1. Pokus: Kako se određuju stehiometrijski brojevi u redoks-reakciji koja se zbiva u kiseloj sredini?

Mjere opreza

Mjere zaštite

Potrebne kemikalije i pribor

otopina oksalne kiseline, H₂C₂O₄
otopina kalijeva permanganata, KMnO₄
otopina manganova(II) klorida, MnCl₂ ili manganova sulfata, MnSO₄
4 čaše od 150 mL
štoperica

Opis postupka i zapažanje:

Ulijte 50 mL bezbojne otopine oksalne kiseline u čašu s 50 mL ljubičaste otopine kalijeva permanganata. Uključite štopericu i zapišite potrebno vrijeme do vidljive promjene. Zabilježite opažanja.

Dodajte u drugu čašu s 50 mL otopine kalijeva permanganata 50 mL otopine oksalne kiseline i oko 20 mL otopine manganove soli (MnCl₂ ili MnSO₄). Uključite štopericu i zapišite potrebno vrijeme do vidljive promjene. Zabilježite opažanja.

ZADATAK:

Napišite jednadžbu kemijske reakcije iz pokusa i odredite joj stehiometrijske brojeve.

IZRADAK:

Potrebno je napisati jednadžbu kemijske reakcije iz pokusa i i odrediti joj stehiometrijske brojeve. Prvo se napiše se jednadžba kemijske reakcije u ionskome obliku i odrede se oksidacijski brojevi:

Budući da se manganu u permanganatnome ionu smanjio oksidacijski broj sa sedam na dva, permanganatni se ion reducira. Ugljiku se oksidacijski broj povećao s tri na četiri pa se on oksidira. Kad se reakcija odvija u kiseloj otopini, s lijeve strane treba dodati toliko vodikovih iona koliko je potrebno da se atomi kisika vežu u molekule vode.

Jednadžbe polureakcija zbrojimo:

[latex]\ce{5C_2O_4^{2−} + 2MnO_4^− + 16H^+ + 10e ^- -> 10CO_2 + 10e ^- + 2Mn^{2+} + 8H_2O}[/latex]

Zbrajanjem jednadžbi polureakcija dobiju se stehiometrijski brojevi reaktanata i produkata u reakciji na temelju kojih se može napisati jednadžba kemijske reakcije.

[latex]\ce{2MnO_4^− + 5C_2O_4^{2−} + 16H^+ -> 2Mn^{2+} + 10CO_2 + 8H_2O}[/latex]

ODGOVOR:

Uravnotežena jednadžba kemijske reakcije iz pokusa jest:

[latex]\ce{2MnO_4^− + 5C_2O_4^{2−} + 16H^+ -> 2Mn^{2+} + 10CO_2 + 8H_2O}[/latex]

Pri zapisu uravnotežene jednadžbe kemijske reakcije potrebno je izjednačiti i brojeve atoma koji ne sudjeluju u redoks reakciji. Više o rješavanju redoks-reakcija pogledajte na ovom mrežnom mjestu.