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Redoxreaktionen - Beispiel für eine ausgeglichene Gleichung Problem

Wissenschaft
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Dies ist ein Beispiel für ein Redoxreaktionsproblem, das zeigt, wie Volumen und Konzentration von Reaktanten und Produkten unter Verwendung einer ausgeglichenen Redoxgleichung berechnet werden.

Wichtige Erkenntnisse: Problem der Redoxreaktionschemie

  • Eine Redoxreaktion ist eine chemische Reaktion, bei der Reduktion und Oxidation stattfinden.
  • Der erste Schritt beim Lösen einer Redoxreaktion besteht darin, die Redoxgleichung auszugleichen. Dies ist eine chemische Gleichung, die sowohl für die Ladung als auch für die Masse ausgeglichen werden muss.
  • Sobald die Redoxgleichung ausgeglichen ist, verwenden Sie das Molverhältnis, um die Konzentration oder das Volumen eines Reaktanten oder Produkts zu ermitteln, vorausgesetzt, das Volumen und die Konzentration eines anderen Reaktanten oder Produkts sind bekannt.

Schnelle Redox-Überprüfung

Eine Redoxreaktion ist eine Art chemische Reaktion, bei der rotund OchseIdentifikation auftreten. Da Elektronen zwischen chemischen Spezies übertragen werden, bilden sich Ionen. Um eine Redoxreaktion auszugleichen, muss nicht nur die Masse (Anzahl und Art der Atome auf jeder Seite der Gleichung), sondern auch die Ladung ausgeglichen werden. Mit anderen Worten, die Anzahl der positiven und negativen elektrischen Ladungen auf beiden Seiten des Reaktionspfeils ist in einer ausgeglichenen Gleichung gleich.

Sobald die Gleichung ausgeglichen ist, kann das Molverhältnis verwendet werden, um das Volumen oder die Konzentration eines Reaktanten oder Produkts zu bestimmen, solange das Volumen und die Konzentration einer Spezies bekannt sind.

Redoxreaktionsproblem

Ausgehend von der folgenden ausgeglichenen Redoxgleichung für die Reaktion zwischen MnO4- und Fe2+ in einer sauren Lösung:

MnO4-(aq) + 5 Fe2+(aq) + 8 H+(aq) → Mn2+(aq) + 5 Fe3+(aq) + 4 H2Ö

Berechnen Sie das Volumen von 0,100 M KMnO4 benötigt, um mit 25,0 cm zu reagieren3 0,100 M Fe2+ und die Konzentration von Fe2+ In einer Lösung, wenn Sie wissen, dass 20,0 cm3 der Lösung reagiert mit 18,0 cm3 von 0,100 KMnO4.

Wie löst man

Da die Redoxgleichung ausgeglichen ist, 1 Mol MnO4- reagiert mit 5 mol Fe2+. Auf diese Weise können wir die Anzahl der Mol Fe erhalten2+:

Mol Fe2+ = 0,100 mol / l × 0,0250 l

Mol Fe2+ = 2,50 x 10-3 mol

Mit diesem Wert:

Muttermale MnO4- = 2,50 x 10-3 mol Fe2+ x (1 Mol MnO4-/ 5 mol Fe2+)

Muttermale MnO4- = 5,00 x 10-4 mol MnO4-

Volumen von 0,100 M KMnO4 = (5,00 x 10-4 mol) / (1,00 x 10-1 mol / l)

Volumen von 0,100 M KMnO4 = 5,00 x 10-3 L = 5,00 cm3

Um die Konzentration von Fe zu erhalten2+ Im zweiten Teil dieser Frage wird das Problem auf die gleiche Weise gelöst, mit Ausnahme der Lösung der unbekannten Eisenionenkonzentration:

Muttermale MnO4- = 0,100 mol / l × 0,180 l

Muttermale MnO4- = 1,80 x 10-3 mol

Mol Fe2+ = (1,80 x 10-3 mol MnO4-) x (5 Mol Fe2+ / 1 mol MnO4)

Mol Fe2+ = 9,00 x 10-3 mol Fe2+

Konzentration Fe2+ = (9,00 x 10-3 mol Fe2+) / (2,00 x 10-2 L)

Konzentration Fe2+ = 0,450 M

Tipps zum Erfolg

Bei der Lösung dieses Problems ist es wichtig, Ihre Arbeit zu überprüfen:

  • Stellen Sie sicher, dass die Ionengleichung ausgeglichen ist. Stellen Sie sicher, dass Anzahl und Typ der Atome auf beiden Seiten der Gleichung gleich sind. Stellen Sie sicher, dass die elektrische Nettoladung auf beiden Seiten der Reaktion gleich ist.
  • Achten Sie darauf, dass Sie das Molverhältnis zwischen Reaktanten und Produkten und nicht die Grammmengen einhalten. Möglicherweise werden Sie aufgefordert, eine endgültige Antwort in Gramm anzugeben. Wenn ja, arbeiten Sie das Problem mit Mol und verwenden Sie dann die Molekularmasse der Spezies, um zwischen den Einheiten umzurechnen. Die Molekülmasse ist die Summe der Atomgewichte der Elemente in einer Verbindung. Multiplizieren Sie die Atomgewichte der Atome mit allen Indizes, die auf ihr Symbol folgen. Multiplizieren Sie nicht mit dem Koeffizienten vor der Verbindung in der Gleichung, da Sie dies zu diesem Zeitpunkt bereits berücksichtigt haben!
  • Achten Sie darauf, dass Sie Mol, Gramm, Konzentration usw. mit der richtigen Anzahl signifikanter Zahlen angeben.

Quellen

  • J. Schüring, H. D. Schulz, W. R. Fischer, J. Böttcher, W. H. Duijnisveld (1999). Redox: Grundlagen, Prozesse und Anwendungen. Springer-Verlag, Heidelberg ISBN 978-3-540-66528-1.
  • Tratnyek, Paul G .; Grundl, Timothy J .; Haderlein, Stefan B., Hrsg. (2011). Aquatische Redoxchemie. ACS-Symposiumsreihe. 1071. ISBN 9780841226524.
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