03 oksidacijski broj i redoks jednadzbe
- 1. 3)OKSIDACIJSKI BROJ I REDOKS JEDNAD貼BE OKSIDACIJSKI BROJ Oksidacijski broj atoma u molekuli predstavlja broj elektrona koje taj atom formalno razmjenjenjuje s drugim atomima u molekuli. Dobiva se tako da se elektronski par koji sudjeluje u formiranju veze izmeu promatranog atoma i nekog drugog atoma u molekuli pripi邸e onom atomu koji je elektronegativniji. Oksidacijski broj atoma u molekuli oznaava se arapskom brojkom, u zagradama iznad simbola elementa: (+1) (-1) Na Cl Pravila za odreivanje oksidacijskog broja: 1. Oksidacijski broj atoma u elementarnom stanju jednak je nuli (npr. oksidacijski broj kisika u O2, sumpora u S8, natrija u Na ili fosfora u P4 je 0). 2. Oksidacijski broj monoatomnog iona jednak je naboju tog iona (npr. oksidacijski broj natrija u ionu Na+ je + 1, sumpora u ionu S2 2, aluminija u ionu Al3+ + 3 itd.). 3. Fluor, kao najelektronegativniji element, uvijek u spojevima ima oksidacijski broj 1. 4. Oksidacijski broj kisika u spojevima iznosi 2. Izuzetak od tog pravila ine peroksidi (spojevi koji sadr転e peroksidni ion O2 2 , npr. H2O2, Na2O2 itd.), u kojima kisik ima oksidacijski broj 1 i superoksidi (spojevi koji sadr転e superoksidni ion O2 , npr. KO2), u kojima kisik ima oksidacijski broj 1/2. Kada je vezan na fluor, kisik ima pozitivan stupanj oksidacije (npr. u F2O oksidacijski broj kisika iznosi + 2). 5. Oksidacijski broj vodika u spojevima iznosi + 1. Izuzetak su hidridi metala (spojevi metala i vodika, npr. LiH i CaH2), u kojima vodik ima oksidacijski broj 1. 6. U neutralnoj molekuli suma oksidacijskih brojeva svih atoma mora biti jednaka nuli. U vi邸eatomnom ionu suma oksidacijskih brojeva svih atoma mora biti jednaka naboju iona. o Primjer 3.1. Odrediti oksidacijske brojeve atoma u FeO, N2O5, H2SO4 i AsO4 3 . (a) FeO oksidacijski broj kisika je 2 (pravilo 4) prema pravilu 6: (oks. broj Fe) + (oks. broj O) = 0 (oks. broj Fe) + ( 2) = 0 (oks. broj Fe) = + 2 dakle: (+2)(-2) FeO (b) N2O5 oksidacijski broj kisika je 2 (pravilo 4)
- 2. prema pravilu 6: 2 揃 (oks. broj N) + 5 揃 (oks. broj O) = 0 2 揃 (oks. broj N) + 5 揃 ( 2) = 0 2 揃 (oks. broj N) 10 = 0 (oks. broj N) = + 5 dakle: (+5) (-2) 2 5N O (c) H2SO4 oksidacijski broj kisika je 2 (pravilo 4) oksidacijski broj vodika je + 1 (pravilo 5) prema pravilu 6: 2 揃 (oks. broj H) + (oks. broj S) + 4 揃 (oks. broj O) = 0 2 揃 (+ 1) + (oks. broj S) + 4 揃 ( 2) = 0 2 + (oks. broj S) 8 = 0 (oks. broj S) = + 6 dakle: (+1)(+6)(-2) 42H S O (d) AsO4 3 oksidacijski broj kisika je 2 (pravilo 4) prema pravilu 6: (oks. broj As) + 4 揃 (oks. broj O) = 3 (oks. broj As) + 4 揃 ( 2) = 3 (oks. broj As) 8 = 3 (oks. broj As) = + 5 dakle: (+5) (-2) 3- 4AsO o Primjer 3.2. Odrediti oksidacijski broj sumpora u tetrationatnom ionu, S4O6 2 . oksidacijski broj kisika je 2 (pravilo 4) prema pravilu 6: 4 揃 (oks. broj S) + 6 揃 (oks. broj O) = 2 4 揃 (oks. broj S) + 6 揃 ( 2) = 2 4 揃 (oks. broj S) 12 = 2 4 揃 (oks. broj S) = + 10 (oks. broj S) = + 5/2 = + 2,5
- 3. Dobivena vrijednost predstavlja prosjean oksidacijski broj sumpora u promatranom ionu, u kojem dva atoma sumpora imaju oksidacijski broj 0, a preostala dva atoma sumpora oksidacijski broj + 5, kako je vidljivo iz Lewisove strukture: S S S S O O O OO O (+5) (+5) (0) (0) o Primjer 3.3. Odrediti oksidacijske brojeve atoma u cijanatnom ionu, OCN . Lewisova struktura navedenog iona je: O C N S obzirom da su i kisik, i du邸ik elektronegativniji od ugljika, njima se pripisuju svi elektroni anga転irani u stvaranju veze izmeu O i C, odnosno C i N. Stoga se i kisik, i du邸ik nalaze u svom maksimalnom negativnom stupnju oksidacije, tako da je oksidacijski broj kisika 2, a oksidacijski broj du邸ika 3. Prema pravilu 6 tada proizlazi da oksidacijski broj ugljika mora biti + 4 . NAPOMENA! Analognu strukturu (i oksidacijske brojeve) ima i tiocijanatni ion, SCN .
- 4. REDOKS REAKCIJE Redoks reakcijama nazivaju se one kemijske reakcije kod kojih dolazi do prijenosa elektrona izmeu reaktanata. Kemijska vrsta koja prima elektrone, tj. koja se reducira, naziva se oksidans. Kemijska vrsta koja otpu邸ta elektrone, tj. koja se oksidira, naziva se reducens. Oksidacijom se oksidacijski broj atoma poveava, a redukcijom smanjuje. Izjednaavanje redoks reakcija A. Metoda parcijalnih redoks jednad転bi o Primjer 3.4. Izjednaiti jednad転bu: C2O4 2 + MnO4 + H+ CO2 + Mn2+ + H2O Postupak izjednaavanja: (vrijedi za sve jednad転be koje opisuju kem. proces u kiselom mediju!): 1. Odrediti oksidacijske brojeve svih atoma: C2 O4 2 + MnO4 + H+ CO2 + Mn2 + + H2 O 2. Na temelju promjene oksidacijskog broja odrediti koje se kemijske vrste oksidiraju, odn. reduciraju i napisati parcijalne jednad転be reakcija oksidacije i redukcije: C2O4 2 2 CO2 (!!!) MnO4 Mn2+ 3. Za svaku parcijalnu jednad転bu odrediti broj primljenih, odn. otpu邸tenih elektrona: C2O4 2 2 e 2 CO2 MnO4 + 5 e Mn2+ 4. Izjednaiti broj kisikovih atoma na lijevoj i desnoj strani svake jednad転be. Kisik se izjednaava dodavanjem molekula vode na onu stranu jednad転be gdje postoji manjak atoma kisika: C2O4 2 2 e 2 CO2 MnO4 + 5 e Mn2+ + 4 H2O 5. Izjednaiti broj vodikovih atoma na lijevoj i desnoj strani svake jednad転be. Vodik se izjednaava dodavanjem iona H+ na onu stranu jednad転be gdje postoji manjak atoma vodika: C2O4 2 2 e 2 CO2 MnO4 + 5 e + 8 H+ Mn2+ + 4 H2O
- 5. 6. Izjednaiti broj otpu邸tenih i primljenih elektrona. Svaku jednad転bu pomno転iti odgovarajuim koeficijentom, tako da se broj elektrona svede na najmanji zajedniki vi邸ekratnik: C2O4 2 2 e 2 CO2 / * 5 MnO4 + 5 e + 8 H+ Mn2+ + 4 H2O / * 2 ___________________________________________________ 5 C2O4 2 10 e 10 CO2 2 MnO4 + 10 e + 16 H+ 2 Mn2+ + 8 H2O 7. Zbrojiti parcijalne jednad転be: 5 C2O4 2 10 e 10 CO2 2 MnO4 + 10 e + 16 H+ 2 Mn2+ + 8 H2O 5 C2O4 2 + 2 MnO4 + 16 H+ 10 CO2 + 2 Mn2+ + 8 H2O 8. Provjeriti jednad転bu!!! a) Broj atoma pojedinog elementa mora biti jednak na obje strane jednad転be. b) Zbroj naboja iona s lijeve strane jednad転be mora biti jednak zbroju naboja iona s desne strane jednad転be. o Primjer 3.5. Izjednaiti jednad転bu: ClO2 + OH ClO2 + ClO3 + H2O Postupak izjednaavanja: (vrijedi za sve jednad転be koje opisuju proces u lu転natom mediju!): -koraci 1-5 jednaki su kao i kod izjednaavanja redoksa u kiselom mediju, ime se dobije: ClO2 + e ClO2 ClO2 e + H2O ClO3 + 2 H+ - nakon 邸to su izjednaeni kisikovi atomi i H+ ioni (koraci 1-5), kod izjednaavanja redoksa u lu転natom mediju radi se sljedee: 5a. Na svaku stranu jednad転be doda se onoliko OH iona, koliko se u jednad転bi pojavljuje H+ iona: ClO2 + e ClO2 ClO2 e + H2O + 2 OH ClO3 + 2 H+ + 2 OH
- 6. 5b. Na onoj strani na kojoj se pojavljuju i H+ ioni, i OH ioni, njihov se zbroj prika転e u obliku molekula H2O: ClO2 + e ClO2 ClO2 e + H2O + 2 OH ClO3 + 2 H2O - koraci 6-8 jednaki su kao i kod rje邸avanja redoksa u kiselom mediju! ClO2 + e ClO2 ClO2 e + H2O + 2 OH ClO3 + 2 H2O 2 ClO2 + H2O + 2 OH ClO2 + ClO3 + 2 H2O - s obzirom da se H2O javlja na obje strane jednad転be, jednad転bu je potrebno urediti: 2 ClO2 + 2 OH ClO2 + ClO3 + H2O NAPOMENA! Redoks reakcije kod kojih se neka kemijska vrsta i oksidira i reducira nazivaju se reakcije DISPROPORCIONIRANJA. B. Metoda izravnog rje邸avanja (vidjeti laboratorijske vje転be-vje転ba 2., str 51) Postupak izjednaavanja 1. Odrediti oksidacijske brojeve svih atoma. 2. Na temelju promjene oksidacijskog broja odrediti koje se kemijske vrste oksidiraju, odn. reduciraju. Povezati atome koji mijenjaju oksidacijski broj spojnom crtom, kako bi se simbolizirao proces prijelaza elektrona. 3. Za kem. vrstu s lijeve strane jednad転be koja se oksidira izraunati broj otpu邸tenih elektrona. Taj broj upisati na crtu koja simbolizira proces oksidacije. Za kem. vrstu koja se na lijevoj strani jednad転be reducira izraunati broj primljenih elektrona i upisati ga na crtu koja simbolizira proces redukcije. NAPOMENA! Prilikom raunanja broja primljenih, odnosno otpu邸tenih elektrona obavezno voditi rauna o broju atoma koji se reduciraju, odn. oksidiraju! 4. Pomno転iti broj primljenih, odn. otpu邸tenih elektrona odgovarajuim faktorima, tako da broj primljenih elektrona bude jednak broju otpu邸tenih elektrona. Kori邸tene faktore upisati kao stehiometrijske koeficijente s lijeve strane jednad転be. 5. Kompletirati jednad転bu uz poznate stehiometrijske koeficijente uz oksidans i reducens na lijevoj strani jednad転be.
- 7. o Primjer 3.6. Odredite stehiometrijske koeficijente. (0) (+1) (+5) (-2) (+1) (-2) (+1) (+5) (-2) (+2)(-2) 2 33 43 As + 5 H N O + 2 H O 3 H As O + 5 N O o Primjer 3.7. Izjednaiti jednad転bu: Na2S4O6 + H2O2 Na2SO4 + H2SO4 + H2O rje邸enje: 2 2(+2,5) (-2) (+1) (-1) (+6) (-2) (+1) (-2) 2 2 + 4 6 2 4S O + 7 H O 4 S O + 4 H O + H6 Na2 S4 O6 + 7 H2 O2 Na2 SO4 + 3 H2SO4 + 4 H2 O o Primjer 3.8. Izjednaiti jednad転bu: Cl2 + OH ClO + Cl + H2O rje邸enje: (0) (-2) (+1) (+1) (-2) (+1) (-2) 22Cl + 2 O H Cl O + Cl + H O o Primjer 3.9. Izjednaiti jednad転bu: P4(s) + OH + H2O PH3(g) + PH2O2 rje邸enje: (0) (-2) (+1) (+1) (-2) (-3) (+1) (+1) (+1) (-2) 4 2 3 2 2P (s) + 3 O H + 3 H O P H (g) + 3 P H O 5e / 揃3 + 3 e / 揃5 3,5 e 揃4 = 14 e + 1 e 揃 2 = +2 e / 揃7 1 e + 1 e + 3 e 1 e / 揃3
- 8. Zadaci za vje転bu: (pravila za odreivanje oksidacijskih brojeva navedena su u skriptama za Laboratorijske vje転be) 3.1. Odredite oksidacijski broj mangana u slijedeim spojevima: a) MnO b) MnO2 c) KMnO4 d) K2MnO4 e) Mn3O4 f) Mn(OH)4 g) Mn2(SO4)3 h) (MnO3)2SO4 i) Mn(OH)(OOH)3 j) K2H2Mn2O7 3.2. Odredite oksidacijski broj klora u slijedeim spojevima: a) HOCl b) HClO2 c) HClO3 d) HClO4 e) Ca(OCl)2 f) CaCl(OCl) g) ClO2 h) FClO2 i) Cl2O7 j) CCl4 3.3. Odredite oksidacijski broj atoma sumpora u spojevima: a) SO2 b) SO3 2 c) HSO4 d) Na2S2O3 e) S2O4 2 f) SOCl2 g) S8 Odredite stehiometrijske koeficijente slijedeih redoks reakcija: 3.4. ClO3 - + I2 + H2O Cl- + H+ + IO3 - 3.5. MnO4 2 + 4 H+ MnO4 + MnO2 + H2O 3.6. IO3 + ClO + OH IO6 5 + Cl + H2O 3.7. 1 mL H2O2 + 5 kapi 1 M H2SO4 + 1-2 kapi KMnO4 MnO4 - + H+ + H2O2 ? (obezbojenje, razvijanje plina) 3.8. 1 mL H2O + 5 kapi 1 M H2SO4 + 1 kristali KNO3 + 1 kap KMnO4 + Zn MnO4 - + H+ + Zn ? (KNO3 sku転i kao katalizator; obezbojenje, otapanje metala) 3.9. 1 mL KI + 5 kapi 1 M H2SO4 + 5 kapi FeCl3 (otopina postaje smee boje) 3.10. 1 mL KI + 5 kapi 1 M H2SO4 + 3 kapi K2Cr2O7 a. otopina postaje smee boje b. otopina postaje plavo-zelena
- 9. 3.11. kruti Na2SO3 + 1 mL H2O + 5-10 kapi H2SO4 + 2-3 kapi K2Cr2O7 (otopina postaje plavo-zelene boje koja potjee od Cr3+ iona) 3.12. NO3 - + Na + H2O N2O2 -2 + Na+ + OH- 3.13. Sb2S3 (s) + H+ + NO3 - HSb(OH)6 (s) + HSO4 - + NO2 + H2O 3.14. HClO2 ClO2 + H+ + Cl- + H2O 3.15. PtCl6 2- + Sn(OH)4 2- + OH- PtCl4 2- + Sn(OH)6 2- + Cl- Izjednaavanje jednad転bi kemijskih reakcija: 3.16. Izjednaite jednad転be kemijskih reakcija: a) Ca(OH)2 + H3PO4 Ca(H2PO4)2 + H2O b) C3H8 + O2 CO2 + H2O c) C2H5OH + O2 CO2 + H2O d) NH4NO3 N2 + O2 + H2O e) C3H6 + NH3 + O2 C3H3N + H2O f) Fe + O2 + H2O Fe(OH)2 g) N2O5 + H2O HNO3 h) C6H12O6 C2H5OH + CO2 i) H3C6H5O7 + HCO3 C6H5O7 + CO2 + H2O j) Ca3(PO4)2 + H2SO4 Ca(H2PO4)2 + CaSO4 k) Ca5(PO4)3F + H2SO4 + H2O H3PO4 + CaSO4揃2H2O + HF l) NH3 + NO N2 + H2O m) NO2 + H2O HNO3 + NO 3.17. Ako se u vodenu otopinu magnezijeva sulfata doda vodena otopina natrijeva fosfata, istalo転it e se magnezijev fosfat. Napi邸ite izjednaenu jednad転bu reakcije za taj proces. 3.18. Ugljikov(IV) oksid industrijski se dobiva reakcijom izmeu metana (CH4) i vodene pare, pri emu uz ugljikov(IV) oksid nastaje i plinoviti vodik. Napi邸ite izjednaenu jednad転bu reakcije za taj proces. 3.19. Pedesetih godina pro邸log stoljea kao raketno gorivo esto se koristio dekaboran (B10H18), ijim izgaranjem u kisiku nastaje borov(III) oksid i voda. Napi邸ite izjednaenu jednad転bu reakcije za taj proces. 3.20. Ako se kroz u転arenu smjesu silicijeva dioksida i ugljika propu邸ta plinoviti klor, dobije se silicijev tetraklorid (SiCl4) i ugljikov(II) oksid. Napi邸ite izjednaenu jednad転bu reakcije za taj proces. Izjednaavanje jednad転bi redoks-reakcija: (izjednaavanje jednad転bi redoks-reakcija opisano je u skriptama za Laboratorijske vje転be, str. 52-55) 3.21. Izjednaite jednad転be redoks-reakcija: a) Cr2O7 2 + Fe2+ + H+ Cr3+ + Fe3+ + H2O b) Fe2+ + MnO4 + H+ Fe3+ + Mn2+ + H2O c) Cr2O7 2 + C2O4 2 + H+ Cr3+ + CO2 + H2O d) Cu + HNO3 + H+ Cu2+ + NO + H2O e) Ag+ + C6H6O2 Ag + C6H4O2 + H+ (vidjeti napomenu) f) MnO4 2 + H+ MnO4 + MnO2 + H2O g) MnO4 + I + H2O MnO2 + I2 + OH h) H2O2 + MnO4 MnO2 + O2 + OH + H2O (pripaziti na oksidacijski broj kisika u H2O2!) i) C2O4 2 + MnO4 + H2O HCO3 + MnO2 + OH j) Br2 + OH BrO3 + Br + H2O
- 10. Napomena uz zad. 3.21. e): U organskim spojevima oksidacijski broj ugljika mo転e poprimiti sve vrijednosti izmeu 4 i +4, ukljuujui i nulu, ovisno o rasporedu kemijskih veza i atomima s kojima je ugljik vezan. Bez poznavanja strukture spoja, prosjeni oksidacijski broj ugljika mo転e se odrediti prema sljedeim pravilima. Oksidacijski broj vodika u organskim spojevima je uvijek +1, a kisika 2, osim u sluaju organskih peroksida, kod kojih oksidacijski broj kisika iznosi 1. Oksidacijski broj atoma klora, broma i joda, ako su ti atomi vezani izravno na ugljik, iznosi uvijek 1. Sumpor koji je vezan samo s ugljikom i vodikom (kao npr. u tiolima) ima oksidacijski broj 2. Du邸ik vezan samo s ugljikom i vodikom (kao npr. u aminima ili aminokiselinama) ima oksidacijski broj 3. Nakon 邸to se atomima navedenih elemenata pripi邸u spomenuti oksidacijski brojevi, oksidacijski broj ugljika odreuje se prema pravilu da je zbroj oksidacijskih brojeva svih atoma u neutralnoj molekuli jednak nuli, a u ionu jednak naboju iona. Npr. u etanolu (C2H5OH) prosjeni oksidacijski broj ugljika iznosi 2, u glukozi (C6H12O6) prosjeni oksidacijski broj ugljika je 0, a u aminokiselini glicinu, H2N(CH2)COOH, prosjeni oksidacijski broj ugljika iznosi +1, 邸to se najlak邸e odredi ako se formula glicina napi邸e kao C2H5O2N. 3.22. U kiselom mediju elementarni brom (Br2) reagira s tiosulfatnim ionom (S2O3 2 ), pri emu nastaju bromidni i sulfatni ioni. Napi邸ite i izjednaite kemijsku jednad転bu koja opisuje taj proces. 3.23. Oksidacijom etanola (C2H5OH) dikromatom (Cr2O7 2 ) u kiselom mediju nastaje acetaldehid (CH3COH) i kromov(III) kation. Napi邸ite izjednaenu kemijsku jednad転bu koja opisuje taj proces. 3.24. Oksidacijom elementarnog sumpora koncentriranom sumpornom kiselinom nastaje plinoviti sumporov(IV) oksid. Napi邸ite izjednaenu kemijsku jednad転bu koja opisuje taj proces. 3.25. Manganov(III) kation (Mn3+ ) nije stabilan u kiselom mediju, ve se disproporcionira dajui manganov(II) kation i manganov(IV) oksid. Napi邸ite izjednaenu kemijsku jednad転bu koja opisuje taj proces. 3.26. Ako se plinoviti klor uvodi u otopinu jake lu転ine, dolazi do njegovog disproporcioniranja u hipoklorit (ClO ) i klorid. Napi邸ite izjednaenu kemijsku jednad転bu koja opisuje taj proces. 3.27. Oksidacijom cijanidnog iona permanganatom (MnO4 ) u lu転natom mediju nastaje manganov(IV) oksid i cijanatni ion (CNO ). Napi邸ite izjednaenu kemijsku jednad転bu koja opisuje taj proces. (vidjeti napomenu) Napomena uz zad. 3.27.: U ovom zadatku potrebno je prije izjednaavanja jednad転be kemijske reakcije odrediti oksidacijske brojeve atoma u cijanidnom ionu (CN ) i cijanatnom ionu (CNO ). Pri tome studentima obino predstavlja problem injenica da du邸ik i ugljik mogu poprimiti razliita oksidacijska stanja, 邸to ih dovodi u nedoumicu odakle zapoeti, odn. koji oksidacijski broj pripisati pojedinom atomu. Pravilo je u tim sluajevima jednostavno: Ako je rije o molekuli ili ionu koji se sastoji od atoma dvaju elemenata, onda se atomu (ili atomima) elektronegativnijeg elementa pripi邸e najvi邸e mogue negativno oksidacijsko stanje koje taj element mo転e poprimiti, a oksidacijski broj atoma drugog elementa odreuje se po pravilu da je zbroj oksidacijskih brojeva svih atoma u neutralnoj molekuli jednak nuli, a u ionu jednak naboju iona. Npr. u molekuli plina dicijana, C2N2, du邸ik je elektronegativniji od ugljika, pa se atomima du邸ika pripisuje najvi邸e negativno oksidacijsko stanje koje du邸ik mo転e poprimiti, a to je 3. Da bi zbroj oksidacijskih brojeva atoma ugljika i atoma du邸ika bio jednak nuli, proizlazi da oksidacijski broj atoma ugljika mora iznositi +3.
- 11. Ako je rije o molekuli ili ionu koji se sastoji od atoma triju ili vi邸e elemenata, tada se najprije odredi koji element ima najmanju elektronegativnost. Svim ostalim atomima pripi邸e se najvi邸e mogue negativno oksidacijsko stanje, a onda se oksidacijski broj atoma s najmanjom elektronegativno邸u odredi prema pravilu da zbroj oksidacijskih brojeva svih atoma u neutralnoj molekuli mora biti jednak nuli, a u ionu jednak naboju iona. Npr. u tiocijanatnom ionu (SCN ) i du邸ik, i sumpor elektronegativniji su od ugljika, tj. ugljikov atom je atom s najmanjom elektronegativno邸u. Zbog toga se du邸iku pripisuje najvi邸e negativno oksidacijsko stanje koje du邸ik mo転e poprimiti (3), jednako kao 邸to se i atomu sumpora pripisuje najvi邸e negativno oksidacijsko stanje koje sumpor mo転e poprimiti (2). Da bi zbroj oksidacijskih brojeva svih atoma u ionu bio jednak naboju iona, proizlazi da oksidacijski broj ugljika mora iznositi +4. Mali podsjetnik: najvi邸e mogue negativno oksidacijsko stanje elemenata na desnoj strani periodnog sustava (nemetali) odreuje se tako da se od broja skupine u kojoj se nalazi taj element oduzme 18. Npr. du邸ik se nalazi u 15. skupini, pa mu najvi邸e negativno oksidacijsko stanje koje mo転e postii iznosi 15 18 = 3. Najvi邸e mogue pozitivno oksidacijsko stanje elemenata na desnoj strani periodnog sustava odreuje se tako da se od broja skupine u kojoj se taj element nalazi oduzme 10. npr. za du邸ik se dobije da mu najvi邸e mogue pozitivno oksidacijsko stanje iznosi 15 10 = +5. Elementi s lijeve strane periodnog sustava (metali) imaju nisku elektronegativnost, pa u spojevima naje邸e ne poprimaju negativan stupanj oksidacije. Najvi邸e mogue pozitivno oksidacijsko stanje elemenata s lijeve strane periodnog sustava jednako je broju skupine u kojoj se taj element nalazi. Npr. kalcij se nalazi u 2. skupini, pa mu maksimalno pozitivno oksidacijsko stanje iznosi +2. Krom se nalazi u 6. skupini, pa mu maksimalno pozitivno oksidacijsko stanje iznosi +6, kao npr. u dikromatnom ionu (Cr2O7 2 ). To ne znai da krom ne mo転e poprimiti neko ni転e oksidacijsko stanje (npr. +3, kao u Cr2O3), no sigurno je da ne mo転e poprimit vi邸e oksidacijsko stanje od +6. Za elemente koji se nalaze u skupinama 8-12. navedena pravila ne vrijede. U zadacima koji slijede zadani su reaktanti koji se oksidiraju, odn. reduciraju, te produkti koji iz tih reaktanata nastaju. Da bi napisane jednad転be bile korektne, na lijevu, odn. desnu stranu jednad転be treba dodati molekule vode, te ione H+ ili OH (ovisno o tome odvija li se reakcija u kiselom ili lu転natom mediju). Molekule vode i ioni H+ , odn. OH u jednad転bi e se pojaviti tijekom izjednaavanja, u trenutku kad e se izjednaavati broj atoma kisika, odn. vodika na obje strane jednad転be. Na primjer, izjednaavanjem jednad転be: I + MnO4 I2(s) + Mn2+ ona e poprimiti oblik: 10 I + 2 MnO4 + 16 H+ 5 I2(s) + 2 Mn2+ + 8 H2O 3.28. Izjednaite i dopunite sljedee jednad転be redoks-reakcija: u kiselom mediju: a) C2O4 2 + MnO4 CO2(g) + Mn2+ b) Fe2+ + MnO4 Fe3+ + Mn2+ c) H2O2 + MnO4 Mn2+ + O2(g) d) NO2 + MnO4 Mn2+ + NO2(g) e) I + MnO4 I2(s) + Mn2+ f) MnO2(s) + Cl Cl2(g) + Mn2+ g) PbO2(s) + I Pb2+ + I2(s) h) H2O2 + I I2(s) + H2O
- 12. i) Cu(s) + NO3 Cu2+ + NO2(g) j) Cu(s) + NO3 Cu2+ + NO(g) k) TeO2(s) + Cr2O7 2 H6TeO6 + Cr3+ l) BrO3 + N2H5 + Br + N2(g) m) MnO4 2 MnO4 + MnO2(s) n) Pd(s) + NO3 + Cl PdCl6 2 + NO(g) o) RuO4(s) + Cl RuCl4 + Cl2(g) p) Sn(s) + NO3 SnO2(s) + NO2(g) q) As(s) + NO3 H3AsO4 + NO r) I2(s) + NO3 IO3 + NO2(g) s) P4(s) + NO3 H2PO4 + NO t) Ag2S(s) + NO3 Ag+ + S(s) + NO2(g) u) NO2 + MnO4 NO3 + Mn2+ v) HSO3 + MnO4 SO4 2 + Mn2+ w) IO3 + I I2(s) x) I + NO2 I2(s) + NO(g) y) Fe2+ + Cr2O7 2 Fe3+ + Cr3+ z) Br + Cr2O7 2 Br2 + Cr3+ 3.29. Izjednaite i dopunite sljedee jednad転be redoks-reakcija: u lu転natom mediju: a) HCOO + MnO4 CO2(g) + MnO2(s) b) HCHO + I2(s) HCOO + I c) Cr(OH)4 + IO3 CrO4 2 + I2(s) d) P4(s) PH3(g) + H2PO2 e) IO3 + ClO IO6 5 + Cl f) S2O3 2 + ClO SO4 2 + Cl g) NO3 + Na(s) N2O2 2 + Na+ h) Cl2(g) + IO3 IO4 + Cl i) Zn(s) + NO3 NH3(g) + ZnO2 2 j) Cl2(g) ClO + Cl k) Cl2(g) ClO3 + Cl
- 13. Rje邸enja: 3.1. (+2) (+4) 2 (+7) 4 (+6) 2 4 (+4) (+2) 3 4 2 a) MnO b) MnO c) KMnO d) K MnO e) Mn O MnO 2MnO (+4) 4 (+3) 2 4 3 (+7) 3 2 4 (+4) 3 (+5) 22 2 7 f) Mn(OH) g) Mn (SO ) h) (MnO ) SO i) Mn(OH)(OOH) j) K H Mn O 3.2. (+1) (+3) 2 (+5) 3 (+7) 4 (+1) 2 a.) HO Cl b.) H Cl O c.) H Cl O d.) H Cl O e.) Ca(O Cl ) (-1) (+1) (+4) 2 (+5) 2 (+7) 2 7 (-1) 4 f.) Ca Cl (O Cl ) g.) Cl O h.) F Cl O i.) Cl O j.) C Cl 3.3. a) +4; b) +4; c) +6; d) +2; e) +3; f) +4; g) 0 3.4. 5 ClO3 - +3 I2 + 3 H2O 5 Cl- + 6 H+ + 6 IO3 - 3.5. 3 MnO4 2 + 4 H+ 2 MnO4 + MnO2 + 2 H2O 3.6. IO3 + ClO + 4 OH IO6 5 + Cl + 2 H2O 3.7. 2 MnO4 - + 6 H+ + 5 H2O2 2 Mn2+ + 5 O2 + 8 H2O 3.8. 2 MnO4 - + 16 H+ + 5 Zn 2 Mn2+ + 5 Zn2+ + 8 H2O 3.9. 2 I- + 2 Fe3+ I2 + 2 Fe2+ 3.10. a. 6 I- + 14 H+ + Cr2O7 2- 3 I2 + 2 Cr3+ + 7 H2O b. I- + 8 H+ + Cr2O7 2- IO3 - + 2 Cr3+ + 4 H2O 3.11. 3 SO3 2- + 8 H+ + Cr2O7 2- 3 SO4 2- + 2 Cr3+ + 4 H2O 3.12. 2 NO3 - + 8 Na + 4 H2O N2O2 -2 + 8 Na+ + 8 OH- 3.13. Sb2S3 (s) + 25 H+ + 28 NO3 - 2 HSb(OH)6 (s) + 3 HSO4 - + 28 NO2 + 4 H2O 3.14. 5 HClO2 4 ClO2 + H+ + Cl- + 2 H2O 3.15. PtCl6 2- + Sn(OH)4 2- + 2 OH- PtCl4 2- + 2 Cl- + Sn(OH)6 2- 3.16. a) Ca(OH)2 + 2 H3PO4 Ca(H2PO4)2 + 2 H2O b) C3H8 + 5 O2 3 CO2 + 4 H2O c) C2H5OH + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O d) NH4NO3 N2 + 1/2 O2 + 2 H2O e) C3H6 + NH3 + 3/2 O2 C3H3N + 3 H2O f) Fe + 1/2 O2 + H2O Fe(OH)2 g) N2O5 + H2O 2 HNO3 h) C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 i) H3C6H5O7 + 3 HCO3 C6H5O7 + 3 CO2 + 3 H2O j) Ca3(PO4)2 + 2 H2SO4 Ca(H2PO4)2 + 2 CaSO4 k) Ca5(PO4)3F + 5 H2SO4 + 10 H2O 3 H3PO4 + 5 CaSO4揃2H2O + HF l) 4 NH3 + 6 NO 5 N2 + 6 H2O
- 14. m) 3 NO2 + H2O 2 HNO3 + NO 3.17. 3 MgSO4 + 2 Na3PO4 Mg3(PO4)2 + 3 Na2SO4 3.18. CH4 + 2 H2O CO2 + 4 H2 3.19. B10H18 + 12 O2 5 B2O3 + 9 H2O 3.20. SiO2 + 2 C + 2 Cl2 SiCl4 + 2 CO 3.21. a) Cr2O7 2 + 6 Fe2+ + 14 H+ 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O b) 5 Fe2+ + MnO4 + 8 H+ 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O c) Cr2O7 2 + 3 C2O4 2 + 14 H+ 2 Cr3+ + 6 CO2 + 7 H2O d) 3 Cu + 2 HNO3 + 6 H+ 3 Cu2+ + 2 NO + 4 H2O e) 2 Ag+ + C6H6O2 2 Ag + C6H4O2 + 2 H+ f) 3 MnO4 2 + 4 H+ 2 MnO4 + MnO2 + 2 H2O g) 2 MnO4 + 6 I + 4 H2O 2 MnO2 + 3 I2 + 8 OH h) 3 H2O2 + 2 MnO4 2 MnO2 + 3 O2 + 2 OH + 2 H2O i) 3 C2O4 2 + 2 MnO4 + 4 H2O 6 HCO3 + 2 MnO2 + 2 OH j) 3 Br2 + 6 OH BrO3 + 5 Br + 3 H2O 3.22. 4 Br2 + S2O3 2 + 5 H2O 8 Br + 2 SO4 2 + 10 H+ 3.23. 3 C2H5OH + Cr2O7 2 + 8 H+ 3 CH3COH + 2 Cr3+ + 7 H2O 3.24. S + 2 H2SO4 3 SO2 + 2 H2O 3.25. 2 Mn3+ + 2 H2O Mn2+ + MnO2 + 4 H+ 3.26. Cl2 + 2 OH Cl + ClO + H2O 3.27. 3 CN + 2 MnO4 + H2O 3 CNO + 2 MnO2 + 2 OH 3.28. u kiselom mediju: a) 5 C2O4 2 + 2 MnO4 + 16 H+ 10 CO2(g) + 2 Mn2+ + 8 H2O b) 5 Fe2+ + MnO4 + 8 H+ 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O c) 5 H2O2 + 2 MnO4 + 6 H+ 2 Mn2+ + 5 O2(g) + 8 H2O d) 5 NO2 + MnO4 + 8 H+ Mn2+ + 5 NO2(g) + 4 H2O e) 10 I + 2 MnO4 + 16 H+ 5 I2(s) + 2 Mn2+ + 8 H2O f) MnO2(s) + 2 Cl + 4 H+ Cl2(g) + Mn2+ + 2 H2O g) PbO2(s) + 2 I + 4 H+ Pb2+ + I2(s) + 2 H2O h) H2O2 + 2 I + 2 H+ I2(s) + 2 H2O i) Cu(s) + 2 NO3 + 4 H+ Cu2+ + 2 NO2(g) + 2 H2O j) 3 Cu(s) + 2 NO3 + 8 H+ 3 Cu2+ + 2 NO(g) + 4 H2O k) 3 TeO2(s) + Cr2O7 2 + 5 H2O + 8 H+ 3 H6TeO6 + 2 Cr3+ l) 2 BrO3 + 3 N2H5 + 2 Br + 3 N2(g) + + 6 H2O + 3 H+ m) 3 MnO4 2 + 4 H+ 2 MnO4 + MnO2(s) + 2 H2O n) 3 Pd(s) + 4 NO3 + 18 Cl + 16 H+ 3 PdCl6 2 + 4 NO(g) + 8 H2O o) RuO4(s) + 8 Cl + 8 H+ RuCl4 + 2 Cl2(g) + 4 H2O p) Sn(s) + 4 NO3 + 4 H+ SnO2(s) + 4 NO2(g) + 2 H2O q) 3 As(s) + 5 NO3 + 5 H+ + 2 H2O 3 H3AsO4 + 5 NO r) I2(s) + 10 NO3 + 8 H+ 2 IO3 + 10 NO2(g) + 4 H2O s) 3 P4(s) + 20 NO3 + 8 H+ + 8 H2O 12 H2PO4 + 20 NO t) Ag2S(s) + 2 NO3 + 4 H+ 2 Ag+ + S(s) + 2 NO2(g) + 2 H2O u) 5 NO2 + 2 MnO4 + 6 H+ 5 NO3 + 2 Mn2+ + 3 H2O v) 5 HSO3 + 2 MnO4 + H+ 5 SO4 2 + 2 Mn2+ + 3 H2O w) IO3 + 5 I + 6 H+ 3 I2(s) + 3 H2O
- 15. x) 2 I + 2 NO2 + 4 H+ I2(s) + 2 NO(g) + 2 H2O y) 6 Fe2+ + Cr2O7 2 + 14 H+ 6 Fe3+ + 2 Cr3+ + 7 H2O z) 6 Br + Cr2O7 2 + 14 H+ 3 Br2 + 2 Cr3+ + 7 H2O 3.29. u lu転natom mediju: a) 3 HCOO + 2 MnO4 + H2O 3 CO2(g) + 2 MnO2(s) + 5 OH b) HCHO + I2(s) + 3 OH HCOO + 2 I + 2 H2O c) 10 Cr(OH)4 + 6 IO3 + 4 OH 10 CrO4 2 + 3 I2(s) + 22 H2O d) P4(s) + 3 OH + 3 H2O PH3(g) + 3 H2PO2 e) IO3 + ClO + 4 OH IO6 5 + Cl + 2 H2O f) S2O3 2 + 4 ClO + 2 OH 2 SO4 2 + 4 Cl + H2O g) 2 NO3 + 8 Na(s) + 4 H2O N2O2 2 + 8 Na+ + 8 OH h) Cl2(g) + IO3 + 2 OH IO4 + 2 Cl + H2O i) 4 Zn(s) + NO3 + 7 OH NH3(g) + 4 ZnO2 2 + 2 H2O j) Cl2(g) + 2 OH ClO + Cl + H2O k) 3 Cl2(g) + 6 OH ClO3 + 5 Cl + 3 H2O