Wissenschaft

So lösen Sie ein Redoxreaktionsproblem

So lösen Sie ein Redoxreaktionsproblem

Dies ist ein Beispiel für ein Redoxreaktionsproblem, das zeigt, wie das Volumen und die 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 auftreten.
  • Der erste Schritt bei der Lösung einer Redoxreaktion besteht darin, die Redoxgleichung auszugleichen. Dies ist eine chemische Gleichung, die sowohl für Ladung als auch für 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 Redox – Reaktion ist eine Art der chemischen Reaktion , in der rote uction und ox dierung 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 ist die Anzahl der positiven und negativen elektrischen Ladungen auf beiden Seiten des Reaktionspfeils 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

Unter Berücksichtigung der folgenden ausgeglichenen Redoxgleichung für die Reaktion zwischen MnO 4 und Fe 2+ in einer sauren Lösung:

  • MnO 4 (aq) + 5 Fe 2+ (aq) + 8 H + (aq) → Mn 2+ (aq) + 5 Fe 3+ (aq) + 4 H 2 O.

Berechnen Sie das Volumen von 0,100 M KMnO 4, das für die Reaktion mit 25,0 cm 3 0,100 M Fe 2+ benötigt wird, und die Konzentration von Fe 2+ in einer Lösung, wenn Sie wissen, dass 20,0 cm 3 der Lösung mit 18,0 cm 3 von 0,100 KMnO 4 reagieren .

 

Wie löst man

Da die Redoxgleichung ausgeglichen ist, reagiert 1 Mol MnO 4 mit 5 Mol Fe 2+ . Auf diese Weise können wir die Anzahl der Mol Fe 2+ erhalten :

  • Mol Fe 2+=0,100 mol / l × 0,0250 l
  • Mol Fe 2+=2,50 × 10 –3 Mol
  • Verwenden dieses Werts:
  • Mol MnO 4 =2,50 × 10 –3 Mol Fe 2+ × (1 Mol MnO 4 / 5 Mol Fe 2+ )
  • Mol MnO 4 =5,00 · 10 & supmin; & sup4; Mol MnO 4
  • Volumen von 0,100 M KMnO 4=(5,00 × 10 -4 mol) / (1,00 x 10 -1 mol / L)
  • Volumen von 0,100 M KMnO 4=5,00 × 10 –3 l=5,00 cm 3

Um die im zweiten Teil dieser Frage gestellte Fe 2+ -Konzentration zu erhalten , wird das Problem auf die gleiche Weise bearbeitet, außer dass die unbekannte Eisenionenkonzentration gelöst wird:

  • Mol MnO 4 =0,100 mol / l × 0,180 l
  • Mol MnO 4 =1,80 · 10 & supmin; ³ Mol
  • Mol Fe 2+=(1,80 × 10 –3 Mol MnO 4 ) × (5 Mol Fe 2+ / 1 Mol MnO 4 )
  • Mol Fe 2+=9,00 × 10 –3 Mol Fe 2+
  • Konzentration Fe 2+=(9,00 × 10 –3 mol Fe 2+ ) / (2,00 × 10 –2 l)
  • Konzentration Fe 2+=0,450 M.

 

Tipps für den Erfolg

Bei der Lösung dieser Art von Problem ist es wichtig, Ihre Arbeit zu überprüfen:

  • Stellen Sie sicher, dass die Ionengleichung ausgeglichen ist. Stellen Sie sicher, dass Anzahl und Art 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, mit dem Molverhältnis zwischen Reaktanten und Produkten und nicht mit den Grammmengen zu arbeiten. Möglicherweise werden Sie gebeten, eine endgültige Antwort in Gramm anzugeben. Wenn ja, bearbeiten Sie das Problem mit Molen und verwenden Sie dann die Molekülmasse der Spezies, um zwischen Einheiten umzuwandeln. Die Molmasse ist die Summe der Atomgewichte der Elemente in einer Verbindung. Multiplizieren Sie die Atomgewichte der Atome mit allen Indizes, die ihrem 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, Mol, Gramm, Konzentration usw. mit der richtigen Anzahl signifikanter Zahlen anzugeben .

 

Quellen

  • J. Schüring, HD Schulz, WR Fischer, J. Böttcher, WH Duijnisveld, Hrsg. (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 Symposium Series. 1071. ISBN 9780841226524.

Similar Posts

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.