DETERMINAZIONE DEI COEFFICIENTI DELLOX E DEL RED IN UNA OSSIDORIDUZIONE SIA MOLECOLARE CHE IONICA. F)- ESERCIZI SVOLTI CON IL METODO DEL NUMERO DI OSSIDAZIONE E DELLE REAZIONI PARZIALI.N.B.- Per facilitare lapprendimento del bilanciamento OssidoRiduttivo in Chimica ai miei Alunni ed Ex-Alunni, visto che i loro Professori di Scienze Naturali usano il Metodo del Numero di Ossidazione con le reazioni parziali ho preparato degli esercizi completamente svolti e spiegati passo passo. Dalla pag. 33 in poi si trovano diversi esercizi organizzati come segue: a)- Reazioni molecolari in ambiente acido: (da pag. 34 - 45) b)- Reazioni molecolari in ambiente alcalino: (da pag. 46 - 53) c)- Reazioni ioniche in ambiente acido: (da pag. 54 - 68) d)- Reazioni ioniche in ambiente alcalino; (da pag. 69 - 82)

F

rre Natalino

3

Ai miei Alunni ed Ex-Alunni

OSSIDORIDUZIONI O REAZIONI REDOXDA MEMORIZZARE 1- Cos' un'ossidoriduzione? E' una reazione chimica nella quale due o pi elementi,passando dal 1 al 2 membro, variano il loro numero di ossidazione (N.O.). 2- Cos' il numero di ossidazione (N.O.) e a cosa serve? E' un che spesso coincide con la o con la degli elementi e serve per bilanciare la stessa ossidoriduzione. 3- Com' strutturata una ossidoriduzione? La forma classica strutturata cos: F.Oss.Ox + F.Rid Red + Ambiente ------> F.Rid.Ox.+ F.Oss.Red. + Acqua N.B.- Spesso gli elementi possono essere fuori posto e, nel 2 membro, nelle reazioni molecolari, vi sono i sali degli eventuali cationi (metalli) che accompagnano l'Ox o il Red e sono passati dal 1 al 2 membro. 4- Quali sono le parti essenziali di un'ossidoriduzione? Sono: l'Ossidante, il Riducente e l'Ambiente. L'Ossidante e il Riducente sono presenti in duplice forma: e . 5- Quali sono le caratteristiche dell'Ossidante, del Riducente e dell'Ambiente? a)- L'Ossidante: 1 Ossida il Riducente (gli aumenta il N.O. perch gli prende elettroni). 2Riceve elettroni,. 3Riduce se stesso diminuendo il proprio N.O.(perch prende elettroni). b)- Il Riducente:1Riduce l'ossidante abbassandogli il N.O.(con gli elettroni che gli d). 2 D elettroni all'Ossidante .

4

3 Ossida se stesso aumentando il proprio N.O.(perch cede elettroni). c)- L'Ambiente: 1 E' indispensabile perch senza di esso l'ossidoriduzione non avviene . Talora apparentemente sembra non esservi. 2 E' di tre specie: Acido, Neutro, Basico o Alcalino. 3 Ambiente Acido: Salifica i che dal 1membro passano al 2membro e genera Acqua. 4Ambiente Neutro: Apparentemente non presente. Potrebbe essere debolmente acido o debolmente alcalino. 5Ambiente basico o idrossilico o alcalino: rende il proprio catione (Na+ da NaOH o K+ da KOH) sale dell'Ox e del Red e genera acqua. 6- Cosa significa bilanciare un'ossidoriduzione? Praticamente significa calcolare i coefficienti dell'Ox e del Red nelle forme ossidata e ridotta e il coefficiente dell'ambiente e dell'acqua. Dal punto di vista teorico significa fare in modo che sia soddisfatta la nota legge: . 7- Quali sono le tappe da percorrere per bilanciare un'ossidoriduzione molecolare? a)- Controllare che le forme ossidate e ridotte dell'Ox e del Red siano bilanciate (= pari numero dell'Ox e del Red nel 1 e 2 membro). Scrivere: n atomi F.Oss.Ox = n atomi F.Rid.Ox. n atomi F.Rid.Red = n atomi F.Oss.Red. b)- Calcolare i numeri d'ossidazione di tutti gli elementi presenti. (impostando una semplice equazione lineare e ricordando che le molecole hanno sempre carica = 0). c)- Individuare l'Ox e il Red nelle forme ossidata e ridotta (molecolare). Scrivere: F.Oss.Ox ----> F.Rid.Ox F.Rid.Red ---> F.Oss.Red d)- Calcolare i coefficienti dell'Ox e del Red nelle forme ossidata e ridotta: Coef.Ox = N.O.F.Oss Red - N.O.F.Rid Red. Coef.Red = N.O.F.Oss.Ox - N.O.F.Rid.Ox. e)- Scrivere la reazione mettendo a posto i coefficenti trovati. f)- Calcolare le moli dell'ambiente. Se l'ambiente acido: n M (ambiente acido) = Sali dell'ambiente presenti nel 2 - Sali gi presenti nel 1 = = membro. N.B.- Se l'Ox SO4 ---> SO2 sar SO4 = SO2 e se HNO3 ---> NO sar NO3 = NO cos anche se Cl2---> 2Cl sar Cl2 = 2Cl- e se I2 ---> 2I sar I2 = 2I , ecc : Se l'ambiente alcalino o basico o idrossilico: nM (Ambiente basico) = n cationi dell'ambiente del 2 membro - numero cationi del l'ambiente del 1 membro. g)- Riscrivere la reazione mettendo all'ambiente il coefficiente trovato. h)- Calcolare le moli d'acqua. nM (H2O) = (H1-H2)/2 ; (H1 = n Idrogeni presenti nel membro opposto ad H2O.) (H2 = n Idrogeni presenti nel membro dov' H2O .) i)- Riscrivere la reazione completa con tutti i coefficienti.

5

l)- Ionizzare la reazione trovata. N.B.- Ossidi, Anidridi ed Idruri non sono ionizzabili. - I sali si ionizzano staccando il metallo dal residuo acido: Es. MnCl2- Mn+2+2Cl- Gli acidi forti si ionizzano staccando l'idrogeno dal residuo acido: Es. HCl - H++Cl-Gli idrossidi forti si ionizzano staccando il metallo dagli OH-: Es: Ca(OH)2- Ca+2+2OHm)- Semplificare. n)- Risposte (scrivere le due risposte trovate dopo averle controllate, sia quella molecolare che quella ionica). 8- Quali sono le successive tappe da percorrere per bilanciare, con il metodo del numero di ossidazione (N.O.) unossidoriduzione ionica? a)- Controllare che le forme ossidate e ridotte dell'Ox e del Red siano bilanciate (= pari numero dell'Ox e del Red nel 1 e 2 membro). Scrivere: n atomi F.Oss.Ox = n atomi F.Rid.Ox. n atomi F.Rid.Red = n atomi F.Oss.Red. b)- Calcolare i numeri d'ossidazione di tutti gli elementi presenti. (impostando una semplice equazione lineare e ricordando che le molecole hanno sempre carica = 0). c)- Individuare l'Ox e il Red nelle forme ossidata e ridotta (ionica). Scrivere: F.Oss.Ox ----> F.Rid.Ox F.Rid.Red ---> F.Oss.Red d)- Calcolare i coefficienti dell'Ox e del Red nelle forme ossidata e ridotta: Coef.Ox = N.O.F.Oss Red - N.O.F.Rid Red. Coef.Red = N.O.F.Oss.Ox - N.O.F.Rid.Ox. e)- Scrivere la reazione mettendo a posto i coefficienti trovati. f)- Calcolare il coefficiente dell'ambiente. - Coef. (Ambiente)(sia acido che basico) = Somma cariche del 2 membro - cariche del 1 (cambiate di segno). +2 + +2 +3 Es : MnO4 + 5Fe + H ---> Mn + 5Fe + H2O (Amb. acido) 1.(-1) + 5.(+2) + yH+ = 1.(+2) + 5.(+3) + 0 yH+ = 17 - 9 = 8 = 8H+ MnO4=+5Fe+2+8H+ -- Mn+2+H2O - Cos anche nella seguente reazione con ambiente alcalino Il coefficiente dell'ambiente (OH-) si calcola cos: +3 -2 IO3 + 2Cr + yOH = I 2CrO4 + H2O 1.(-1) + 2.(+3) + yOH = 1.(-1) + 2.(-2) + 0 yOH = (-5) + (-5) = -10 = 10 OH (al quale si cambia segno) e cio: IO3-+2Cr+3+10OH- I-+2CrO4-2+H2O N.B.- In ambiente basico o alcalino, il coefficiente dell' OH ,nel calcolo, si ottiene sempre negativo ma si deve scrivere sempre positivo. h)- Calcolare le moli d'acqua. nM (H2O) = (H1-H2)/2 ; (H1 = n Idrogeni presenti nel membro opposto ad H2O.) (H2 = n Idrogeni presenti nel membro dov' H2O .) i)- Riscrivere la reazione completa con tutti i coefficienti. l- Trasformare la reazione ionica in molecolare: N.B.- Riferirsi al testo del problema ossidoriduttivo. Es:

6

1 Problema (ambiente acido) "Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il permanganato (MnO4- ) ossida l'anidride solforosa (SO2) in ambiente acido (H+) dando manganese manganoso (Mn+2), anidride solforica (SO3) ed acqua (H2O)." Soluzione N.B.- Partendo dalla reazione ionica indicata dal problema ho: MnO4- +SO3+H+--- Mn+2+SO4+H2O -Controllo il bilanciamento dell'Ox e del Red: MnO4- - Mn+2 L'Ox Bilanciato SO2 - SO3 Il Red bilanciato -Determino i numeri di ossidazione dell'Ox e del Red: MnO4- - Mn+2 L'Ox Bilanciato +1+x+4(-2)=0 x=+7 x=+2 SO2 - SO3 Il Red bilanciato x+2(-2)=0 x=+4 x+3(-2)=0 x=+6 -Determino i coefficienti dell'Ox e del Red nelle forme ossidata e ridotta. 2MnO4- - 2Mn+2 Co Ox = +6 - (+4) = 2 5SO2 - 5SO 3 Co Red = .(+7) - (+2) = +5 -Scrivo la reazione e metto i coefficienti trovati al loro posto: 2MnO4- +5SO2+H+--- 2Mn+2+5SO3+H2O -Determino il n di H+ ambiente: N H+ambiente = Cariche 2 membro + Cariche 1 membro = 4+2 =6H+=3H2SO4 2MnO4-2+5SO2+3H2SO4 - 2Mn+2+5SO3+H2O -Determino le moli di H2O: n M(H2O)=(H1-H2):2=(3x2):2=3=3H2O 2MnO4-2+5SO2+3H2SO4 - 2Mn+2+5SO3+3H2O - Trasfformo la reazione ionica in molecolare: - Salifico con K ed SO4= la reazione data dal problema: 2KMnO4+5SO2+3H2SO4 2MnSO4+5SO3+K2SO4+3H2O La risposta trovata : 2KMnO4+5SO2+3H2SO4 2MnSO4+5SO3+K2SO4+3H2O l- Scrivo le due risposte: quella ionica e quella molecolare. 2MnO4-2+5SO2+3H2SO4 - 2Mn+2+5SO3+3H2O 2KMnO4+5SO2+3H2SO4 2MnSO4+5SO3+K2SO4+3H2O 2 Problema (ambiente basico o alcalino) "Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione lo iodato (IO3-) ossida il cromo cromico (Cr+3) in ambiente alcalino (OH-) dando ioduro (I-), cromato (CrO4=) ed acqua (H2O)?" IO3-+Cr+3+OH- - I-+CrO4=+H2O Soluzione - La risposta ionica trovata (dopo aver ionizzato la reazione data dal problema): +3 -2 IO3 + Cr + yOH ----> I +CrO4 + zH2O -Controllo il bilanciamento dell' Ox e del Red nelle forme Oss. E Rid.: IO3- - IL'Ox Bilanciato Cr+3 CrO4= Il Red bilanciato -Determino i numeri di ossidazione del Ox e del Red: IO3- - Ix(I); x + 3.(-2) +1=0 x=+5 x(I) = -1 +3 = Cr CrO4 x(Cr); x= +3 x(in CrO4=): x+4.(-2)+2=0 x = +6 -Determino i coefficienti dell'Ox e del Red nelle forme ossidate e ridotte: IO3- - ICo Ox = 6 - 3 = 3 semplifico per 3 = 1

7

2Cr+3 2CrO4= Co Red = +5 - (-1) = +6 semplifico per 3 =2 - Riscrivo la reazione sopra ottenuta con i coefficienti trovati: +3 -2 IO3- + 2Cr + yOH ----> I + 2CrO4 + zH2O -Determino il n di OH- calcolando y che bilancer le cariche tra il 1 e 2 membro: +3 -2 y = (I + 2CrO4 + zH2O) - ( + IO3 - +2Cr ) = -1 + (-4) -(-1 +6)=-5-5 =-10 Coeff.= 10 +3 -2 IO3- + 2Cr + 10OH ----> I + 2CrO4 + zH2O -Determino le moli di H2O: N M(H2O) = (H1-H2):2 = (10H - 0H)/2= 10/2 = 5 +3 -2 IO3- + 2Cr + 10OH ----> I + 2CrO4 + 5H2O - Trasformo la reazione ionica in molecolare: a)- Salifico gli anioni con il K e i cationi con OH- : IO3 ---> KIO3 I ---> KI +3 = 2Cr ---> 2Cr(OH)3 2CrO4 ---> 2K2CrO4 zH2O ---> 5H2O y OH ---> 10KOH b)- Scrivo la reazione fino ad ora trovata: KIO3 + 2Cr(OH)3 + 4KOH ----> KI + 2K2CrO4 + 5H2O c)- Controllo se l'ambiente e l'acqua sono ben bilanciati: nM(KOH) = nK 2membro - nK 1 membro = 5 - 1 = 4 = 4KOH (Bilanciamento esatto ) d)- Calcolo le moli di acqua: nM(H2O) = (H1 - H2)/2 = (10-0)/2 = 10/2 = 5 = 5H2O e)- Riscrivo la reazione molecolare completa: KIO3 +2Cr(OH)3 + 4KOH ----> KI + 2K2CrO4 + 5H2O f)- Risposte: scrivo la reazione ionica trovata e quella molecolare ottenuta: +3 -2 Reazione ionica IO3 + 2Cr + 10 OH ----> I +2CrO4 + 5H2O Reazione molecolare KIO3 +2Cr(OH)3 + 4KOH ----> KI + 2K2CrO4 + 5H2O 9- Cos' una Di sproporzione o un'Ossidoriduzione interna o una Dismutazione? E' una reazione di ossidoriduzione in cui uno stesso composto in parte si ossida e in parte si riduce, o un'ossidoriduzione in cui la forma ossidata del l'ossidante e la forma ridotta del riducente danno come forma ridotta dell'Ox e come forma ossidata del Red uno stesso composto. ESEMPI DI OSSIDORIDUZIONI MOLECOLARI RISOLTE OSSIDORIDUZIONE n 1 Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il permanganato di potassio (KMnO4) ossida il solfato stannoso (SnSO4) in ambiente solforico (H2SO4), riducendosi a solfato manganoso (MnSO4) e ossidando il solfato stannoso a solfato stannico (Sn(SO4)2). Soluzione -Tradurre l'enunciato del problema in reazione chimica: KMnO4 + SnSO4 + H2SO4 -----> MnSO4 + Sn(SO4)2 + K2SO4 + H2O 1- Controllare che le forme ossidate e ridotte dell'Ox e del Red siano bilanciate: L'Ox (Mn) bilanciato. KMnO4 -----> MnSO4 SnSO4 ------> Sn(SO4)2 Il Red (Sn) bilanciato. 2- Calcolare i numeri di ossidazione di tutti gli elementi presenti:

8

KMnO4 +1+x+4.(-2)=0 x=-1+8=+7 N.O.(Mn)=+7 MnSO4 x+6+4.(-2)=0 x=-6+8=+2 N.O.(Mn)=+2 x+6+4.(-2)=0 x=-6+8=+2 N.O.(Sn)=+2 SnSO4 Sn(SO4)2 x+2.(+6)+8.(-2)=0 x=12+16=+4 N.O.(Sn)=+4 3- Individuare l'Ox e il Red nelle forme ossidate ridotte: Ossidante: KMnO4 -----> MnSO4 Riducente: SnSO4 ------> Sn(SO4)2 4- Calcolare i coefficenti dell'Ox e del Red nelle forme ossidata e ridotta: Coef.Ox =F.Oss.Red - F.Rid Red=(+4) - (+2)=4-2=+2 Coef.Red=F.Oss.Ox - F.Rid.Red=(+7) - (+2)=7-2=+5 2KMnO4 -----> 2MnSO4 5SnSO4 -------> 5Sn(SO4)2 5- Riscrivere la reazione, mettendo a posto i coefficienti trovati: 2KMnO4 + 5SnSO4 + H2SO4 -----> 2MnSO4 + 5Sn(SO4)2 + K2SO4 + H2O 6- Calcolare le moli (M) dell'ambiente: nM(H2SO4)=Sali ambiente 2membro - Sali ambiente 1membro. = = = = = N " " =2MnSO4 + 5Sn(SO4)2 + K2SO4 - 5SnSO4=2SO4 + 10SO4 + SO4 - 5SO4 =13SO4 = = 5SO4 = 8SO4 = 8H2SO4 7- Riscrivere la reazione mettendo all'ambiente il coefficiente trovato: 2KMnO4 + 5SnSO4 + 8H2SO4 -----> 2MnSO4 + 5Sn(SO4)2 + K2SO4 + H20 8- Calcolare le moli d'acqua: nM(H2O)=(H1-H2)/2=((8x2)-0)/2=16/2=8=8H2O 9- Riscrivere la reazione, assegnando all'acqua il coefficiente trovato: 2KMnO4+5SnSO4+8H2SO4 -------> 2MnSO4+5Sn(SO4)2+K2SO4+8H2O 10- Ionizzare la reazione trovata: +2 + +2 +4 + = = = = = 2K++2MnO4 +5Sn +5SO4 +16H +8SO4 -->2Mn +2SO4 +5Sn +10SO4 +2K +SO4 +8H20 Semplificare e riscrivere: +2 + +2 +4 2Mn04 +5Sn +16H -------------> 2Mn +5Sn +8H20 11- Scrivere le risposte: Risposte a)- Il permanganato di potassio ossida il solfato stannoso secondo la seguente reazione molecolare: 2KMnO4+5SnSO4+8H2SO4 ---------> 2MnSO4+5Sn(S04)2+K2SO4+8H20 b)- L'anione permanganico ossida lo stagno stannoso secondo la seguente reazione ionica: +2 + +2 +4 2MnO4 +5Sn +16H ----------> 2Mn +5Sn +8H20 N.B.- ESERCITATI A RISOLVERE LE SEGUENTI OSSIDORIDUZIONI TENENDO PRESENTE L'ESEMPIO SVOLTO SOPRA: n2- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il bicromato di potassio ossida il bromuro di potassio in ambiente cloridrico dando cloruro cromico, bromo elementare, cloruro potassico ed acqua? K2Cr2O7 + KBr + HCl -----> CrCl3 + Br2 + KCl + H2O n3- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione l'acido nitrico ossida il manganese in ambiente cloridrico dando ossido d'azoto, cloruro di manganese ed acqua?

9

HNO3 + Mg + HCl -----> NO + MgCl2 + H2O n4- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il cromato di bario ossida l'acido cloridrico dando cloruro cromico, cloruro di bario, cloro elementare ed acqua? (N.B.- Dato che il riducente un acido inutile nominare l'ambiente che naturalmente cloridrico) BaCrO4 + HCl + HCl -----> CrCl3 + BaCl2 + Cl2 + H2O n5- Secondo quale reazione di ossidoriduzione molecolare il nitrito sodico ossida lo ioduro sodico in ambiente solforico dando ossido d'azoto, iodio elementare, solfato sodico ed acqua? NaNO2 + NaI + H2SO4 -----> NO + I2 + Na2SO4 + H2O n6- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione l'acido solforico ossida lo ioduro sodico dando anidride solforosa, iodio elementare, solfato sodico ed acqua? (N.B:- Anche qui non occorre nominare l'ambiente solforico (perch l'ossidante proprio H2SO4 presente nellossidante) Na2SO4 + NaI + H2SO4 -----> SO2 + I2 + Na2SO4 + H2O n7- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione l'acido solforico ossida il rame elementare dando anidride solforosa, solfato rameico ed acqua? (N:B:- Non c' bisogno di nominare l'ambiente (perch ben evidente) H2SO4 + Cu + H2SO4 -----> SO2 + CuSO4 + H2O n8- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il clorato sodico dismuta o disproporziona dando cloruro sodico e perclorato sodico? NaClO3 ------> NaCl + NaClO4 n9- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il permanganato potassico disproporziona o dismuta dando biossido di manganese, manganato potassico e ossigeno elementare? MnO4 -----> MnO2 + K2MnO4 + O2 n10- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione l'ipoclorito sodico dismuta o disproporziona dando cloruro sodico e clorato sodico? NaClO -----> NaCl + NaClO3 n11- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il permanganato di potassio ossida il biossido di manganese in ambiente di potassa caustica dando manganato potassico ed acqua? KMnO4 + MnO2 + KOH -----> K2MnO4 + H2O n12- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il cloro elementare ossida il fosforo 2 in ambiente di potassa caustica dando cloruro sodico, fosfato sodico ed acqua? Cl2 + P2 + KOH -----> NaCl + Na3PO4 + H2O OSSIDORIDUZIONE IONICA N1 "Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il bicromato ossida il cloruro in

10

ambiente acido dando cromo cromico, cloro elementare ed acqua?" + +3 = Cr2O7 + Cl + H -----> Cr + Cl2 + H2O Soluzione 1-Bilanciare l'Ox e il Red nelle forme ossidata e ridotta: Ox: Cr207= -----> Cr+3 Cr2O7= -----> 2Cr+3 -----> Cl2 Red: Cl2Cl- -----> Cl2 2- Calcolare i numeri di ossidazione dell'Ox e del Red nelle forme ossidata e ridotta: = Cr2O7 : 2x+7(-2) = -2 x = +6 Cr+3 : x = +3 2Cl : x = -2 Cl2 : x = 0 3- Individuo l'Ox e il Red delle forme ossidata e ridfotta: +3 = Cr2O7 -----> 2Cr 2Cl -----> Cl2 4- Calcolo i xoefficenti dell'Ox e del Red nelle forme ossidata e ridotta: Coeff. Ox.= N.O.F. Oss. Red.-N.O.F.Rid.Red.= ( 0 )-(-2)=0 + 2= +2 semplifico = 1 Coeff.Red.= N.O.F.Oss.Ox.-N.O. F.Rid. Ox.=(+12)-(+6)=12 - 6 = +6 semplifico = 3 5- Scrivo la reazione mettendo a posto i coefficienti trovati: + +3 = Cr2O7 + 6Cl + H -----> 2Cr + 3Cl2 + H2O 6- Determino l'ambiente bilanciando le cariche: + 1(-2) +6(-1) +yH = 2(+3) + 0 + 0+yH+ = + 6 + 8 = +14 7- Scrivo la reazione dando all'ambiente il coefficiente trovato: + +3 = Cr2O7 + 6Cl + 14H -----> 2Cr + 3Cl2 + H2O 8- Determino le moli di acqua: nM(H2O) = (H1 - H2)/2 = (14 - 0)/2 = 7 = 7H2O 9- Scrivo la reazione con tutti i coefficienti: + +3 = Cr2O7 + 6Cl + 14H -----> 2Cr + 3Cl2 + 7H2O 10- Trasformo la reazione ionica in molecolare (salificando con il catione K): = Cr2O7 -----> K2Cr207 2Cr+3 -----> 2CrCl3 6Cl -----> 6KCl 3Cl2 -----> 3Cl2 + 7H2O -----> 7H2O 14H -----> 14HCl 11- Scrivo la reazione molecolare ottenuta: K2Cr2O7 + 6KCl + 14HCl -----> 2CrCl3 + 3Cl2 + 7H2O 12- Bilancio il K nel secondo membro come cloruro: K2Cr2O7 + 6KCl + 14HCl -----> 2CrCl3 + 3Cl2 + 8KCl + 7H20 Risposte a)- Il bicromato ossida il cloruro secondo la seguente reazione ionica : + +3 = Cr2O7 +6Cl + 14H -----> 2Cr + 3Cl2 + 7H2O b)- Il bicromato potassico ossida il cloruro potassico secondo la seguente reazione molecolare: K2Cr2O7 + 6KCl + 14HCl -----> 2CrCl3 + 3Cl2 + 8KCl + 7H2O N.B.- ESERCITATI A BILANCIARE LE SEGUENTI OSSIDORIDUZIONI IONICHE TENENDO PRESENTE L'ESEMPIO SOPRA SVOLTO n2- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il bicromico ossida lo stagno stannoso in ambiente basico dando cromito, stannato ed acqua?

11

Cr2O7 + Sn + OH -----> CrO2 + SnO3= + H2O n3- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il cloro elementare ossida lo iodio elementare in ambiente basico dando cloruro, iodato e acqua? Cl2 + I2 + OH -----> Cl + IO3 + H2O n4- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il permanganato ossida il cloruro in ambiente acido dando manganese manganoso, cloro elementare ed acqua? + +2 MnO4 + Cl + H -----> Mn + Cl2 + H2O n5- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il cloro elementare disproporziona in presenza di acqua dando cloruro, ipoclorito e idrogenione? + Cl2 + H2O -----> Cl + ClO + H n6- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione lo iodato ossida lo ioduro in ambiente acido dando entrambi iodio elementare ed acqua + IO3 + I + H -----> I2 + H2O n7- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il cloro elementare ossida il cromo cromico in ambiente alcalino dando cloruro, cromato ed acqua? +3 = Cl2 + Cr + OH -----> Cl + CrO4 + H2O n8- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il nitrato ossida l'argento elementare in ambiente acido dando ossido d'azoto, argento monopositivo (Ag+) e acqua? + + NO3 + Ag + H -----> NO + Ag + H2O n9- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione lo iodato ossida l'idrossido cromico in ambiente alcalino dando ioduro, cromato ed acqua? = IO3 + Cr(OH)3 + OH -----> I + CrO4 + H2O n10- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il nitrito ossida lo ioduro in ambiente acido dando ossido d'azoto, iodio elementare ed acqua? + NO2 + I + H -----> NO + I2 + H2O n11- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il biossido di piombo ossida il biossido di manganese in ambiente acido dando piombo piomboso, permanganato e acqua? + +2 PbO2 + MnO2 + H -----> Pb + MnO4 + H2O n12- Secondo quale reazione di ossidoriduzione il P2O4 dismuta in ambiente basico dando fosfito monoacido, fosfato e acqua? -2 -3 2 P2O4 + OH -----> HPO3 2 +PO4 + H2O n2- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il bicromato di potassio ossida il bromuro di potassio in ambiente cloridrico dando cloruro cromico, bromo elementare, cloruro potassico ed acqua? K2Cr2O7 + KBr + HCl -----> CrCl3 + Br2 + KCl + H2O

=

+2

-

-

12

n3- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione l'acido nitrico ossida il manganese in ambiente cloridrico dando ossido d'azoto, cloruro di manganese ed acqua? HNO3 + Mg + HCl -----> NO + MgCl2 + H2O n4- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il cromato di bario ossida l'acido cloridrico dando cloruro cromico, cloruro di bario, cloro elementare ed acqua? (N.B.- Dato che il riducente un acido inutile nominare l'ambiente che naturalmente cloridrico) BaCrO4 + HCl + HCl -----> CrCl3 + BaCl2 + Cl2 + H2O n5- Secondo quale reazione di ossidoriduzione molecolare il nitrito sodico ossida lo ioduro sodico in ambiente solforico dando ossido d'azoto, iodio elementare, solfato sodico ed acqua? NaNO2 + NaI + H2SO4 -----> NO + I2 + Na2SO4 + H2O n6- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione l'acido solforico ossida lo ioduro sodico dando anidride solforosa, iodio elementare, solfato sodico ed acqua? (N.B:- Anche qui non occorre nominare l'ambiente solforico (perch l'ossidante proprio H2SO4 presente nellossidante) Na2SO4 + NaI + H2SO4 -----> SO2 + I2 + Na2SO4 + H2O n7- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione l'acido solforico ossida il rame elementare dando anidride solforosa, solfato rameico ed acqua? (N:B:- Non c' bisogno di nominare l'ambiente (perch ben evidente) H2SO4 + Cu + H2SO4 -----> SO2 + CuSO4 + H2O n8- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il clorato sodico dismuta o disproporziona dando cloruro sodico e perclorato sodico? NaClO3 ------> NaCl + NaClO4 n9- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il permanganato potassico disproporziona o dismuta dando biossido di manganese, manganato potassico e ossigeno elementare? MnO4 -----> MnO2 + K2MnO4 + O2 n10- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione l'ipoclorito sodico dismuta o disproporziona dando cloruro sodico e clorato sodico? NaClO -----> NaCl + NaClO3 n11- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il permanganato di potassio ossida il biossido di manganese in ambiente di potassa caustica dando manganato potassico ed acqua? KMnO4 + MnO2 + KOH -----> K2MnO4 + H2O n12- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il cloro elementare ossida il fosforo 2 in ambiente di potassa caustica dando cloruro sodico, fosfato sodico ed acqua? Cl2 + P2 + KOH -----> NaCl + Na3PO4 + H2O

13

OSSIDORIDUZIONE IONICA N1 "Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il bicromato ossida il cloruro in ambiente acido dando cromo cromico, cloro elementare ed acqua?" + +3 = Cr2O7 + Cl + H -----> Cr + Cl2 + H2O Soluzione 1-Bilanciare l'Ox e il Red nelle forme ossidata e ridotta: Ox: Cr207= -----> Cr+3 Cr2O7= -----> 2Cr+3 -----> Cl2 Red: Cl2Cl- -----> Cl2 2- Calcolare i numeri di ossidazione dell'Ox e del Red nelle forme ossidata e ridotta: = Cr2O7 : 2x+7(-2) = -2 x = +6 Cr+3 : x = +3 2Cl : x = -2 Cl2 : x = 0 3- Individuo l'Ox e il Red delle forme ossidata e ridfotta: +3 = Cr2O7 -----> 2Cr 2Cl -----> Cl2 4- Calcolo i xoefficienti dell'Ox e del Red nelle forme ossidata e ridotta: Coeff. Ox.= N.O.F. Oss. Red.-N.O.F.Rid.Red.= ( 0 )-(-2)=0 + 2= +2 semplifico = 1 Coeff.Red.= N.O.F.Oss.Ox.-N.O. F.Rid. Ox.=(+12)-(+6)=12 - 6 = +6 semplifico = 3 5- Scrivo la reazione mettendo a posto i coefficienti trovati: + +3 = Cr2O7 + 6Cl + H -----> 2Cr + 3Cl2 + H2O 6- Determino l'ambiente bilanciando le cariche: + 1(-2) +6(-1) +yH = 2(+3) + 0 + 0+yH+ = + 6 + 8 = +14 7- Scrivo la reazione dando all'ambiente il coefficiente trovato: + +3 = Cr2O7 + 6Cl + 14H -----> 2Cr + 3Cl2 + H2O 8- Determino le moli di acqua: nM(H2O) = (H1 - H2)/2 = (14 - 0)/2 = 7 = 7H2O 9- Scrivo la reazione con tutti i coefficienti: + +3 = Cr2O7 + 6Cl + 14H -----> 2Cr + 3Cl2 + 7H2O 10- Trasformo la reazione ionica in molecolare (salificando con il catione K): = Cr2O7 -----> K2Cr207 2Cr+3 -----> 2CrCl3 6Cl -----> 6KCl 3Cl2 -----> 3Cl2 + 7H2O -----> 7H2O 14H -----> 14HCl 11- Scrivo la reazione molecolare ottenuta: K2Cr2O7 + 6KCl + 14HCl -----> 2CrCl3 + 3Cl2 + 7H2O 12- Bilancio il K nel secondo membro come cloruro: K2Cr2O7 + 6KCl + 14HCl -----> 2CrCl3 + 3Cl2 + 8KCl + 7H20 Risposte a)- Il bicromato ossida il cloruro secondo la seguente reazione ionica : + +3 = Cr2O7 +6Cl + 14H -----> 2Cr + 3Cl2 + 7H2O b)- Il bicromato potassico ossida il cloruro potassico secondo la seguente reazione molecolare: K2Cr2O7 + 6KCl + 14HCl -----> 2CrCl3 + 3Cl2 + 8KCl + 7H2O N.B.- ESERCITATI A BILANCIARE LE SEGUENTI OSSIDORIDUZIONI IONICHE

14

TENENDO PRESENTE L'ESEMPIO SOPRA SVOLTO n2- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il bicromico ossida lo stagno stannoso in ambiente basico dando cromito, stannato ed acqua? +2 = Cr2O7 + Sn + OH -----> CrO2 + SnO3= + H2O n3- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il cloro elementare ossida lo iodio elementare in ambiente basico dando cloruro, iodato e acqua? Cl2 + I2 + OH -----> Cl + IO3 + H2O n4- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il permanganato ossida il cloruro in ambiente acido dando manganese manganoso, cloro elementare ed acqua? + +2 MnO4 + Cl + H -----> Mn + Cl2 + H2O n5- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il cloro elementare disproporziona in presenza di acqua dando cloruro, ipoclorito e idrogenione? + Cl2 + H2O -----> Cl + ClO + H n6- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione lo iodato ossida lo ioduro in ambiente acido dando entrambi iodio elementare ed acqua + IO3 + I + H -----> I2 + H2O n7- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il cloro elementare ossida il cromo cromico in ambiente alcalino dando cloruro, cromato ed acqua? +3 = Cl2 + Cr + OH -----> Cl + CrO4 + H2O n8- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il nitrato ossida l'argento elementare in ambiente acido dando ossido d'azoto, argento monopositivo (Ag+) e acqua? + + NO3 + Ag + H -----> NO + Ag + H2O n9- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione lo iodato ossida l'idrossido cromico in ambiente alcalino dando ioduro, cromato ed acqua? = IO3 + Cr(OH)3 + OH -----> I + CrO4 + H2O n10- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il nitrito ossida lo ioduro in ambiente acido dando ossido d'azoto, iodio elementare ed acqua? + NO2 + I + H -----> NO + I2 + H2O n11- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il biossido di piombo ossida il biossido di manganese in ambiente acido dando piombo piomboso, permanganato e acqua? + +2 PbO2 + MnO2 + H -----> Pb + MnO4 + H2O n12- Secondo quale reazione di ossidoriduzione il P2O4 dismuta in ambiente basico dando fosfito monoacido, fosfato e acqua? -2 -3 2 P2O4 + OH -----> HPO3 2 +PO4 + H2O B)- METODO IONICO - ELETTRONICO

15

DA MEMORIZZARE 1- In che cosa consiste il ? Consiste nel bilanciare una ossidoriduzione basandosi sul reale movimento degli elettroni tra ossidante e riducente e il loro bilanciamento; quindi il metodo pi scientifico per bilanciare e per comprendere una ossidoriduzione. 2- Quali sono le tappe fondamentali da percorrere per bilanciare un'ossidoriduzione con il metodo ionico-elettronico? Sono tre le tappe da percorrere: a)- Scrivere la reazione ionica dell'ossidante che ossidando si riduce in ambiente acido o basico. b)- Scrivere la reazione ionica del riducente che riducendo si ossida in ambiente acido o basico. c)- Bilanciare la reazione ionica del Ox e del Red (Significa fare in modo che gli elettroni che il Red pu dare siano pari agli elettroni che l'Ox pu accettare). 3- Da quanto detto finora, cosa si pu dedurre? a)- La coppia Red-Ox fondamentale. Non pu esservi ne' ossidazione ne' riduzione se manca il binomio Red-Ox. b)- E' importantissimo imparare subito a scrivere la reazione ionica sia dell'Ox che del Red. 4- Qual la regola per scrivere correttamente la reazione ionica dell'Ox che ossidando si riduce, sia in ambiente acido che basico? Si scrive una reazione chimica avente al primo membro la forma ossidata dell'Ox pi un certo + numero di elettroni, pi yH , (se l'ambiente acido), o zH2O, (se l'ambiente basico) e nel secondo membro la forma ridotta dell' Ox pi zH2O,(se lambiente acido),o yOH-, (se l'ambiente basico). N.B.- Fare subito attenzione alla posizione dell'ambiente: a)- Se l'ambiente acido si trova nel 1 membro. b)- Se l'ambiente basico si trova nel secondo membro. c)- L'acqua si trova sempre nel membro opposto all'ambiente. d)- Gli elettroni sono sempre vicini alla forma ossidata. 5- Questa simbolizzabile in qualche modo per una pi facile memorizzazione? E' certamente simbolizzabile in forma gi nota perch gi incontrata: Reazione ionica del'Ox: + F.Oss.Ox + xe- + yH (o zH2O) -----> F.Rid.Ox + zH2O(o yOH ) N.B.-Le tre variabili x,y e z sono facilmente risolubili, come vedremo tra breve. 6- Qual' la regola per scrivere correttamente la reazione ionica del Red che riducendo si ossida in ambiente sia acido che basico? "Si scrive una reazione chimica avente al primo membro la forma ridotta del Red pi zH2O (se l'ambiente acido) o yOH (se l'ambiente basico)>> e nel secondo membro la F.Rid.Ox + F.Oss.Red + H2O N.B.- Per evitare complicazioni necessario memorizzare bene, quanto scritto sopra e poi esercitarsi debitamente. 9- Come si calcolano le tre variabili (x,y e z) cio come si calcola il n di elettroni (x) l'ambiente (y) e l'acqua (z)? Ho gi detto che il calcolo semplicissimo infatti: ne = N.O.F.Oss.(Ox o Red) - N.O.F.Rid.(Ox o Red). yH+ = Somma cariche 2membro - Somma cariche 1 membro. zH2O = (H1 - H2)/2. N.B.- Il secondo e il terzo metodo erano gi noti. 10- Dopo aver memorizzato quanto sopra necessaria una metodica e multipla esercitazione. 11- Faccio un esempio esplicativo: OSSIDORIDUZIONE IONICA N1 Bilanciare con il metodo ionico - elettronico classico la seguente ossidoriduzione: "Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione l'acqua ossigenata (peridrolo o perossido di idrogeno) ossida l'anidride arseniosa in ambiente alcalino dando arseniato ed acqua? -3 H2O2 + As2O3 + OH -----> AsO4 +H2O Soluzione 1-Determino la reazione ionica dell'Ox che in ambiente basico si riduce: F.O.Ox + xe- + zH2O -----> F.Rid Ox + yOH H2O2 + xe- + zH2O -----> 2H2O + yOH N.B.- L'acqua ossigenata ha l'ossigeno che da: 2(-1) passa a 2 moli di acqua cio 2 di ossigeno (-2).2=-4,quindi l'acqua ossigenata l'Ox che si riduce ad acqua (da -2 a -4). a)- Calcolo il valore di : x = N.O.F.Oss. - N.O.F.Rid = 1(-2) - 2(-2) = -2+4 = +2 = 2eb)- Scrivo la reazione dando agli elettroni il coefficiente trovato: H2O2 + 2e- + zH2O -----> 2H2O + yOH

+

17

c)- Determino l'ambiente bilanciando le ceriche: o -2 +0 = 0 + yOH da cui yOH = -2 = 2OH d)- Scrico la reazione ionica dando all'ambiente il coefficente trovato: H2O2 + 2e- + zH2O -----> 2H2O + 2OH e)- Determino le moli d'acqua: nM(H2O) = (H1 - H2)72 = (2(2) + 2 - 2)/2 = 4/2 = 2 = 2H2O f)- Scrivo la reazione ionica mettendo all'acqua il coefficiente trovato: H2O2 + 2e- + 2H2O -----> 2H2O + 2OH N.B.- Essendo presente acqua al 1 e al 2 membro evidente che debba semplificare e quindi la Reazione ionica dell'Ox : H2O2 + 2e- ----->2OH 2- Determino la reazione ionica del Red che in ambiente basico si ossida: F.Rid.Red. + yOH- -----> F.Oss.Red. + xe- + zH2O -3 As2O3 + yOH -----> 2AsO4 + xe- + zH2O N.B.- Bilancio As. a)- Calcolo il valore della x (= elettroni): x=N.O.F.Oss.Red-N.O.F.Rid.Red=2(+5) - 2(+3) = 10 - 6 = 4 = 4eb)- Scrivo la reazione ionica dando agli elettroni il coefficiente trovato: -3 As2O3 + yOH -----> 2AsO4 + 4e- + zH2O c)- Determino l'ambiente bilanciando le cariche: 0 + yOH = 2(-3) + (-4) + 0 yOH = -10 = 10OH d)- Scrivo la reazione dando all'ambiente il coefficiente trovato: -3 As2O3 + 10OH -----> 2AsO4 + 4e- + zH2O e)- Determino le moli d'acqua: nM(H2O) = (H1 - H2)/2 = (10 - 0)/2 = 10/2 = 5 = 5H2O f)- Scrivo la reazione dando all'acqua il coefficiente trovato e questa la reazione ionica del Red: -3 As2O3 + 10OH -----> 2AsO4 + 4e- + 5H2O 3- Effettuo il bilanciamento elettronico moltiplicando l'Ox per il n di e- del Red e l'Ox per il n e- dell'Ox: 4/2x | H202 + 2e- -----> 2OH 2/2x | As2O3 + 10OH- -----> 2AsO4-3 + 4e- + 5H2O Semplifico gli elettroni 2H2O2 + 4e- -----> 4OH -3 As2O3 + 10OH -----> 2AsO4 + 4e- + 5H2O e gli OH e sommo: 2H2O2 + As2O3 + 6OH -----> 2AsO4 + 5H2O 4- Trasformo la reazione ionica in molecolare: -3 2H2O2 -----> 2H2O2 gi molecola. 2AsO4 -----> 2K3AsO4 As2O3 -----> As2O3 " " " 5H2O -----> 5H2O 6OH -----> 6KOH 5- Scrivo la reazione molecolare e controllo il bilanciamento dell'ambiente e dell'acqua: 2H2O2 + As2O3 + 6KOH -----> 2K3AsO4 + 5H2O tutto bilanciato Risposte-3

18

a)- L'acqua ossigenata ossida l'anidride arseniosa secondo la seguente reazione ionica: -3 2H2O2 + As2O3 + 6OH -----> 2AsO4 + 5H2O b)- L'acqua ossigenata ossida l'anidride Arsenio secondo la seguente reazione molecolare: 2H2O2 + As2O3 + 6KOH -----> 2K3Sao4 + 5H2O N.B.- PER LE ESERCITAZIONI USARE LE OSSIDORIDUZIONI IONICHE PROPOSTE A pag. 10 SEGUIRANNO ALTRI 2 0 3 FOGLI DOVE SPIEGHERO' IL METODO IONICOELETTRONICO UNIVERSITARIO ( un metodo sintetico e veloce). METODO IONICO-ELETTRONICO UNIVERSITARIO O METODO DELLE REAZIONI PARZIALI DI OSSIDORIDUZIONE 1- In che cosa consiste il metodo delle REAZIONI PARZIALI di ossidoriduzione? E' lo stesso metodo IONICO-ELETTRONICO abbreviato. In pratica le tre tappe del metodo Ionico elettronico si riducono tutte all'ultima, cio, alla terza, al bilancio elettronico, mentre la prima e la seconda tappa vengono fatte a memoria. N.B.- E', pertanto, evidente che per bilanciare una reazione di ossidoriduzione con il metodo delle REAZIONI PARZIALI occorre conoscere perfettamente il METODO IONICOELETTRONICO e le tre tappe che lo contraddistinguono: 1- Imparare a scrivere la reazione ionica dell'ossidante in qualsiasi ambiente. 2- Imparare a scrivere la reazione ionica del riducente in qualsiasi ambiente. 3- Bilanciare il numero di elettroni nella reazione dell'Ox e del Red,quindi semplificare e sommare. 2- Come bisogna operare per bilanciare una reazione di ossidoridu-zione con il metodo delle REAZIONI PARZIALI? Si pu procedere cos: 1- Scrivere la reazione ionica dell' ossidante, bilanciandola velocemente a memoria. 2- Scrivere sotto la reazione dell' Ox la reazione ionica del riducente bilanciandola a memoria 3- Effettuare il bilanciamento elettronico. 4- Trasformare la reazione ionica trovata in molecolare. N.B.- Prima di passare ad esempi esplicativi completo le nozioni teoriche con le seguenti domande e risposte. 3- Qual' il sistema pi opportuno per impostare una reazione di ossidoriduzione? E' quello di scindere la reazione in due semireazioni di ossido riduzione la semireazione dell'Ox e quella del Red e quindi sommale: 1- semireazione F.Oss.Ox + e- -------> F.Rid.Ox Semicoppia Ox 2- semireazione F.Rid Red ------> F.Oss Red + e- Semicoppia Red F.Oss Ox + F.Rid.Red -------> F.Rid.Ox + F.Oss.Red Coppia RedOx 4- Quando un'Ossidante e un Riducente si definiscono forti o deboli? -Un Ossidante e' forte quando possiede grande tendenza ad ; debole nel caso contrario. -Un Riducente forte quando possiede grande tendenza a ; debole nel caso contrario. 5- Come si calcola l'equivalente (= peso equivalente) di un ossidante o di un riducente? Si ottiene dividendo il peso molecolare formula dell'ossidante o del riducente per il numero degli elettroni acquistati o ceduti, in una reazione di ossidoriduzione.

19

6- Come si calcola il numero di equivalenti di un ossidante o di un riducente? Si calcola facendo la differenza tra il numero di ossidazione della forma ossidata e ridotta sia dell'Ossidante che del Riducente: nE(Ox o Red) = N.O.F.Oss - N.O.F.Rid 7- Esempi di bilanciamento di ossidoriduzione con il metodo delle REAZIONI PARZIALI: 1 Esempio: Secondo quale reazione ionico-elettronica di ossidoriduzione l'ipoclorito di calcio ossida lo ioduro di potassio in ambiente cloridrico dando cloruro di calcio, cloruro di potassio, iodio elementare ed acqua? Usare il metodo delle reazioni parziali. Soluzione 1- Scrivo subito la reazione ionica dell'Ox e del Red e bilancio gli elettroni: + 1 | 2ClO + 4e- + 4H -------> 2Cl + 2H2O x =2(+1)-(-2)=4e-;y=-2+6=4H+;z=(4o)/2=2H2O 2 | 2I -------> I2 + 2ex=(0)-(-2)=2e ;y=O ;z=O -------------------------------------------+ 2ClO + 4I 4H -------> 2Cl + 2I2 + 2H2O 2- Trasformo subito la ionica in molecolare,tenendo presente il testo della RedOx: Ca(ClO)2 + 4KI + 4HCl ----> CaCl2 + 4KCl + 2I2 + 2H2O Risposte a)- L'ipoclorito di calcio ossida lo ioduro potassico secondo la seguente ossidoriduzione ionica: + 2ClO + 4I + 4H -------> 2Cl + 2I2 + 2H2O b- L'ipoclorito di calcio ossida lo ioduro potassico in ambiente cloridrico secondo la seguente reazione molecolare: Ca(ClO)2 + 4KI + 4HCl -------> CaCl2 + 4KCl + 2I2 + 2H2O 2 Esempio: Secondo quale reazione di ossidoriduzione ionica-elettronica l'ipoclorito di sodio (NaClO) ossida lo iodio Elementare (l2) in ambiente di potassa caustica (KOH) a cloruro sodico (NaCl), iodato sodico (NaIO3) ed acqua (H2O)? Soluzione 1- Scrivo subito la reazione ionica dell'Ox e del Red e bilancio gli elettroni: 5 |ClO + 2e- + H2O -------> Cl + 2OH x=(+1)-(-1)=2e-; Y=-3+1=-2=2OH-; Z=1=H2O 1 2I2 + 12OH -------> 2IO3- + 10e- + 6H2O x=2(5)-0=10=10e-;y=12-0=12=12=H-;z=6H2O ----------------------------------------------------5ClO + I2 + 2OH -------> 5Cl + 2IO3 + H2O 2- Trasformo subito la ionica in molecolare: 5NaClO + I2 + 2NaOH -------> 5NaCl + 2NaIO3 + H2O Risposte a)- L'ipoclorito sodico ossida lo iodio in ambiente alcalino secondo la seguente reazione ionica: 5ClO- + I2 + 2OH- -------> 5Cl- + 2IO3- + H2O

20

b)- L'ipoclorito sodico ossida lo iodio elementare in ambiente sodico secondo la seguente reazione: 5NaClO + I2 + 2NaOH -------> 5NaCl + 2NaIO3 + H2O A)- ESERCITARSI SU QUESTE OSSIDORIDUZIONI USANDO IL METODO DELLE REAZIONI PARZIALI n1- Secondo quale reazione ionico-elettronica lo zolfo disproporziona o dismuta in ambiente di soda caustica dando solfuro sodico, tiosolfato sodico ed acqua ? S + NaOH -------> Na2S + Na2S2O3 + H2O n2- Il fosforo nell'anidride P2O4,in ambiente di potassa caustica, disproporziona dando fosfito potassico, fosfato potassico e acqua. P204 + KOH -------> K2HPO3 + K3PO4 + H2O n3- Il bicromato potassico ossida l'acido cloridrico in ambiente solforico dando solfato cromico, solfato potassico,cloro elementare ed acqua. K2Cr2O7 + HCl + H2SO4 -------> Cr2(SO4)3 + K2SO4 + Cl2 + H2O n4- Il biossido piombico ossida il biossido di manganese in ambiente nitrico dando nitrato piomboso, acido permanganico ed acqua. PbO2 + MnO2 + HNO3 --------> Pb(NO3)2 + HMnO4 + H2O n5- Il fosforo tetratomico disproporziona in ambiente di potassa caustica ed acqua dando fosfina ed ipofosfito potassico. P4 + H2O + KOH -------> PH3 + KH2PO2 A)- ESERCITARSI SU QUESTE OSSIDORIDUZIONI USANDO IL METODO DELLE REAZIONI PARZIALI n1- Secondo quale reazione ionico-elettronica lo zolfo disproporziona o dismuta in ambiente di soda caustica dando solfuro sodico, tiosolfato sodico ed acqua ? S + NaOH -------> Na2S + Na2S2O3 + H2O n2- Il fosforo nell'anidride P2O4,in ambiente di potassa caustica, disproporziona dando fosfito potassico, fosfato potassico e acqua. P204 + KOH -------> K2HPO3 + K3PO4 + H2O n3- Il bicromato potassico ossida l'acido cloridrico in ambiente solforico dando solfato cromico, solfato potassico,cloro elementare ed acqua. K2Cr2O7 + HCl + H2SO4 -------> Cr2(SO4)3 + K2SO4 + Cl2 + H2O n4- Il biossido piombico ossida il biossido di manganese in ambiente nitrico dando nitrato piomboso, acido permanganico ed acqua. PbO2 + MnO2 + HNO3 --------> Pb(NO3)2 + HMnO4 + H2O n5- Il fosforo tetratomico disproporziona in ambiente di potassa caustica ed acqua dando fosfina ed ipofosfito potassico. P4 + H2O + KOH -------> PH3 + KH2PO2

21

A)- METODO DEL NUMERO DI OSSIDAZIONE a)- Bilanciamento molecolare. b)- Bilanciamento ionico. DA MEMORIZZARE 1- Cos' un'ossidoriduzione? 2- Cos' il numero di ossidazione (N.O.) e a cosa serve? 3- Com' strutturata una ossidoriduzione? 4- Quali sono le parti essenziali di un'ossidoriduzione? 5- Quali sono le caratteristiche dell'Ossidante,del Riducente e dell'Ambiente? 6- Cosa significa bilanciare un'ossidoriduzione? 7- Quali sono le tappe da percorrere per bilanciare un'ossidoriduzione molecolare? 8- Quali sono le successive tappa da percorrere per bilanciare,con il metodo del numero di ossida-zione (N,O,) un ossidoriduzione ionica? 9- Cos' una Di sproporzione o un'Ossidoriduzione interna o una Dismutazione? B)- METODO IONICO - ELETTRONICO DA MEMORIZZARE 1- In che cosa consiste il metodo ionico elettronico? 2- Quali sono le tappe fondamentali da percorrere per bilanciare un'ossidoriduzione con il metodo ionico-elettronico? 3- Da quanto detto finora,cosa si pu dedurre? 4- Qual'e' la regola per scrivere correttamente la reazione ionica dell'Ox che ossidando si riduce,sia in ambiente sia acido che basico? 5- Questa simbolizzabile in qualche modo per una pi facile memorizzazione? 6- Qual' la regola per scrivere correttamente la reazione ionica del Red che riducendo si ossida in ambiente sia acido che basico? 7- Questa seconda regola simbolizzabile come la prima? 8- Come si effettua la terza fase detta Bilanciamento elettronico?

22

9- Come si calcolano le tre variabili (x,y e z) cio come si calcola il n di elettroni (x) l'ambiente (y) e l'acqua (z)? METODO IONICO-ELETTRONICO UNIVERSITARIO O METODO DELLE REAZIONI PARZIALI DI OSSIDORIDUZIONE DA MEMORIZZARE 1- In che cosa consiste il metodo delle REAZIONI PARZIALI di ossidoriduzione? 2- Come bisogna operare per bilanciare una reazione di ossidoridu-zione con il metodo delle REAZIONI PARZIALI? 3- Qual' il sistema pi opportuno per impostare una reazione di ? 4- Quando un'Ossidante e un Riducente si definiscono forti o deboli? 5- Come si calcola l' equivalente (= peso equivalente) di un ossidante o di un riducente? 6- Come si calcola il numero di equivalenti di un ossidante o di un riducente? N.B.- ESERCITATI A RISOLVERE LE SEGUENTI OSSIDORIDUZIONI: n1- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il permanganato di potassio ossida il solfato stannoso,in ambiente solforico,dando solfato manganoso,solfato stannico,solfato potassico ed acqua. KMnO4 + SnSO4 + H2SO4 -------> MnSO4 + Sn(SO4)2 + K2SO4 + H2O n2- Secondo quale reazione molecolare il bicromato di potassio ossida il bromuro di potassio in ambiente cloridrico dando cloruro cromico, bromo elementare, cloruro potassico ed acqua? K2Cr2O7 + KBr + HCl -----> CrCl3 + Br2 + KCl + H2O n3- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione l'acido nitrico ossida il manganese in ambiente cloridrico dando ossido d'azoto, cloruro di manganese ed acqua? HNO3 + Mg + HCl -----> NO + MgCl2 + H2O n4- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il cromato di bario ossida l'acido cloridrico dando cloruro cromico, cloruro di bario, cloro elementare ed acqua? (N.B.- Dato che il riducente un acido inutile nominare l'ambiente che naturalmente cloridrico) BaCrO4 + HCl + HCl -----> CrCl3 + BaCl2 + Cl2 + H2O n5- Secondo quale reazione di ossidoriduzione molecolare il nitrito sodico ossida lo ioduro sodico in ambiente solforico dando ossido d'azoto, iodio elementare, solfato sodico ed acqua? NaNO2 + NaI + H2SO4 -----> NO + I2 + Na2SO4 + H2O n6- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione l'acido solforico ossida lo ioduro sodico dando anidride solforosa, iodio elementare, solfato sodico ed acqua? (N.B:- Anche qui non occorre nominare l'ambiente solforico perch l'ossidante proprio H2SO4)

23

H2SO4 + NaI + H2SO4 -----> SO2 + I2 + Na2SO4 + H2O n7- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione l'acido solforico ossida il rame elementare dando anidride solforosa, solfato rameico ed acqua? (N:B:- Non c' bisogno di nominare l'ambiente perch ben evidente) H2SO4 + Cu + H2SO4 -----> SO2 + CuSO4 + H2O n8- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il clorato sodico dismuta o disproporziona dando cloruro sodico e perclorato sodico? NaClO3 ------> NaCl + NaClO4 n9- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il permanganato potassico disproporziona o dismuta dando biossido di manganese, manganato potassico e ossigeno elementare? KMnO4 -----> MnO2 + K2MnO4 + O2 n10- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione l'ipoclorito sodico dismuta o disproporziona dando cloruro sodico e clorato sodico? NaClO -----> NaCl + NaClO3 n11- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il permanganato di potassio ossida il biossido di manganese in ambiente di potassa caustica dando manganato potassico ed acqua? KMnO4 + MnO2 + KOH -----> K2MnO4 + H2O n12- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il cloro elementare ossida il fosforo 2 in ambiente di potassa caustica dando cloruro sodico, fosfato sodico ed acqua? Cl2 + P2 + KOH -----> NaCl + Na3PO4 + H2O N.B.- ESERCITATI A BILANCIARE LE SEGUENTI OSSIDORIDUZIONI IONICHE: n1- "Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione l'acqua ossigenata (peridrolo o perossido di idrogeno) ossida l'anidride arseniosa in ambiente alcalino dando arseniato ed acqua? -3 H2O2 + As2O3 + OH- -----> AsO4 +H2O n2- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il bicromato ossida lo stagno stannoso in abiente basico dando cromito, stannato ed acqua? +2 = = Cr2O7 + Sn + OH -----> CrO2- + SnO3 + H2O n3- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il cloro elementare ossida lo iodio elementare in ambiente basico dando cloruro, iodato e acqua? Cl2 + I2 + OH -----> Cl + IO3 + H2O n4- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il permanganato ossida il cloruro in ambiente acido dando manganese manganoso, cloro elementare ed acqua? + +2 MnO4 + Cl + H -----> Mn + Cl2 + H2O n5- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il cloro elementare disproporziona in presenza di acqua dando cloruro, ipoclorito e idrogenione?

24

Cl2 + H2O -----> Cl + ClO + H

-

-

+

n6- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione lo iodato ossida lo ioduro in ambiente acido dando entrambi iodio elementare ed acqua? + IO3 + I + H -----> I2 + H2O n7- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il cloro elementare ossida il cromo cromico in ambiente alcalino dando cloruro, cromato ed acqua? +3 = Cl2 + Cr + OH -----> Cl + caro4 + H2O n8- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il nitrato ossida l'argento elementare in ambiente acido dando ossido d'azoto, argento monopositivo e acqua? + + NO3 + Ag + H -----> NO + Ag + H2O n9- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione lo iodato ossida l'idrossido cromico in ambiente alcalino dando ioduro, cromato ed acqua? = IO3 + Cr(OH)3 + OH -----> I + CrO4 + H2O n10- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il nitrito ossida lo ioduro in ambiente acido dando ossido d'azoto, iodio elementare ed acqua? + NO2 + I + H -----> NO + I2 + H2O n11- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il biossido di piombo ossida il biossido di manganese in ambiente acido dando piombo piomboso, permanganato e acqua? + +2 PbO2 + MnO2 + H -----> Pb + MnO4 + H2O n12- Secondo quale reazione di ossidoriduzione il P2O4 dismuta in ambiente basico dando fosfito monoacido, fosfato e acqua? -2 -3 P2O4 + OH -----> HPO3 +PO4 + H2O n13- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il bicromato ossida il cloruro in ambiente acido dando cromo cromico, cloro elementare ed acqua? + +3 = Cr2O7 + Cl + H -----> Cr + Cl2 + H2O ESERCITARSI SU QUESTE OSSIDORIDUZIONI USANDO IL METODO DELLE REAZIONI PARZIALI n1- Secondo quale reazione ionico-elettronica lo zolfo (S) disproporziona o dismuta in ambiente di soda (NaOH) caustica dando solfuro sodico (Na2S), tiosolfato sodico (Na2S2O3) ed acqua (H2O) ? S + NaOH -------> Na2S + Na2S2O3 + H2O Soluzione Scrivo la reazione data dal testo: S + NaOH ------------- Na2S + Na2S2O3 + H2O Scrivo le reazioni parziali bilanciate dellOx e del Red: Ox S + 2e --------- S= Red 2S --------- 2S+2 Effettuo il bilanciamento elettronico moltiplicando la reazione dellOx per il numero di elettroni del

25

Red e viceversa, semplificando se possibile: 4/2x(S + 2e --------- S=) 2/2x(2S --------- 2S+2 + 4e) 2S + 4e --------- 2S= Semplifico e sommo 2S --------- 2S+2 + 4e 4S --------- 2S= + 2S+2 Scrivo la reazione ricevuta con i coefficienti: 4S + xNaOH ------------- 2Na2S + Na2S2O3 + yH2O Determino le moli dell ambiente: xNaOH = 4Na + 2Na = 6Na = 6NaOH Alla reazione aggiungo il coefficiente dellambiente: 4S + 6NaOH ------------- 2Na2S + Na2S2O3 + yH2O Determino le moli dell acqua: yH2O = (H1 H2) / 2 = (6H 0H) / 2 = 6H / 2 = 3H2O Scrivo la reazione completa: 4S + 6NaOH ------------- 2Na2S + Na2S2O3 + 3H2O Risposta Lo zolfo disproporziona e dismuta in ambiente di soda caustica, secondo la seguente reazione: 4S + 6NaOH ------------- 2Na2S + Na2S2O3 + 3H2O n2- Il fosforo nell'anidride P2O4, in ambiente di potassa caustica, disproporziona dando fosfito potassico, fosfato potassico e acqua. P204 + KOH -------> K2HPO3 + K3PO4 + H2O Soluzione Scrivo la reazione data dal testo: P204 + KOH -------> 2K2HPO3 + 2K3PO4 + H2O Scrivo le reazioni parziali bilanciate dellOx e del Red: Ox 2P+4 + e --------- 2P+3 Red 2P+4 --------- 2P+5 + e Effettuo il bilanciamento elettronico moltiplicando la reazione dellOx per il numero di elettroni del Red e viceversa, semplificando se possibile: 2P+4 ----------- P+3 + P+5 Scrivo la reazione ricevuta con i coefficienti: P204 + xKOH -------> K2HPO3 + K3PO4 + yH2O Determino le moli dell ambiente: xKOH = 2K + 3K = 5K = 5KOH Alla reazione aggiungo il coefficiente dellambiente: P204 + 5KOH -------> K2HPO3 + K3PO4 + yH2O Determino le moli dell acqua: yH2O = (H1 H2) / 2 = (5H 1H) / 2 = 4H / 2 = 2H2O Scrivo la reazione completa: P204 + 5KOH -------> K2HPO3 + K3PO4 + 2H2O Risposta Lo zolfo disproporziona e dismuta in ambiente di soda caustica, secondo la seguente reazione: P204 + 5KOH -------> K2HPO3 + K3PO4 + 2H2O

26

n3- Il bicromato potassico ossida l'acido cloridrico in ambiente solforico dando solfato cromico, solfato potassico, cloro elementare ed acqua. K2Cr2O7 + HCl + H2SO4 -------> Cr2(SO4)3 + K2SO4 + Cl2 + H2O Soluzione Scrivo la reazione data dal testo e bilancio il Red: K2Cr2O7 + 2HCl + H2SO4 -------> Cr2(SO4)3 + K2SO4 + Cl2 + H2O Scrivo le reazioni parziali bilanciate dellOx e del Red: Ox 2Cr+6 + 6e --------- 2Cr+3 Red 2Cl------------- Cl2 + 2e Effettuo il bilanciamento elettronico moltiplicando la reazione dellOx per il numero di elettroni del Red e viceversa, semplificando se possibile: 1x(2Cr+6 + 6e --------- 2Cr+3) 3x(2Cl- ------------ Cl2 + 2e) 2Cr+6 + 6e --------- 2Cr+3 6Cl- ------------- 3Cl2 + 6e 2Cr+6 + 6Cl- -------> Cr+3 + 3Cl2 Scrivo la reazione ricevuta con i coefficienti trovati: K2Cr2O7 + 6HCl + xH2SO4 -------> Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3Cl2 + yH2O Determino le moli dell ambiente: x H2SO4 = 3SO4 + SO4 = 4SO4 = 4 H2SO4 Alla reazione aggiungo il coefficiente dellambiente: K2Cr2O7 + 6HCl + 4H2SO4 -------> Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3Cl2 + yH2O Determino le moli dell acqua: yH2O = (H1 H2) / 2 = (14H 0H) / 2 = 14H / 2 = 7H2 = 7H2O Scrivo la reazione completa: K2Cr2O7 + 6HCl + 4H2SO4 -------> Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3Cl2 + 7H2O Risposta Il bicromato di potassio, in ambiente solforico, ossida lacido cloridrico a cloro elementare secondo la seguente reazione: K2Cr2O7 + 6HCl + 4H2SO4 -------> Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3Cl2 + 7H2O n4- Il biossido piombico ossida il biossido di manganese in ambiente nitrico dando nitrato piomboso, acido permanganico ed acqua. PbO2 + MnO2 + HNO3 --------> Pb(NO3)2 + HMnO4 + H2O Soluzione Scrivo la reazione data dal testo e bilancio il Red: PbO2 + MnO2 + HNO3 --------> Pb(NO3)2 + HMnO4 + H2O Scrivo le reazioni parziali bilanciate dellOx e del Red: Ox Pb+4 + 2e --------- Pb+2 Red Mb+4 ------------- Mn+7 + 3e Effettuo il bilanciamento elettronico moltiplicando la reazione dellOx per il numero di elettroni del Red e viceversa, semplificando se possibile: 3x(Pb+4 + 2e --------- Pb+2) 2x(Mb+4 ---------- Mn+7 + 3e) +4 3Pb + 6e--------- 3Pb+2

27

2Mb+4 ------- --- 2Mn+7 + 6e 3Pb+4 + 2Mb+4---- 3Pb+2 + 2Mn+7 Scrivo la reazione ricevuta con i coefficienti trovati: 3PbO2 + 2MnO2 + xHNO3 --------> 3Pb(NO3)2 + 2HMnO4 + yH2O Determino le moli dell ambiente: xHNO3 = 6 NO3 = 6HNO3 Alla reazione aggiungo il coefficiente dellambiente: 3PbO2 + 2MnO2 + 6HNO3 --------> 3Pb(NO3)2 + 2HMnO4 + yH2O Determino le moli dell acqua: yH2O = (H1 H2) / 2 = (6H 2H) / 2 = 4H / 2 = 2H2 = 2H2O Scrivo la reazione completa: 3PbO2 + 2MnO2 + 6HNO3 --------> 3Pb(NO3)2 + 2HMnO4 + 2H2O Risposta Il biossido di piombo, in ambiente nitrico, ossida il biossido di manganese ad acido permanganico, secondo la seguente reazione: 3PbO2 + 2MnO2 + 6HNO3 --------> 3Pb(NO3)2 + 2HMnO4 + 2H2O n5- Il fosforo tetratomico disproporziona in ambiente di potassa caustica ed acqua dando fosfina ed ipofosfito potassico. P4 + H2O + KOH -------> PH3 + KH2PO2 Soluzione Scrivo la reazione data dal testo e bilancio il Red: P4 + H2O + KOH -------> 2PH3 + 2KH2PO2 Scrivo le reazioni parziali bilanciate dellOx e del Red: Ox 2P + 6e --------- 2P-3 Red 2P -------------- 2P+1 + 2e Effettuo il bilanciamento elettronico moltiplicando la reazione dellOx per il numero di elettroni del Red e viceversa, semplificando se possibile: -3 1x( 2P + 6e --------- 2P ) +1 3x(2P -------------- 2P + 2e 2P + 6e --------- 2P-3 6P -------------- 6P+1 + 6e 8P ------------- 2P-3 + 6P+1 Scrivo la reazione ricevuta con i coefficienti trovati: 2P4 + yH2O + xKOH -------> 2PH3 + 6KH2PO2 Determino le moli dell ambiente: xKOH = 6K = 6KOH Alla reazione aggiungo il coefficiente dellambiente: 2P4 + yH2O + 6KOH -------> 2PH3 + 6KH2PO2 Determino le moli dell acqua: yH2O = (H1 H2) / 2 = (18H 6H) / 2 = 12H / 2 =6H2 = 6H2O Scrivo la reazione completa: 2P4 + 6H2O + 6KOH -------> 2PH3 + 6KH2PO2 Risposta Il fosforo tetratomico, in ambiente di potassa cautica, disproporziona dando fosfina ed ipofosfito potassico, secondo la seguente reazione:

28

2P4 + 6H2O + 6KOH -------> 2PH3 + 6KH2PO2 n6- Secondo quale reazione di ossidoriduzione ionica - elettronica il P2O4 in ambiente dipotassa caustica dismuta dando fosfito e fosfato? = -3 P2O4 + OH -----------> HPO3 + PO4 + H2O Soluzione Scrivo la reazione data dal testo e bilancio il Red: = -3 P2O4 + OH -----------> HPO3 + PO4 + H2O Scrivo le reazioni parziali bilanciate dellOx e del Red: Ox P+4 + e --------- P+3 Red P+4 -------------- P+5 + e Effettuo il bilanciamento elettronico moltiplicando la reazione dellOx per il numero di elettroni del Red e viceversa, semplificando se possibile: P+4 + e --------- P+3 P+4 -------------- P+5 + e 2 P+4 ------------ P+3 + P+5 Scrivo la reazione ricevuta con i coefficienti trovati: = -3 P2O4 + xOH -----------> HPO3 + PO4 + H2O Determino le moli dell ambiente: x=OH- = 5OHAlla reazione aggiungo il coefficiente dellambiente: = -3 P2O4 + 5OH -----------> HPO3 + PO4 + H2O Determino le moli dell acqua: yH2O = (H1 H2) / 2 = (5H 1H) / 2 = 4H / 2 = 2H2 = 2H2O Scrivo la reazione completa: = -3 P2O4 + 5OH -----------> HPO3 + PO4 + 2H2O Risposta Il P2O4, in ambiente alcalino, dismuta dando fosfito ed fosfato, secondo la seguente reazione: = -3 P2O4 + 5OH -----------> HPO3 + PO4 + 2H2O

Fine

29

ESERCIZI SULLA DETRMINAZIONE DEL NUMERO DI OSSIDAZIONEN.B.- Per determinare il numero di ossidazione incognito di qualsiasi elemento chimico basta impostare una semplice equazione lineare tenendo preseente che la carica di qualsiasi molecola uguale a zero. a)- Deternina il numero di ossidazione del Manganese nei seguenti composti: KMnO4 K2MnO4 MnO2 MnSO4 +1+x+4(-2) = 0 2(+1)+x+4(-2) = 0 x+2(-2) = 0 x+6+4(-2) = 0 +1 + x -8 = 0 +2+x8 =0 x4 =0 x+68 =0 x = +7 x = +6 x = +4 x = +2 b)- Determina il numero di ossidazione del Cromo nei seguenti composti: K2CrO4 K2Cr2O7 Cr2(SO4)3 CrSO4 c)- Determina il numero di ossidazione del Piombo nei seguenti composti: PbCrO4 PbO2 Pb(SO4)2 d)- Determina il numero di ossidazione del Silicio nei seguenti composti: H4SiO4 Si O2 Si(Cr2O7)2 e)- Determina il numero di ossidazione dello Zolfo nei seguenti composti: H2S H2SO3 H2SO4 MnSO4 f)- Determina il numero di ossidazione del Ferro nei seguenti composti: FeCrO4 Fe2(SO4)3 FeO Fe2O3 g)- Determina il numero di ossidazione del Fosforo nei seguenti composti: Ca3(PO4)2 H2PO3 H2PO4 PH3 h)- Determina il numero di ossidazione del Arsenico nei seguenti composti: H3AsO4 H3AsO3 AsH5 K3AsO4 i)- Determina il numero di ossidazione del Cloro nei seguenti composti: HCl HCl0 NaCl02 Ca(ClO4)2 l)- Determina il numero di ossidazione del Fluoro nei seguenti composti: HFO HFO2 HFO3 HFO4 m)- Determina il numero di ossidazione del Bromo nei seguenti composti:HBr

n)- Determina il numero di ossidazione del Iodio nei seguenti composti: KIO NaIO2 AuIO3 Cu(IO4)2 o)- Determina il numero di ossidazione del Zinco nei seguenti composti: ZnSO4 Zn3(PO4)2 Zn2SiO4 p)- Determina il numero di ossidazione dellOro nei seguenti composti: AuCl Au2SO4 Au2(SO4)3 AuPO4

HBrO2

HBrO3

HBrO4

30

ESERCIZI SULLA DETRMINAZIONE DEI COEFFICIENTI DELLOX E DEL RED IN UNA OSSIDORIDUZIONE SIA MOLECOLARE CHE IONICARegola n1 Per determinare il coefficiente dellOX (ossidante) sia nella forma ossidata che ridotta devi fare la differenza tra i numeri di ossidazione del Red (riducente) (N.B.- il pi grande meno il pi piccolo) Regola n2 Per determinare il coefficiente del Red (riducente) sia nella forma ossidata che ridotta devi fare la differenza tra i numeri di ossidazione del Ox (ossidante) (N.B.- il pi grande meno il pi piccolo) n1- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il permanganato di potassio ossida il solfato stannoso,in ambiente solforico,dando solfato manganoso,solfato stannico,solfato potassico ed acqua. KMnO4 + SnSO4 + H2SO4 -------> MnSO4 + Sn(SO4)2 + K2SO4 + H2O n2- Secondo quale reazione molecolare il bicromato di potassio ossida il bromuro di potassio in ambiente cloridrico dando cloruro cromico, bromo elementare, cloruro potassico ed acqua? K2Cr2O7 + KBr + HCl -----> CrCl3 + Br2 + KCl + H2O n3- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione l'acido nitrico ossida il manganese in ambiente cloridrico dando ossido d'azoto, cloruro di manganese ed acqua? HNO3 + Mg + HCl -----> NO + MgCl2 + H2O n4- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il cromato di bario ossida l'acido cloridrico dando cloruro cromico, cloruro di bario, cloro elementare ed acqua? (N.B.- Dato che il riducente un acido inutile nominare l'ambiente che naturalmente cloridrico) BaCrO4 + HCl + HCl -----> CrCl3 + BaCl2 + Cl2 + H2O n5- Secondo quale reazione di ossidoriduzione molecolare il nitrito sodico ossida lo ioduro sodico in ambiente solforico dando ossido d'azoto, iodio elementare, solfato sodico ed acqua? NaNO2 + NaI + H2SO4 -----> NO + I2 + Na2SO4 + H2O n6- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione l'acido solforico ossida lo ioduro sodico dando anidride solforosa, iodio elementare, solfato sodico ed acqua?

31

(N.B:- Anche qui non occorre nominare l'ambiente solforico perch l'ossidante proprio H2SO4) H2SO4 + NaI + H2SO4 -----> SO2 + I2 + Na2SO4 + H2O n7- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione l'acido solforico ossida il rame elementare dando anidride solforosa, solfato rameico ed acqua? (N:B:- Non c' bisogno di nominare l'ambiente perch ben evidente) H2SO4 + Cu + H2SO4 -----> SO2 + CuSO4 + H2O n8- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il clorato sodico dismuta o disproporziona dando cloruro sodico e perclorato sodico? NaClO3 ------> NaCl + NaClO4 n9- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il permanganato potassico disproporziona o dismuta dando biossido di manganese, manganato potassico e ossigeno elementare? KMnO4 -----> MnO2 + K2MnO4 + O2 n10- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione l'ipoclorito sodico dismuta o disproporziona dando cloruro sodico e clorato sodico? NaClO -----> NaCl + NaClO3 n11- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il permanganato di potassio ossida il biossido di manganese in ambiente di potassa caustica dando manganato potassico ed acqua? KMnO4 + MnO2 + KOH -----> K2MnO4 + H2O n12- Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il cloro elementare ossida il fosforo 2 in ambiente di potassa caustica dando cloruro sodico, fosfato sodico ed acqua? Cl2 + P2 + KOH -----> NaCl + Na3PO4 + H2O N.B.- ESERCITATI A BILANCIARE LE SEGUENTI OSSIDORIDUZIONI IONICHE: n1- "Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione l'acqua ossigenata (peridrolo o perossido di idrogeno) ossida l'anidride arseniosa in ambiente alcalino dando arseniato ed acqua? -3 H2O2 + As2O3 + OH- -----> AsO4 +H2O n2- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il bicromato ossida lo stagno stannoso in abiente basico dando cromito, stannato ed acqua? +2 = = Cr2O7 + Sn + OH -----> CrO2- + SnO3 + H2O n3- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il cloro elementare ossida lo iodio elementare in ambiente basico dando cloruro, iodato e acqua? Cl2 + I2 + OH -----> Cl + IO3 + H2O n4- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il permanganato ossida il cloruro in ambiente acido dando manganese manganoso, cloro elementare ed acqua? + +2 MnO4 + Cl + H -----> Mn + Cl2 + H2O n5- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il cloro elementare disproporziona in presenza di

32

acqua dando cloruro, ipoclorito e idrogenione? + Cl2 + H2O -----> Cl + ClO + H n6- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione lo iodato ossida lo ioduro in ambiente acido dando entrambi iodio elementare ed acqua? + IO3 + I + H -----> I2 + H2O n7- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il cloro elementare ossida il cromo cromico in ambiente alcalino dando cloruro, cromato ed acqua? +3 = Cl2 + Cr + OH -----> Cl + caro4 + H2O n8- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il nitrato ossida l'argento elementare in ambiente acido dando ossido d'azoto, argento monopositivo e acqua? + + NO3 + Ag + H -----> NO + Ag + H2O n9- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione lo iodato ossida l'idrossido cromico in ambiente alcalino dando ioduro, cromato ed acqua? = IO3 + Cr(OH)3 + OH -----> I + CrO4 + H2O n10- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il nitrito ossida lo ioduro in ambiente acido dando ossido d'azoto, iodio elementare ed acqua? + NO2 + I + H -----> NO + I2 + H2O n11- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il biossido di piombo ossida il biossido di manganese in ambiente acido dando piombo piomboso, permanganato e acqua? + +2 PbO2 + MnO2 + H -----> Pb + MnO4 + H2O n12- Secondo quale reazione di ossidoriduzione il P2O4 dismuta in ambiente basico dando fosfito monoacido, fosfato e acqua? -2 -3 P2O4 + OH -----> HPO3 +PO4 + H2O n13- Secondo quale reazione ionica di ossidoriduzione il bicromato ossida il cloruro in ambiente acido dando cromo cromico, cloro elementare ed acqua?Cr2O7 + Cl + H -----> Cr + Cl2 + H2O= + +3

33

Fr. Natalino Prof. Dott. Cesare De Rossi

ESERCIZI REDOX RISOLTISVOLTI CON IL METODO DEL NUMERO DI OSSIDAZIONE E DELLE REAZIONI PARZIALI

1- REAZIONI MOLECOLARI :A)- IN AMBIENTE ACIDO B)- IN AMBIENTE BASICO

2- REAZIONI IONICHEA)- IN AMBIENTE ACIDO B)- IN AMBIENTE BASICO

Ai miei alunni ed Ex-Alunni

Fr. Natalino

34

REAZIONI MOLECOLARIA)- IN AMBIENTE ACIDO1 Problema Secondo quale reazione di ossidoriduzione il permanganato di potassio (KMnO4) ossida il solfato stannoso (SnSO4) in ambiente solforico (H2SO4), riducendosi a solfato manganoso (MnSO4) e ossidando il solfato stannoso a solfato stannico (Sn(SO4)2. KMnO4 + SnSO4 + H2SO4 ------ MnSO4 + K2SO4 + Sn(SO4)2 + H2O Soluzione Riscrivo la reazione data e bilancio, se necessario, Ossidante e il Riducente: KMnO4 + SnSO4 + H2SO4 ------ MnSO4 + K2SO4 + Sn(SO4)2 + H2O Determino i numeri dossidazione dellOssidante e del Riducente nelle forme ossidata e ridotta: Mn+7 ----------> Mn+2 Sn+2 ----------> Sn+4 Scrivo le reazioni ioniche parziali bilanciando le cariche con gli elettroni Mn+7 + 5e ----------> Mn+2 Sn+2 ------------> Sn+4 + 2e Effettuo il bilancio elettronico moltiplicando la prima reazione per il numero di elettroni della seconda e viceversa: 2x(Mn+7 + 5e ----------> Mn+2) 5x(Sn+2 ------------> Sn+4 + 2e) 2Mn+7 + 10e ----------> 2Mn+2 5 Sn+2 ------------------> 5Sn+4 + 10e Semplifico gli elettroni e sommo ottenendo i coefficienti dellOssidante e del Riducente: 2Mn+7 + 5Sn+2 ------------------> 2Mn+2 + 5Sn+4 Riscrivo la reazione data con i coefficienti trovati: 2KMnO4 + 5SnSO4 + xH2SO4 ------ 2MnSO4 + K2SO4 + 5Sn(SO4)2 + yH2O Determino le moli di ambiente (H2SO4) bilanciando i solfati (SO4): xH2SO4 = 2SO4 + SO4 + 10 SO4 - 5SO4 = 8 SO4 = 8 H2SO4 Aggiungo le moli di acido solforico trovate alla reazioni precedente: 2KMnO4 + 5SnSO4 + 8H2SO4 ------ 2MnSO4 + K2SO4 + 5Sn(SO4)2 + yH2O Determino le moli di H2O, bilanciando gli H: yH2O = (H1 H2) / 2 = (16H 0H) / 2 =16H / 2 = 8H2 =8H2O Riscrivo la reazione precedente aggiungendo le moli di H2O trovate: 2KMnO4 + 5SnSO4 + 8H2SO4 ------ 2MnSO4 + K2SO4 + 5Sn(SO4)2 + 8H2O Risposte Il permanganato di potassio ossida, in ambiente solforico il solfato stannoso a solfato tannico riducendosi a solfato manganoso secondo la seguente reazione: 2KMnO4 + 5SnSO4 + 8H2SO4 ------ 2MnSO4 + K2SO4 + 5Sn(SO4)2 + 8H2O NB- Controllo lesattezza della reazione trovata bilanciando le masse e le cariche: 2K, 2Mn, 60, 13S, 5Sn, 16H ---------->2K, 2Mn, 60, 13S, 5Sn, 16H Il bilancio di carica esatto perch sia nel 1 membro che nel 2 essendo tutte molecole le cariche sono uguali a zero. 0=0 Conclusione: Essendo esatto il bilancio di massa e di carica, la reazione esatta.

35

2 Problema Secondo quale reazione di ossidoriduzione il bicromato di potassio ossida il bromuro di potassio in ambiente cloridrico dando cloruro cromico, bromo elementare, cloruro potassico ed acqua? K2Cr2O7 + KBr + HCl -----> CrCl3 + Br2 + KCl + H2O Soluzione Riscrivo la reazione data e bilancio, se necessario, Ossidante e il Riducente: K2Cr2O7 + 2KBr + HCl -----> 2CrCl3 + Br2 + KCl + H2O Determino i numeri dossidazione dellOssidante e del Riducente nelle forme ossidata e ridotta: 2Cr+6 ----------> 2Cr+3 2Br-1 ----------> Br2 Scrivo le reazioni ioniche parziali bilanciando le cariche con gli elettroni 2Cr+6 + 6e ----------> 2Cr+3 2Br--------------------> Br2 + 2e Effettuo il bilancio elettronico moltiplicando la prima reazione per il numero di elettroni della seconda e viceversa: 1x(2Cr+6 + 6e ----------> 2Cr+3) 3x(2Br--------------------> Br2 + 2e) 2Cr+6 + 6e ----------> 2Cr+3 6Br--------------------> 3Br2 + 6e Semplifico gli elettroni e sommo ottenendo i coefficienti dellOssidante e del Riducente: 2Cr+6 + 6Br- ------------------> 2Cr+3 + 3Br2 Riscrivo la reazione data con i coefficienti trovati: K2Cr2O7 + 6KBr + xHCl -----> 2CrCl3 + 3Br2 + 8KCl + yH2O Determino le moli di ambiente (HCl) bilanciando i cloruri (Cl-): xHCl = 6Cl + 8Cl 0Cl = 14Cl = 14HCl Aggiungo le moli di acqua trovate nella reazione precedente: K2Cr2O7 + 6KBr + 14HCl -----> 2CrCl3 + 3Br2 + 8KCl + yH2O Determino le moli di H2O, bilanciando gli H: yH2O = (H1 H2) / 2 = (14H 0H) / 2 =14H / 2 = 7H2 = 7H2O Riscrivo la reazione precedente aggiungendo le moli di H2O trovate: K2Cr2O7 + 6KBr + 14HCl -----> 2CrCl3 + 3Br2 + 8KCl + 7H2O Risposte Il bicromato di potassio ossida, in ambiente cloridrico, il bromuro di potassio in bromo elementare riducendosi a cloruro cromico secondo la seguente reazione: K2Cr2O7 + 6KBr + 14HCl -----> 2CrCl3 + 3Br2 + 8KCl + 7H2O NB- Controllo lesattezza della reazione trovata bilanciando le masse e le cariche: 8K, 2Cr, 7O, 6Br, 14Cl, 14H ---------->2K, 2Mn, 60O, 6Br, 14Cl, 14H Il bilancio di carica esatto perch sia nel 1 membro che nel 2 essendo tutte molecole le cariche sono uguali a zero. Conclusione: Essendo esatto il bilancio di massa e di carica, la reazione esatta. 3 Problema Secondo quale reazione di ossidoriduzione l'acido nitrico ossida il magnesio in ambiente cloridrico dando ossido d'azoto, cloruro di magnesio ed acqua? HNO3 + Mg + HCl -----> NO + MgCl2 + H2O

36

Soluzione Riscrivo la reazione data e bilancio, se necessario, Ossidante e il Riducente: HNO3 + Mg + HCl -----> NO + MgCl2 + H2O Determino i numeri dossidazione dellOssidante e del Riducente nelle forme ossidata e ridotta: N+5 ----------> N+2 Mg ----------> Mg+2 Scrivo le reazioni ioniche parziali bilanciando le cariche con gli elettroni N+5 + 3e ----------> N+2 Mg-------------------> Mg+2 + 2e Effettuo il bilancio elettronico moltiplicando la prima reazione per il numero di elettroni della seconda e viceversa: 2x(N+5 + 3e ----------> N+2) 3x(Mg-------------------> Mg+2 + 2e) 2N+5 + 6e ----------> 2N+2 +2 3Mg-----------------> 3Mg + 6e Semplifico gli elettroni e sommo ottenendo i coefficienti dellOssidante e del Riducente: 2N+5 + 3Mg ------------------> 2N+2 + 3Mg+2 Riscrivo la reazione data con i coefficienti trovati: 2HNO3 + 3Mg + xHCl -----> 2NO + 3MgCl2 + yH2O Determino le moli di ambiente (HCl) bilanciando i cloruri (Cl-): xHCl = 6Cl = 6HCl Aggiungo le moli di acqua trovate alla reazioni precedente: 2HNO3 + 3Mg + 6HCl -----> 2NO + 3MgCl2 + yH2O Determino le moli di H2O, bilanciando gli H: yH2O = (H1 H2) / 2 = (2H +6h 0H) / 2 =8H / 2 = 4H2 = 4H2O Riscrivo la reazione precedente aggiungendo le moli di H2O trovate: 2HNO3 + 3Mg + 6HCl -----> 2NO + 3MgCl2 + 4H2O Risposte Lacido nitrico, in ambiente cloridrico, ossida il magnesio elementare a cloruro di magnesio riducendosi a ossido di azoto secondo la seguente reazione: 2HNO3 + 3Mg + 6HCl -----> 2NO + 3MgCl2 + 4H2O NB- Controllo lesattezza della reazione trovata bilanciando le masse e le cariche: 8H, 2N, 6O, 3Mg, 6Cl ---------->8H, 2N, 6O, 3Mg, 6Cl Il bilancio di carica esatto perch sia nel 1 membro che nel 2 essendo tutte molecole le cariche sono uguali a zero. Conclusione: Essendo esatto il bilancio di massa e di carica, la reazione esatta. 4 Problema Secondo quale reazione di ossidoriduzione il cromato di bario ossida l'acido cloridrico dando cloruro cromico, cloruro di bario, cloro elementare ed acqua? (N.B.- Dato che il riducente un acido inutile nominare l'ambiente che naturalmente cloridrico) BaCrO4 + HCl + HCl -----> CrCl3 + BaCl2 + Cl2 + H2O Soluzione Riscrivo la reazione data e bilancio, se necessario, Ossidante e il Riducente: BaCrO4 + 2HCl + HCl -----> CrCl3 + BaCl2 + Cl2 + H2O

37

Determino i numeri dossidazione dellOssidante e del Riducente nelle forme ossidata e ridotta: Cr+6 ----------> Cr+3 2Cl-----------> Ccl2 Scrivo le reazioni ioniche parziali bilanciando le cariche con gli elettroni Cr+6 + 3e ----------> Cr+3 2Cl--------------------> Cl2 + 2e Effettuo il bilancio elettronico moltiplicando la prima reazione per il numero di elettroni della seconda e viceversa:

2x(Cr+6 + 3e ----------> Cr+3) 3x(2Cl--------------------> Cl2 + 2e) 2Cr+6 + 6e ----------> 2Cr+3 + 6e 6Cl -----------------> 3Cl2 + 6e Semplifico gli elettroni e sommo ottenendo i coefficienti dellOssidante e del Riducente: 2Cr+6 + 6Cl- ------------------> 2Cr+3 + 3Cl2 Riscrivo la reazione data con i coefficienti trovati: 2BaCrO4 + 6HCl + xHCl -----> 2CrCl3 + 2BaCl2 + 3Cl2 + yH2O Determino le moli di ambiente (HCl) bilanciando i cloruri (Cl-): xHCl = 6Cl +4Cl = 10HCl Aggiungo le moli di acqua trovate alla reazioni precedente: 2BaCrO4 + 6HCl + 10HCl -----> 2CrCl3 + 2BaCl2 + 3Cl2 + yH2O Determino le moli di H2O, bilanciando gli H: yH2O = (H1 H2) / 2 = (6H +10H 0H) / 2 =16H / 2 = 8H2 = 8H2O Riscrivo la reazione precedente aggiungendo le moli di H2O trovate: 2BaCrO4 + 6HCl + 10HCl -----> 2CrCl3 + 2BaCl2 + 3Cl2 + 8H2O Risposte Il cromato di Bario, in ambiente cloridrico,ossida lacido cloridrico a cloro elementare e si riduce a cloruro cromico e cloruro di Bario secondo la seguente reazione: 2BaCrO4 + 6HCl + 10HCl -----> 2CrCl3 + 2BaCl2 + 3Cl2 + 8H2O NB- Controllo lesattezza della reazione trovata bilanciando le masse e le cariche: 2Ba,2Cr, 8O, 16H, 16Cl ---------->2Ba, 2Cr, 8O, 16H, 16Cl Il bilancio di carica esatto perch sia nel 1 membro che nel 2 essendo tutte molecole le cariche sono uguali a zero. Conclusione: Essendo esatto il bilancio di massa e di carica, la reazione esatta. 5 Problema Secondo quale reazione di ossidoriduzione il nitrito sodico ossida lo ioduro sodico in ambiente solforico dando ossido d'azoto, iodio elementare, solfato sodico ed acqua? NaNO2 + NaI + H2SO4 -----> NO + I2 + Na2SO4 + H2O Soluzione Riscrivo la reazione data e bilancio, se necessario, Ossidante e il Riducente: NaNO2 + 2NaI + H2SO4 -----> NO + I2 + Na2SO4 + H2O Determino i numeri dossidazione dellOssidante e del Riducente nelle forme ossidata e ridotta: N+3 ----------> N+2

38

2Il-----------> I2 Scrivo le reazioni ioniche parziali bilanciando le cariche con gli elettroni N+3 + 1e ----------> N+2 2I--------------------> I2 + 2e Effettuo il bilancio elettronico moltiplicando la prima reazione per il numero di elettroni della seconda e viceversa: 2x(N+3 + 1e ----------> N+2) 1x(2I--------------------> I2 + 2e) 2N+3 + 2e ----------> 2N+2 2I -----------------> I2 + 2e Semplifico gli elettroni e sommo ottenendo i coefficienti dellOssidante e del Riducente: 2N+3 + 2I- ------------------> 2N+2 + I2 Riscrivo la reazione data con i coefficienti trovati:

2NaNO2 + 2NaI + xH2SO4 -----> 2NO + I2 + 2Na2SO4 + yH2O Determino le moli di ambiente (H2SO4) bilanciando i solfati (SO4): x H2SO4 = 2 SO4 = 2 H2SO4 Aggiungo le moli di 2H2SO4 trovate nella reazioni precedente: 2NaNO2 + 2NaI + 2H2SO4 -----> 2NO + I2 + 2Na2SO4 + yH2O Determino le moli di H2O, bilanciando gli H: yH2O = (H1 H2) / 2 = (4H 0H) / 2 =4H / 2 = 2H2 = 2H2O Riscrivo la reazione precedente aggiungendo le moli di H2O trovate: 2NaNO2 + 2NaI + 2H2SO4 -----> 2NO + I2 + 2Na2SO4 + 2H2O Risposte Il nitrito sodico, in ambiente solforico, ossida lo ioduro sodico a iodio elementare e si riduce a ossido di azoto, secondo la seguente reazione: 2NaNO2 + 2NaI + 2H2SO4 -----> 2NO + I2 + 2Na2SO4 + 2H2O NB- Controllo lesattezza della reazione trovata bilanciando le masse e le cariche: 4Na, 2N, 12O, 2I, 4H ---------->4Na, 2N, 12O, 2I, 4H Il bilancio di carica esatto perch sia nel 1 membro che nel 2 essendo tutte molecole le cariche sono uguali a zero. Conclusione: Essendo esatto il bilancio di massa e di carica, la reazione esatta. 6 Problema Secondo quale reazione di ossidoriduzione l'acido solforico ossida lo ioduro sodico dando anidride solforosa, iodio elementare, solfato sodico ed acqua? (N.B:- Anche qui non occorre nominare l'ambiente solforico (perch l'ossidante proprio H2SO4 presente nellossidante ed anche ambiente) H2SO4 + NaI + H2SO4 -----> SO2 + I2 + Na2SO4 + H2O Soluzione Riscrivo la reazione data e bilancio, se necessario, Ossidante e il Riducente: H2SO4 + 2NaI + H2SO4 -----> SO2 + I2 + Na2SO4 + H2O Determino i numeri dossidazione dellOssidante e del Riducente nelle forme ossidata e ridotta: S+6 ----------> S+4 2I-------------> I2 Scrivo le reazioni ioniche parziali bilanciando le cariche con gli elettroni

39

S+6 + 2e ----------> S+4 2I--------------------> I2 + 2e Effettuo il bilancio elettronico moltiplicando la prima reazione per il numero di elettroni della seconda e viceversa (semplifico): 1x(S+6 + 2e ----------> S+4) 1x(2I--------------------> I2 + 2e) S+6 ----------> 2S+4 2I -----------------> I2 Semplifico gli elettroni e sommo ottenendo i coefficienti dellOssidante e del Riducente: S+6 + 2I- ------------------> S+4 + I2 Riscrivo la reazione data con i coefficienti trovati: H2SO4 + 2NaI + xH2SO4 -----> SO2 + I2 + Na2SO4 + yH2O Determino le moli di ambiente (H2SO4) bilanciando i solfati (SO4): x H2SO4 = 2 SO4 1SO4 = SSO4 = H2SO4 Aggiungo le moli di 2H2SO trovate nelle reazioni precedenti: H2SO4 + 2NaI + H2SO4 -----> SO2 + I2 + Na2SO4 + yH2O Determino le moli di H2O, bilanciando gli H: yH2O = (H1 H2) / 2 = (4H 0H) / 2 =4H / 2 = 2H2 = 2H2O Riscrivo la reazione precedente aggiungendo le moli di H2O trovate: H2SO4 + 2NaI + H2SO4 -----> SO2 + I2 + Na2SO4 + 2H2O Risposte Lacido solforico, nel suo stesso ambiente, ossida lo ioduro sodico a iodio elementare e si riduce a anidride solforosa, secondo la seguente reazione: H2SO4 + 2NaI + H2SO4 -----> SO2 + I2 + Na2SO4 + 2H2O NB- Controllo lesattezza della reazione trovata bilanciando le masse e le cariche: 4H, 2S, 8O, 2I, 2Na---------->4H, 2S, 8O, 2I, 2Na Il bilancio di carica esatto perch sia nel 1 membro che nel 2 essendo tutte molecole le cariche sono uguali a zero. Conclusione: Essendo esatto il bilancio di massa e di carica, la reazione esatta. 7 Problema Secondo quale reazione di ossidoriduzione l'acido solforico ossida il rame elementare dando anidride solforosa, solfato rameico ed acqua? (N:B:- Non c' bisogno di nominare l'ambiente (perch ben evidente) H2SO4 + Cu + H2SO4 -----> SO2 + CuSO4 + H2O Soluzione Riscrivo la reazione data e bilancio, se necessario, Ossidante e il Riducente: H2SO4 + Cu + H2SO4 -----> SO2 + CuSO4 + H2O Determino i numeri dossidazione dellOssidante e del Riducente nelle forme ossidata e ridotta: S+6 --------------> S+4 Cu--------------> Cu+2 Scrivo le reazioni ioniche parziali bilanciando le cariche con gli elettroni S+6 + 2e -----------> S+4 Cu----------------> Cu+2 + 2e Effettuo il bilancio elettronico moltiplicando la prima reazione per il numero di elettroni della seconda e viceversa (semplifico):

40

1x(S+6 + 2e ------------> S+4) 1x(Cu-----------------> Cu+2 + 2e) S+6 ----------> 2S+4 +2 Cu ----------> Cu Semplifico gli elettroni e sommo ottenendo i coefficienti dellOssidante e del Riducente: S+6 + Cu ------------------> S+4 + Cu+2 Riscrivo la reazione data con i coefficienti trovati: H2SO4 + Cu + xH2SO4 -----> SO2 + CuSO4 + yH2O Determino le moli di ambiente (H2SO4) bilanciando i solfati (SO4): x H2SO4 = 1SO4 = SO4 = H2SO4 Aggiungo le moli di 2H2SO4 trovate nella reazione precedente: H2SO4 + Cu + H2SO4 -----> SO2 + CuSO4 + yH2O Determino le moli di H2O, bilanciando gli H: yH2O = (H1 H2) / 2 = (4H 0H) / 2 =4H / 2 = 2H2 = 2H2O Riscrivo la reazione precedente aggiungendo le moli di H2O trovate: H2SO4 + Cu + H2SO4 -----> SO2 + CuSO4 + 2H2O Risposte Lacido solforico, nel suo stesso ambiente, ossida il rame elementare a cloruro rameico e si riduce a anidride solforosa, secondo la seguente reazione: H2SO4 + Cu + H2SO4 -----> SO2 + CuSO4 + 2H2O NB- Controllo lesattezza della reazione trovata bilanciando le masse e le cariche: 4H, 2S, 8O, 1Cu---------->4H, 2S, 8O, Cu Il bilancio di carica esatto perch sia nel 1 membro che nel 2 essendo tutte molecole le cariche sono uguali a zero. Conclusione: Essendo esatto il bilancio di massa e di carica, la reazione esatta.

8 Problema Il bicromato potassico ossida l'acido cloridrico in ambiente solforico dando solfato cromico, solfato potassico, cloro elementare ed acqua. K2Cr2O7 + HCl + H2SO4 -------> Cr2(SO4)3 + K2SO4 + Cl2 + H2O Soluzione Scrivo la reazione data dal testo e bilancio il Red: K2Cr2O7 + 2HCl + H2SO4 -------> Cr2(SO4)3 + K2SO4 + Cl2 + H2O Scrivo le reazioni parziali bilanciate dellOx e del Red: Ox 2Cr+6 + 6e --------- 2Cr+3 Red 2Cl------------- Cl2 + 2e Effettuo il bilanciamento elettronico moltiplicando la reazione dellOx per il numero di elettroni del Red e viceversa, semplificando se possibile: 1x(2Cr+6 + 6e --------- 2Cr+3) 3x(2Cl- ------------ Cl2 + 2e) 2Cr+6 + 6e --------- 2Cr+3 6Cl- ------------- 3Cl2 + 6e 2Cr+6 + 6Cl- -------> Cr+3 + 3Cl2 Scrivo la reazione ricevuta con i coefficienti trovati: K2Cr2O7 + 6HCl + xH2SO4 -------> Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3Cl2 + yH2O Determino le moli dell ambiente:

41

x H2SO4 = 3SO4 + SO4 = 4SO4 = 4 H2SO4 Alla reazione aggiungo il coefficiente dellambiente: K2Cr2O7 + 6HCl + 4H2SO4 -------> Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3Cl2 + yH2O Determino le moli dell acqua: yH2O = (H1 H2) / 2 = (14H 0H) / 2 = 14H / 2 = 7H2 = 7H2O Scrivo la reazione completa: K2Cr2O7 + 6HCl + 4H2SO4 -------> Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3Cl2 + 7H2O

Risposta Il bicromato di potassio, in ambiente solforico, ossida lacido cloridrico a cloro elementare secondo la seguente reazione: K2Cr2O7 + 6HCl + 4H2SO4 -------> Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3Cl2 + 7H2O NB- Controllo lesattezza della reazione trovata bilanciando le masse e le cariche: 2K, 2Cr, 23O, 14H, 4S ----------> 2K, 2Cr, 23O, 4S, 14H Il bilancio di carica esatto perch sia nel 1 membro che nel 2 essendo tutte molecole le cariche sono uguali a zero. Conclusione: Essendo esatto il bilancio di massa e di carica, la reazione esatta. 9 Problema Il biossido piombico ossida il biossido di manganese in ambiente nitrico dando nitrato piomboso, acido permanganico ed acqua. PbO2 + MnO2 + HNO3 --------> Pb(NO3)2 + HMnO4 + H2O Soluzione Scrivo la reazione data dal testo e bilancio il Red: PbO2 + MnO2 + HNO3 --------> Pb(NO3)2 + HMnO4 + H2O Scrivo le reazioni parziali bilanciate dellOx e del Red: Pb+4 + 2e --------- Pb+2 Mb+4 ------------- Mn+7 + 3e Effettuo il bilanciamento elettronico moltiplicando la reazione dellOx per il numero di elettroni del Red e viceversa, semplificando se possibile: 3x(Pb+4 + 2e --------- Pb+2) 2x(Mb+4 ---------- Mn+7 + 3e) 3Pb+4 + 6e--------- 3Pb+2 2Mb+4 ------- --- 2Mn+7 + 6e 3Pb+4 + 2Mb+4---- 3Pb+2 + 2Mn+7 Scrivo la reazione ricevuta con i coefficienti trovati: 3PbO2 + 2MnO2 + xHNO3 --------> 3Pb(NO3)2 + 2HMnO4 + yH2O Determino le moli dell ambiente: xHNO3 = 6 NO3 = 6HNO3 Alla reazione aggiungo il coefficiente dellambiente: 3PbO2 + 2MnO2 + 6HNO3 --------> 3Pb(NO3)2 + 2HMnO4 + yH2O Determino le moli dell acqua: yH2O = (H1 H2) / 2 = (6H 2H) / 2 = 4H / 2 = 2H2 = 2H2O Scrivo la reazione completa:

Ox Red

42

3PbO2 + 2MnO2 + 6HNO3 --------> 3Pb(NO3)2 + 2HMnO4 + 2H2O Risposta Il biossido di piombo, in ambiente nitrico, ossida il biossido di manganese ad acido permanganico, secondo la seguente reazione: 3PbO2 + 2MnO2 + 6HNO3 --------> 3Pb(NO3)2 + 2HMnO4 + 2H2O NB- Controllo lesattezza della reazione trovata bilanciando le masse e le cariche: 3Pb, 2Mn, 28O, 6H ----------> 3Pb, 2Mn, 28O, 6H Il bilancio di carica esatto perch sia nel 1 membro che nel 2 essendo tutte molecole le cariche sono uguali a zero. Conclusione: Essendo esatto il bilancio di massa e di carica, la reazione esatta.

10 Problema Secondo quale reazione molecolare di ossidoriduzione il solfato sodico ossida lo ioduro sodico dando anidride solforosa, iodio elementare, solfato sodico ed acqua? (N.B:- Anche qui non occorre nominare l'ambiente solforico perch l'ossidante proprio H2SO4) H2SO4 + NaI + H2SO4 -----> SO2 + I2 + Na2SO4 + H2O Soluzione Riscrivo la reazione data e bilancio, se necessario, Ossidante e il Riducente: H2SO4 + 2NaI + H2SO4 -----> SO2 + I2 + Na2SO4 + H2O Determino i numeri dossidazione dellOssidante e del Riducente nelle forme ossidata e ridotta: S+6 -------------- S+4 2I- ----------------------------- I2 Scrivo le reazioni ioniche parziali bilanciando le cariche con gli elettroni S+6 +2e------------- S+4 2I- ----------------------------- I2 +2e Effettuo il bilancio elettronico moltiplicando la prima reazione per il numero di elettroni della seconda e viceversa (semplifico): 2I- ----------------------------- I2 +2e S+6 + 2I- ------------- S+4 + I2 Semplifico gli elettroni e sommo ottenendo i coefficienti dellOssidante e del Riducente: S+6 + 2I- ------------- S+4 + I2 Riscrivo la reazione data con i coefficienti trovati: Na2SO4 + 2NaI + xH2SO4 -----> SO2 + I2 + 2Na2SO4 + yH2O Determino le moli di ambiente (H+) bilanciando le cariche xH2SO4 = 2H2SO4 = 2H2SO4 + Aggiungo le moli di H trovate nella reazione precedente: Na2SO4 + 2NaI + 2H2SO4 -----> SO2 + I2 + 2Na2SO4 + yH2O Determino le moli di H2O, bilanciando gli H: yH2O = (H1 H2) / 2 = (4H 0H) / 2 = 4H / 2 = 2H2 = 2H2O Riscrivo la reazione precedente aggiungendo le moli di H2O trovate: Na2SO4 + 2NaI + 2H2SO4 -----> SO2 + I2 + 2Na2SO4 + 2H2O Risposte Lacido solforico, in ambiente solforico, ossida lo ioduro sodico a iodio elementare riducendosi ad anidride solforosa, secondo la seguente reazione: Na2SO4 + 2NaI + 2H2SO4 -----> SO2 + I2 + 2Na2SO4 + 2H2O NB- Controllo lesattezza della reazione trovata bilanciando le masse e le cariche:

43

4Na, 3S, 8O, 4H, 2I -------- 4H, 3S, 8O, 4Na, 2I 0=0 Conclusione: essendo esatto il bilancio di massa e di carica, la reazione esatta. 11 Problema Secondo quale reazione di ossidoriduzione il bicromato di potassio ossida lacido cloridrico, in ambiente cloridrico, dando cloruro cromico, cloro, elementare e acquaK2Cr2O7 + HCl + HCl -------- CrCl3 + Cl2 + H2O Soluzione Riscrivo la reazione data e bilancio, se necessario, Ossidante e il Riducente: K2Cr2O7 + HCl + HCl -------- 2CrCl3 + Cl2 + H2O Determino i numeri dossidazione dellOssidante e del Riducente nelle forme ossidata e ridotta: 2Cr+6 -------------- 2Cr+3 2Cl- ----------------------------- Cl2 Scrivo le reazioni ioniche parziali bilanciando le cariche con gli elettroni 2Cr+6 + 6e ------------- 2Cr+3 2Cl ----------------------------- Cl2 + 2e 1x(2Cr+6 -+ 6e------------- 2Cr+3) 3x(2Cl- --------------------- Cl2 + 2e) 2Cr+6 -+ 6e------------- 2Cr+3 6Cl- --------------------- Cl2 + 6e Effettuo il bilancio elettronico moltiplicando la prima reazione per il numero di elettroni della seconda e viceversa (semplifico): 1x(2Cr+6 -+ 6e------------- 2Cr+3) 3x(2Cl- --------------------- Cl2 + 2e) 2Cr+6 -+ 6e------------- 2Cr+3 6Cl- --------------------- 3Cl2 + 6e 2Cr+6 -------------- 2Cr+3 6Cl- ---------------- 3Cl2 Semplifico gli elettroni e sommo ottenendo i coefficienti dellOssidante e del Riducente: 2Cr+6 + 6Cl- -------- 2Cr+3 + 3Cl2 Riscrivo la reazione data con i coefficienti trovati: K2Cr2O7 + 6HCl + xHCl -------- 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + yH2O Determino le moli di ambiente (H+) bilanciando le cariche xHCl = 6Cl + 2Cl = 8HCl + Aggiungo le moli di H trovate alla reazione precedente: K2Cr2O7 + 6HCl + 8HCl -------- 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + yH2O Determino le moli di H2O, bilanciando gli H: yH2O = (H1 H2) / 2 = (14H 0H) / 2 = 14H / 2 = 7H2 = 7H2O Riscrivo la reazione precedente aggiungendo le moli di H2O trovate: K2Cr2O7 + 6HCl + 8HCl -------- 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O Risposte Il bicromato di potassio, in ambiente cloridrico, ossida, lacido cloridrico riducendosi a cloruro cromico, a cloro elementare, secondo la seguente reazione: K2Cr2O7 + 6HCl + 8HCl -------- 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O

44

NB- Controllo lesattezza della reazione trovata bilanciando le masse e le cariche: 2K, 2Cr. 7O, 14Cl, 14H -------- 2K, 2Cr. 7O, 14Cl, 14H 0=0 Conclusione: Essendo esatto il bilancio di massa e di carica, la reazione esatta. 12 Problema Secondo quale reazione di ossidoriduzione il bicromato di potassio ossida lacido cloridrico in ambiente solforico dando cloro elementare e acqua, riducendosi a solfato cromico, solfato cromic0 e acqua. K2Cr2O7 + HCl + H2SO4 ---------- Cr2(SO4)3 + K2SO4 + Cl2 + H2O Soluzione Riscrivo la reazione data e bilancio, se necessario, Ossidante e il Riducente: K2Cr2O7 + HCl + H2SO4 ---------- Cr2(SO4)3 + K2SO4 + Cl2 + H2O Determino i numeri dossidazione dellOssidante e del Riducente nelle forme ossidata e ridotta: 2Cr+6 -------------- 2Cr+3 2Cl- ----------------------------- Cl2 Scrivo le reazioni ioniche parziali bilanciando le cariche con gli elettroni 2Cr+6 + 6e ------------- 2Cr+3 2Cl ----------------------------- Cl2 + 2e Effettuo il bilancio elettronico moltiplicando la prima reazione per il numero di elettroni della seconda e viceversa (semplifico): 1x(2Cr+6 -+ 6e------------- 2Cr+3) 3x(2Cl- --------------------- Cl2 + 2e) 2Cr+6 -+ 6e------------- 2Cr+3 6Cl- --------------------- 3Cl2 + 6e 2Cr+6 -------------- 2Cr+3 6Cl- ---------------- 3Cl2