Come bilanciare un’ossidoriduzione in ambiente basico.
- Gli OH– aggiunti alle due semi-reazioni devono
essere ad una ai prodotti e all’altra ai reagenti; - Se da un lato si aggiunge OH– dall’altra si
aggiunge H2O; - Le aggiunte di acqua devono essere ad una
semi-reazione ai reagenti e all’altra ai prodotti
come per l’OH–
OSSIDORIDUZIONE IN AMBIENTE BASICO – Esercizi
ESERCIZIO 1
\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\! \begin{matrix} MnO_{4}^{-}\!+\!H_2O_2\!\rightarrow \!MnO_2\!+\!O_2 \end{matrix}
\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\large\begin{matrix} MnO_{4}^{-}\!+\!3e^-\!\rightarrow \!MnO_2\\ \\ H_2O_2\!\rightarrow \!O_2\!+\!e^- \end{matrix}
Ogni ossigeno acquista un elettrone, ma ne
sono due, quindi:
\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\large\begin{matrix} MnO_{4}^{-}\!+\!3e^-\!\rightarrow \!MnO_2\\ \\ H_2O_2\!\rightarrow \!O_2\!+\!2e^- \end{matrix}
Mancano 2 ossigeno ai prodotti della seconda riga
\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\small \begin{matrix} MnO_{4}^{-}\!+\!3e^-\!\!\rightarrow \!MnO_2\!+\!2OH^- \end{matrix}
\!\!\!\large\begin{matrix} H_2O_2\!\rightarrow \!O_2\!+\!2e^- \end{matrix}
aggiungo, ora, acqua per pareggiare gli idrogeni:
\!\!\!\!\!\!\!\!\!\small \begin{matrix} MnO_{4}^{-}\!+\!H_2O\!+\!3e^-\!\rightarrow \!MnO_2\!+\!2OH^- \end{matrix}
\large\begin{matrix} H_2O_2\!\rightarrow \!O_2\!+\!2e^- \end{matrix}
Ora però non sono più pari gli ossigeni, ma
basta raddoppiare gli OH– e l’acqua:
\!\!\!\!\!\! \begin{matrix} MnO_{4}^{-}\!+\!2H_2O\!+\!3e^-\!\rightarrow \\ \!MnO_2\!+\!4OH^- \end{matrix}
\large \begin{matrix} H_2O_2\rightarrow O_2+2e^- \end{matrix}
Ora dobbiamo aggiungere gli idrogeni alla
seconda riga:
\!\!\!\!\!\!\!\!\begin{matrix} MnO_{4}^{-}\!+\!2H_2O\!+\!3e^-\!\rightarrow \\ MnO_2\!+\!4OH^- \end{matrix}
\!\!\!\begin{matrix} H_2O_2\!\rightarrow \!O_2\!+\!H_2O\!+\!2e^- \end{matrix}
\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\large \begin{matrix} MnO_{4}^{-}\!+\!2H_2O\!+\!3e^-\!\rightarrow \\ MnO_2\!+\!4OH^- \end{matrix}
\!\!\!\!\!\!\!\!\large \begin{matrix} H_2O_2\!+\!2OH^-\!\rightarrow \\ O_2\!+\!H_2O\!+\!2e^- \end{matrix}
Come prima, bilanciando gli idrogeni
si sbilanciano gli ossigeni, ma basta
raddoppiare l’acqua:
\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\large \begin{matrix} MnO_{4}^{-}\!+\!2H_2O\!+\!3e^-\!\rightarrow \\ MnO_2\!+\!4OH^- \end{matrix}
\!\!\!\!\!\large \begin{matrix} H_2O_2\!+\!2OH^-\rightarrow \\ O_2 \!+\!2H_2O\!+\!2e^- \end{matrix}
Ora il minimo comune multiplo fra gli elettroni
che si riduce ad un prodotto incrociato:
\!\!\!\!\!\!\! \begin{matrix} 2\cdot\!(MnO_{4}^{-}\!+\!2H_2O\!+\!3e^-\!\rightarrow \\ MnO_2\!+\!4OH^-) \end{matrix}
\!\!\!\!\!\!\! \begin{matrix} 3\cdot\!(H_2O_2\!+\!2OH^-\!\rightarrow \\ O_2\!+\!2H_2O\!+\!2e^-) \end{matrix}
\!\!\!\!\!\!\! \begin{matrix} 2MnO_{4}^{-}\!+\!4H_2O\!+\!6e^-\!\rightarrow \\ 2MnO_2\!+\!8OH^- \end{matrix}
\!\large\begin{matrix} 3H_2O_2\!+\!6OH^-\!\rightarrow \\ 3O_2\!+\!6H_2O\!+\!6e^- \end{matrix}
Il bilancio totale è:
\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\! \begin{matrix} 2MnO_{4}^{-}\!+\!3H_2O_2\!\rightarrow \\ 2MnO_2\!+\!3O_2\!+\!2OH^-\!+\!2H_2O \end{matrix}
ESERCIZIO 2
\!\!\!\large \begin{matrix} Al^{0}\!+\!NO_{3}^{-}\!\rightarrow \\ Al(OH)_{4}^{-}\!+\!NH_3 \end{matrix}
\!\!\!\!\!\large \begin{matrix} Al^{0}\!\rightarrow \!Al(OH)_{4}^{-}\!+\!3e^-\\ \end{matrix}
\!\!\!\large \begin{matrix} NO_{3}^{-}\!+\!8e^-\!\rightarrow \!NH_3 \end{matrix}
\!\!\!\large \begin{matrix} 8\!\cdot \!(Al^{0}\!+\!4OH^-\!\rightarrow \\ \!Al(OH){4}^{-}\!+\!3e^-)\\ \end{matrix}
\!\!\!\!\large\begin{matrix} NO_{3}^{-}\!+\!8e^-\!\rightarrow \!NH_3 \end{matrix}
Il secondo bilanciamento non è immediato:
| X/Y | Al(OH)4– + X H2O | NH3 + Y OH– |
| 3 | 6 H 6 O | 6 H 3 O |
| 4 | 8 H 7 O | 7 H 4 O |
| 5 | 10 H 8 O | 8 H 5 O |
| X = 6 | 12 H 9 O | 9 H 6 O |
| 7 | 14 H 10 O | 10 H 7 O |
| 8 | 16 H 11 O | 11 H 8 O |
| Y = 9 | 18 H 12 O | 12 H 9 O |
\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\small \begin{matrix} \!\!\!8\!\cdot \!(Al^{0}\!+\!4OH^-\!\rightarrow \!Al(OH){4}^{-}\!+\!3e^-)\\ NO_{3}^{-}\!+\!8e^-\!+\!6H_2O\!\rightarrow \!NH_3\!+\!9OH^-) \end{matrix}
\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\small\begin{matrix} \!\!\!\!\!8\!\cdot \!(Al^{0}\!+\!4OH^-\!\rightarrow \!Al(OH){4}^{-}\!+\!3e^-)\\ 3\!\cdot \!(NO_{3}^{-}\!+\!8e^-\!+\!6H_2O\!\rightarrow \!NH_3\!+\!9OH^-) \end{matrix}
\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\small \begin{matrix} \!\!\!\!\!8Al^{0}\!+\!32OH^-\!\rightarrow \!8Al(OH){4}^{-}\!+\!{\color{Red}24e^- })\\ 3NO_{3}^{-}\!+\!{\color{Red}24e^- }\!+\!18H_2O\!\rightarrow \!3NH_3\!+\!27OH^-) \end{matrix}
\!\!\!\!\!\!\!\!\!\small \begin{matrix} 8Al^{0}\!+\!3NO_{3}^{-}\!+\!5OH^-\!+\!18H_2O\!\rightarrow \\ 8Al(OH)_{4}^{-}\!+\!3NH_3 \end{matrix}