1 Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις

Οι αντιδράσεις οξειδοαναγωγής ταξινομούνται σε 4 κατηγορίες: Αντιδράσεις

ΣΥΝΘΕΣΗΣ

περισσότερα στοιχεία ενώνονται προς σχηματισμό μιας χημικής ένωσης.

. Στις αντιδράσεις αυτές δύο ή C + O 2  CO 2 2Na + Cl 2  2NaCl 4Fe + 3O 2  2Fe 2 O 3

Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις 2

Αντιδράσεις

ΑΠΟΣΥΝΘΕΣΗΣ

και

ΔΙΑΣΠΑΣΗΣ

. Στην αποσύνθεση μια ένωση διασπάται στα στοιχεία της ενώ στην διάσπαση παράγονται ενώσεις. Βέβαια υπάρχουν και διασπάσεις που δεν είναι αντιδράσεις οξειδοαναγωγής.

Αποσύνθεση Διάσπαση 2HgO  2Hg + O 2 2KClO 3  2KCl + 3O 2 Διάσπαση (Μεταθετική) CaCO 3(s)  CaO (s) + CO 2(g)

Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις 3

Αντιδράσεις

ΑΠΛΗΣ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ

αυτές ένα στοιχείο αντικαθίσταται από κάποιο άλλο δραστικότερο του. Η σειρά δραστικότητας των μετάλλων και αμετάλλων προκύπτει με βάση την σειρά ηλεκτροθετικότητας και ηλεκτραρνητικότητας, αντίστοιχα (σειρά . Στις αντιδράσεις

αναγωγικής

και

οξειδωτικής

ισχύος).

K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H 2 H 2 , Bi, Cu, Hg, Ag, Pt, Au F 2 , O 3 , Cl 2 , Br 2 , O 2 , I 2 , S

3 Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H 2 H 2 , Bi, Cu, Hg, Ag, Pt, Au F 2 , O 3 , Cl 2 , Br 2 , O 2 , I 2 , S

Fe + 2HCl  FeCl 2 + H 2 Zn + CuSO 4  Cl 2 + K 2 S  ZnSO 4 + Cu 2KCl + S Στις αντικαταστάσεις μετάλλων το μέταλλο εμφανίζεται στα προϊόντα με τον μικρότερο αριθμό οξείδωσης (εκτός Cu).

Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις 4

Αντιδράσεις

ΠΟΛΥΠΛΟΚΗΣ ΜΟΡΦΗΣ

. Στην κατηγορία αυτή εντάσσονται οι αντιδράσεις εκείνες που δεν μπορούν να υπαχθούν σε μια από τις προηγούμενες κατηγορίες.

ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΜΕΤΑΛΛΩΝ ΜΕ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΑ ΟΞΕΑ Μ + πυκνό-θερμό H 2 SO 4 → θειϊκό άλας + SO 2 + H 2 O Μ + πυκνό HNO 3 → νιτρικό άλας + NO 2 + H 2 O Μ + αραιό HNO 3 → νιτρικό άλας + NO + H 2 O Όπου Μ μέταλλο εκτός Pt και Au. Το άλας που προκύπτει περιέχει το μέταλλο συνήθως με τον μεγαλύτερο Α.Ο. του.

4 Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις

ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΑΜΕΤΑΛΛΩΝ ΜΕ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΑ ΟΞΕΑ

C P S

Πυκνό-θερμό H

2

SO

4

Πυκνό HNO

3

Αραιό HNO

3

CO CO -

2 2

H H H

3 3 3

PO PO PO

4 4 4

H H SO

2 2 2

SO SO

4 4

-

I

HIO

3

-

Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις

Ο

υπολογισμός των συντελεστών

αντιδράσεις στηρίζεται στο γεγονός ότι η συνολική ελάττωση του αριθμού οξείδωσης στα άτομα του οξειδωτικού στοιχείου, είναι ίση με την συνολική αύξηση του αριθμού οξείδωσης στα άτομα του αναγωγικού στοιχείου.

στις οξειδοαναγωγικές Επίσης όπως σε κάθε χημική εξίσωση ισχύει η

αρχή διατήρησης της μάζας

πρώτο μέλος τόσα υπάρχουν και στο δεύτερο. Ομοίως ισχύει και η ή απλούστερα όσα άτομα υπάρχουν στο

αρχή διατήρησης του φορτίου

δηλαδή όσο είναι το συνολικό φορτίο στο πρώτο μέλος τόσο είναι και στο δεύτερο.

Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις

ΕΥΡΕΣΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΩΝ σε αντιδράσεις όπου γνωρίζουμε τα προϊόντα.

ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΑΝΑΓΩΓΗ 0 +5

Cu + HNO 3 αραιό 

+2

Cu(NO 3 ) 2

+2

+ NO + H 2 O Cu 0 – 2e  N +5 + 3e  Cu +2 N +2 x 3 x 2 3Cu 0 – 6e  2N +5 + 6e  3 Cu 2 N +2 +2

3

Cu + HNO 3 

3

Cu(NO 3 ) 2

4

2 O

Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις

ΕΥΡΕΣΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΩΝ σε αντιδράσεις όπου γνωρίζουμε τα προϊόντα.

ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΑΝΑΓΩΓΗ 0 +6

Fe + H 2 SO 4 πυκνό 

+3

Fe 2 (SO 4 ) 3

+4

+ SO 2 + H 2 O Fe 0 – 3e  S +6 + 2e  Fe +3 S +4 x 2 x 3 2Fe 0 – 6e  3S +6 + 6e  2 Fe 3 S +4 +3

2 6

2 SO 4 

1

Fe 2 (SO 4 ) 3

3

2

6

2 O

Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις

ΕΥΡΕΣΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΩΝ σε αντιδράσεις όπου γνωρίζουμε τα προϊόντα.

ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΑΝΑΓΩΓΗ -3

NH 3

+2

+ CuO  N 2

0 0

+ H 2 O + Cu N -3 – 3e  Cu +2 + 2e  N 0 Cu 0 x 2 x 3 2N -3 – 6e 3Cu +2 + 6e  1 N 2 0  3 Cu 0

2

NH 3 +

3

CuO 

1

N 2 +

3

H 2 O +

3

Cu

Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις

ΕΥΡΕΣΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΩΝ (γνωστά προϊόντα).

ΑΝΑΓΩΓΗ ΟΞΕΙΔΩΣΗ +7

KMnO 4 + HCl

-1



+2

KCl + MnCl 2 + Cl 2

0

+ H 2 O Cl -1 – 1e  Mn +7 + 5e  Cl 0 Mn +2 x 5 x 1 5Cl -1 – 5e  Mn +7 + 5e  5 Cl 0 1 Mn +2 x 2 x 2

2

KMnO 4 

2 2

2

5

2

8

2 O

Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις

ΕΥΡΕΣΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΩΝ (γνωστά προϊόντα).

ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΑΝΑΓΩΓΗ +2 +7

CO + KMnO 4 + H 2 SO 4 

+4

CO 2

+2

+ MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O C +2 – 2e  Mn +7 + 5e  C +4 Mn +2 x 5 x 2 5C +2 – 10e  5 C +2 2Mn +7 + 10e  2 Mn +2

5

CO +

2

KMnO 4 +

3

H 2 SO 4 

5

CO 2 +

2

MnSO 4 + K 2 SO 4 +

3

H 2 O

Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις

ΕΥΡΕΣΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΩΝ (γνωστά προϊόντα).

ΑΝΑΓΩΓΗ +6

K 2 Cr 2 O 7

+2

+ FeSO 4

+3

Cr 2 (SO 4 ) 3 + H 2 SO 4 + K 2 SO 4 

ΟΞΕΙΔΩΣΗ +3

+ Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O Fe +2 – 1e  Cr +6 + 3e  Fe +3 Cr +3 x 3 x 1 3Fe +2 – 3e  Cr +6 + 3e  3 Fe +3 1 Cr +3 x 2 x 2 K 2 Cr 2 O 7

6 1

Cr

2

(SO 4 ) 3 4

7

2 SO 4  + K 2 SO 4

3 2

(SO 4 ) 3

7

2 O

Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις

ΕΥΡΕΣΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΩΝ σε αντιδράσεις όπου γνωρίζουμε τα προϊόντα.

ΑΝΑΓΩΓΗ ΟΞΕΙΔΩΣΗ 0

I 2

+5

+ HNO 3 πυκνό 

+5

HIO 3

+4

+ NO 2 + H 2 O I 0 – 5e  N +5 + 1e  I +5 N +4 x 1 x 5 1I 0 – 5e  5N +5 + 5e  1 I +5 5 N +4 x 2 x 2

1

I 2

10

3 

2

HIO 3

10

2

4

2 O

Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις

ΕΥΡΕΣΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΩΝ (γνωστά προϊόντα).

ΑΝΑΓΩΓΗ +6

K 2 Cr 2 O 7

+2

+ FeCl 2

ΟΞΕΙΔΩΣΗ

+ HCl

+3

 CrCl 3

+3

+ KCl + FeCl 3 + H 2 O Fe +2 – 1e  Cr +6 + 3e  Fe +3 Cr +3 x 3 x 1 3Fe +2 – 3e  Cr +6 + 3e  3 Fe +3 1 Cr +3 x 2 x 2 K 2 Cr 2 O 7 +

6

FeCl 2 +

14

HCl 

2

CrCl 3 +

2

KCl +

6

FeCl 3 +

7

H 2 O