REDOX IN AMBIENTE ACIDO

REDOX IN AMBIENTE ACIDO

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:

  1. Gli ossigeni si aggiungono come acqua
  2. gli idrogeni si aggiungono come ione idronio
    in ambiente acido
  3. 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}

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