كيفية حل مشكلة رد فعل الأكسدة والاختزال

هذا مثال عملي مشكلة رد فعل الأكسدة إظهار كيفية حساب حجم وتركيز المواد المتفاعلة والمنتجات باستخدام معادلة الأكسدة المتوازنة.

الوجبات السريعة الرئيسية: مشكلة كيمياء تفاعل الأكسدة والاختزال

تفاعل الأكسدة والاختزال هو نوع من التفاعل الكيميائي أحمرشفط و ثورالهوية تحدث. لان الإلكترونات يتم نقلها بين الأنواع الكيميائية ، شكل الأيونات. لذا ، لتحقيق التوازن بين تفاعل الأكسدة والاختزال ، لا يتطلب الأمر فقط موازنة الكتلة (عدد ونوع الذرات على كل جانب من المعادلة) ولكن أيضًا الشحن. وبعبارة أخرى ، فإن عدد الشحنات الكهربائية الموجبة والسالبة على جانبي سهم التفاعل هو نفسه في معادلة متوازنة.

بمجرد موازنة المعادلة ، نسبة الخلد يمكن استخدامها لتحديد حجم أو تركيز أي المتفاعلة أو المنتج طالما أن حجم وتركيز أي نوع معروف.

بالنظر إلى معادلة الأكسدة المتوازنة التالية للتفاعل بين MnO₄^- و Fe²⁺ في محلول حمضي:

• MNO₄^-(أ ك) + 5 الحديد²⁺(أ ك) + 8 ساعات⁺(أ ك) → مليون²⁺(أ ك) + 5 الحديد³⁺(أ ك) + 4 ساعات₂يا

حساب حجم 0.100 م KMnO₄ اللازمة للتفاعل مع 25.0 سم³ 0.100 م ف²⁺ وتركيز الحديد²⁺ في حل إذا كنت تعرف أن 20.0 سم³ من حل يتفاعل مع 18.0 سم³ من 0.100 KMnO₄.

بما أن معادلة الأكسدة متوازنة ، فإن 1 مول من MnO₄^- يتفاعل مع 5 مول من الحديد²⁺. باستخدام هذا ، يمكننا الحصول على عدد مولات Fe²⁺:

• الشامات Fe²⁺ = 0.100 مول / لتر × 0.0250 لتر
• الشامات Fe²⁺ = 2.50 × 10^-3 مول
• باستخدام هذه القيمة:
• الشامات MnO₄^- = 2.50 × 10^-3 مول Fe²⁺ س (1 مول MnO₄^-/ 5 مول Fe²⁺)
• الشامات MnO₄^- = 5.00 × 10^-4 مول منو₄^-
• حجم 0.100 م KMnO₄ = (5.00 × 10^-4 مول) / (1.00 × 10^-1 مول / لتر)
• حجم 0.100 م KMnO₄ = 5.00 × 10^-3 L = 5.00 سم³

للحصول على تركيز Fe²⁺ سُئل في الجزء الثاني من هذا السؤال ، فإن المشكلة تعمل بنفس الطريقة باستثناء حل تركيز أيون الحديد غير المعروف:

• الشامات MnO₄^- = 0.100 مول / لتر × 0.180 لتر
• الشامات MnO₄^- = 1.80 × 10^-3 مول
• الشامات Fe²⁺ = (1.80 × 10^-3 مول منو₄^-) × (5 مول Fe²⁺ / 1 مول منو₄)
• الشامات Fe²⁺ = 9.00 × 10^-3 مول Fe²⁺
• تركيز Fe²⁺ = (9.00 × 10^-3 مول Fe²⁺) / (2.00 × 10^-2 ل)
• تركيز Fe²⁺ = 0.450 م

عند حل هذا النوع من المشاكل ، من المهم التحقق من عملك:

• تحقق للتأكد من أن المعادلة الأيونية متوازنة. تأكد من أن عدد ونوع الذرات هو نفسه على جانبي المعادلة. تأكد من أن الشحنة الكهربائية الصافية هي نفسها على جانبي التفاعل.
• كن حذرًا للعمل مع نسبة الخلد بين المتفاعلات والمنتجات وليس كميات الجرام. قد يُطلب منك تقديم إجابة نهائية بالجرام. إذا كان الأمر كذلك ، فقم بمعالجة المشكلة باستخدام الشامات ثم استخدم الكتلة الجزيئية للأنواع للتحويل بين الوحدات. الكتلة الجزيئية هي مجموع الأوزان الذرية للعناصر في المركب. اضرب الأوزان الذرية للذرات بأي اشتراكات تتبع رمزها. لا تضرب بالمعامل أمام المركب في المعادلة لأنك قد أخذت ذلك بالفعل في الاعتبار في هذه النقطة!
• كن حذرًا في الإبلاغ عن الشامات والجرامات والتركيز وما إلى ذلك ، باستخدام الصحيح عدد الشخصيات الهامة.

• شرينج ، ج. ، شولز ، هـ. د. ، فيشر ، و. R. ، Böttcher ، J. ، Duijnisveld ، W. H. ، محرران (1999). الأكسدة: الأساسيات والعمليات والتطبيقات. Springer-Verlag ، هايدلبرغ ISBN 978-3-540-66528-1.
• تراتنيك ، بول جي. غروندل ، تيموثي جيه. Haderlein ، Stefan B. ، eds. (2011). كيمياء الأكسدة والاختزال المائي. سلسلة ندوة ACS. 1071. ردمك 9780841226524.