1.6 Συμπλήρωση αντιδράσεων οξειδοαναγωγής με τη μέθοδο των ημιαντιδράσεων οξείδωσης και αναγωγής

Κάθε οξειδοαναγωγική αντίδραση είναι ουσιαστικό το αποτέλεσμα πρόσθεσης των δύο ημιαντιδράσεων οξείδωσης και αναγωγής από τις οποίες αποτελείται.
Στην ημιαντίδραση οξείδωσης απελευθερώνονται ηλεκτρόνια τα οποία στη συνέχεια καταναλώνονται στην ημιαντίδραση αναγωγής. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων που δίνει το αναγωγικό σώμα στην ημιαντίδραση της οξείδωσης είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων που προσλαμβάνει το οξειδωτικό σώμα στην ημιαντίδραση της αναγωγής.
Για να συμπληρώσουμε μια οξειδοαναγωγική αντίδραση με τη μέθοδο των ημιαντιδράσεων ακολουθούμε τα εξής βήματα:

• Γράφουμε τις ημιαντιδράσεις οξείδωσης και αναγωγής.
• Εάν ο αριθμός ηλεκτρονίων δεν είναι ίδιος στις δύο ημιαντιδράσεις, η μία ημιαντίδραση ή και οι δύο ημιαντιδράσεις πρέπει να πολλαπλασιαστούν μ’ έναν κατάλληλο συντελεστή, έτσι ώστε ο αριθμός των ηλεκτρονίων να είναι ίδιος και στις δύο ημιαντιδράσεις ώστε να διαγράφονται τα ηλεκτρόνια όταν οι ημιαντιδράσεις προστεθούν.
• Προσθέτουμε τις δύο ημιαντιδράσεις οπότε απλοποιούνται τα ηλεκτρόνια και προκύπτει η συνολική αντίδραση.

Παράδειγμα 1:
Να γραφεί η εξίσωση της αντίδρασης οξείδωσης του SO2 από Cr2O72- σε όξινο περιβάλλον.

Βήμα 1. Βρίσκουμε πρώτα τις ημιαντιδράσεις οξείδωσης και αναγωγής:

Ημιαντίδραση οξείδωσης:        SO2             → H2SO4
Συνολική μεταβολή Α.Ο = 2
SO2             → H2SO4 + 2e-
SO2             → H2SO4 + 2e- + 2H+
SO2 + 2H2O → H2SO4 + 2e- + 2H+

Ημιαντίδραση αναγωγής:         Cr2O72-       →      2Cr3+
Συνολική μεταβολή Α.Ο =2·3 = 6
Cr2O72- + 6e-                 →      2Cr3+
Cr2O72- + 6e- + 14H+     →      2Cr3+
Cr2O72- + 6e- + 14H+ → 2Cr3++7H2O

Βήμα 2. Πολλαπλασιάζουμε την ημιαντίδραση οξείδωσης επί 3 ώστε να εξισωθεί ο αριθμός των ηλεκτρονίων στις δύο ημιαντιδράσεις:

Ημιαντίδραση οξείδωσης X 3:           3SO2 + 6H2O → 3H2SO4 + 6e- + 6H+

Βήμα 3. Προσθέτουμε κατά μέλη τις δύο ημιαντιδράσεις οξείδωσης και αναγωγής ώστε να προκύψει η συνολική αντίδραση:

Ημιαντίδραση οξείδωσης:        3SO2 + 6H2O → 3H2SO4 + 6e- + 6H+

Ημιαντίδραση αναγωγής:         Cr2O72- + 6e- + 14H+ → 2Cr3++7H2O

Συνολική οξειδοαναγωγική αντίδραση:
3SO2 + Cr2O72- + 8H+ → 3H2SO4 + 2Cr3+ + H2O

Παράδειγμα 2:
Να γραφεί η αντίδραση της οξείδωσης των ιόντων Fe2+ από MnO4- σε όξινο περιβάλλον.

Βήμα 1. Βρίσκουμε πρώτα τις ημιαντιδράσεις οξείδωσης και αναγωγής:

Ημιαντίδραση οξείδωσης:        Fe2+ → Fe3+ + e-

Ημιαντίδραση αναγωγής:        MnO4- → Mn2+
Συνολική μεταβολή Α.Ο  = 5
MnO4- + 5e-               →  Mn2+
MnO4- + 5e- + 8H+    →  Mn2+
MnO4- + 5e- + 8H+  →  Mn2++ 4H2O

Βήμα 2. Πολλαπλασιάζουμε την ημιαντίδραση οξείδωσης επί 5 ώστε να εξισωθεί ο αριθμός των ηλεκτρονίων στις δύο ημιαντιδράσεις:

Ημιαντίδραση οξείδωσης X 5: 5Fe2+ → 5Fe3+ + 5e-     

Βήμα 3. Προσθέτουμε κατά μέλη τις δύο ημιαντιδράσεις οξείδωσης και αναγωγής ώστε να προκύψει η συνολική αντίδραση:

Ημιαντίδραση οξείδωσης:        5Fe2+ → 5Fe3+ + 5e-

Ημιαντίδραση αναγωγής:         MnO4- + 5e- + 8H+ → Mn2++ 4H2O

Συνολική οξειδοαναγωγική αντίδραση:
5Fe2+ + MnO4- + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

Παράδειγμα 3:
Με τη βοήθεια των ημιαντιδράσεων οξείδωσης και αναγωγής να συμπληρωθεί η εξίσωση της αντίδρασης:  K2Cr2O7 + HBr → ………….

Βήμα 1. Βρίσκουμε πρώτα τις ημιαντιδράσεις οξείδωσης και αναγωγής:

Ημιαντίδραση οξείδωσης:        2Br- → Br2 + 2e-

Ημιαντίδραση αναγωγής:        Cr2O72- → 2Cr3+
Συνολική μεταβολή Α.Ο =2·3 = 6
Cr2O72- + 6e-                →  2Cr3+
Cr2O72- + 6e- + 14H+   →  2Cr3+
Cr2O72- + 6e- + 14H+ → 2Cr3++7H2O

Βήμα 2. Πολλαπλασιάζουμε την ημιαντίδραση οξείδωσης επί 3 ώστε να εξισωθεί ο αριθμός των ηλεκτρονίων στις δύο ημιαντιδράσεις:

Ημιαντίδραση οξείδωσης X 3: 6Br- → 3Br2 + 6e-

Βήμα 3. Προσθέτουμε κατά μέλη τις δύο ημιαντιδράσεις οξείδωσης και αναγωγής ώστε να προκύψει η συνολική αντίδραση:

Ημιαντίδραση οξείδωσης:        6Br- → 3Br2 + 6e-

Ημιαντίδραση αναγωγής:        Cr2O72- + 6e- + 14H+ → 2Cr3++7H2O

Συνολική οξειδοαναγωγική αντίδραση:
6Br- +  Cr2O72- + 14H+  → 3Br2 + 2Cr3++7H2O

 

Αρχή Σελίδας