Bocconi di teoria
Le redox in ambiente acido sono le reazioni
di ossido-riduzione. Possono avvenire in tre
ambienti: acido, basico e neutro.
Le regole sono semplici:
- Gli ossigeni si aggiungono come acqua
- gli idrogeni si aggiungono come ione idronio
in ambiente acido - gli idrogeni si aggiungono come ione ossidrile
in ambiente basico.
REDOX IN AMBIENTE ACIDO – Perché si chiamano ossidoriduzioni (abbreviata come redox)?
Le cariche devono essere bilanciate, cioè:
gli elettroni persi da una specie devono
corrispondere agli elettroni acquistati
dell’altra specie. In pratica una si ossida
e l’altra riduce, da cui redox.
Due esempi in ambiente acido
\!\!\!\!\!\!\!\!\!\small \begin{matrix} \textbf{1)}\\ Cu^{0}\!+\!N^{+5}O_{3}^{-}\!\rightarrow \!Cu^{2+}\!+\!N^{+4}O \end{matrix}
Il rame passa da 0 a +2 perdendo 2 elettroni.
L’azoto passa da +5 a +2 acquisendo un 3 elettroni.
\!\!\large \begin{matrix} Cu^{0}\! \rightarrow \!Cu^{2+}\!+\!2e^{-}\\ \\ NO_{3}^{-}\!+\!3e^{-}\!\rightarrow \!NO \end{matrix}
I prodotti mancano di due ossigeni che integriamo
con acqua:
\!\!\!\!\!\!\!\!\! \begin{matrix} NO_{3}^{-}\!+\!3e^-\!\rightarrow \!NO\!+\!2H_2O \end{matrix}
I 4 idrogeni in meno ai reagenti vengono
integro con ione idronio:
\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\begin{matrix} \!NO_{3}^{-}\!+\!4H^{+}\!+\!3e^-\!\rightarrow \!NO\!+\!2H_2O \end{matrix}
Bilancio le cariche:
\!\!\!\!\!\!\!\! \small\begin{matrix} \!\!\!\!\!\!\!3\!\cdot \!(Cu^{0}\!\rightarrow \!Cu^{2+}\!+\!2e^{-})\\ \\ \!\!\!2\!\cdot \!(NO_{3}^{-}4H^{+}\!+\!3e^{-}\!\rightarrow \!NO\!+\!2H_2O) \end{matrix}
\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\small \begin{matrix} 3Cu^{0}\rightarrow 3Cu^{2+} +6e^{-}\\ 2NO_{3}^{-}\!8H^{+}\!+\!6e^{-}\!\rightarrow \!2NO\!+\!4H_2O \end{matrix}
\!\!\!\!\!\!\!\!\!\large\begin{matrix} \!3Cu\!+\!2NO_{3}^{-}\!+\!8H^{+}\! \rightarrow \\ \!\!\!3Cu^{2+}\!+\!2NO\!+\!4H_2O \end{matrix}
\large \begin{matrix} \textbf{2)}\\ Cr_2O_{7}^{2-}\!+\!SO_2\!\rightarrow \\ Cr^{3+}\!+\!SO_{4}^{2-} \end{matrix}
Il cromo passa da +6 a +3 acquistando 3 elettroni,
ma sono due cromi quindi gli elettroni acquistati
sono 6. Lo zolfo passa da +4 a a +6 perdendo 2 elettroni.
\!\!\!\!\!\!\!\!\large \begin{matrix} Cr_2O_{7}^{2-}\!+\!6e^-\!\rightarrow \!Cr^{3+}\\ \\ SO_2\! \rightarrow \!SO_{4}^{2-}\!+\!2e^- \end{matrix}
Mancano 7 ossigeni ai prodotti della prima riga
e due ossigeni ai reagenti della seconda:
\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\small \begin{matrix} Cr_2O_{7}^{2-}\!+\!6e^-\!\rightarrow \!Cr^{3+}\!+\!7H_2O\\ \!\!\!\!\!\!\!\!SO_2\!+\!2H_2O\!\rightarrow \!SO_{4}^{2-}\!+\!2e^- \end{matrix}
Ora mancano 14 idrogeni ai reagenti della
prima riga e 4 idrogeni ai prodotti della seconda riga
\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\small \begin{matrix} Cr_2O_{7}^{2-}\!+\!6e^-\!+\!14H^+\!\rightarrow \!Cr^{3+}\!+\!7H_2O\\ \!\!\!\!\!\!\!\!\!\!SO_2\!+\!2H_2O\! \rightarrow \!SO_{4}^{2-}\!+\!2e^-\!+\!4H^+ \end{matrix}
Bisogna semplificare gli elettroni scambiati.
Moltiplico solo la seconda riga affinché mi dia 6
elettroni, In questo caso moltiplico x 3
\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\small \begin{matrix} Cr_2O_{7}^{2-}\!+\!6e^-\!+\!14H^+\!\rightarrow \!Cr^{3+}\!+\!7H_2O\\ 3\!\cdot \!(SO_2\!+\!2H_2O\! \rightarrow \!SO_{4}^{2-}\!+\!2e^-\!+\!4H^+) \end{matrix}
\!\!\!\!\!\!\!\!\small \begin{matrix} Cr_2O_{7}^{2-}\!+\!6e^-\!+\!14H^+\!\rightarrow \!Cr^{3+}\!+\!7H_2O\\ 3SO_2\!+\!6H_2O\! \rightarrow \!3SO_{4}^{2-}\!+\!6e^-\!+\!12H^+ \end{matrix}
14 H – 12 H = 2 H
7 H2O – 6 H2O = H2O
6 e– – 6 e– = o
\!\!\!\!\!\!\!\! \begin{matrix} Cr_2O_{7}^{2-}\!+\!3SO_2\!+\!2H^+\!\rightarrow \\ \!\!\!\!\!2Cr^{3+}\!+\!3SO_{4}^{2-}\!+\!H_2O \end{matrix}