Lijep pozdrav! Kako izjednačiti složene jednadžne poput oksidacije etanola s kalijevim permanganatom. Imam problem kada trebam izjednačiti tako složene jednadžbe. Možete li možda na tom primjeru objasniti? Hvala unaprijed.

Ime i prezime: Valentina M. valentina.marosicevic@gmail.com

 

Ako je zadatak izjednačavanje, reaktanti i produkti će tipično biti unaprijed zadani. U težim zadacima trebat će prvo još pogoditi i reaktante ili, tipičnije, produkte. U slučaju reakcije permanganata i etanola, etanol se prevodi u octenu kiselinu (ili pripadni anion) jer se međunastajući etanal prebrzo dalje oksidira da bi reakcija mogla na njemu stati, dok permanganat u lužnatom završi kao manganov(IV) oksid, a u kiselom kao manganov(II) kation.

Princip izjednačavanja redukcijsko-oksidacijskih jednadžbi je međutim jednak neovisno o tomu koliko je sama jednadžba komplicirana. Prvo treba prepoznati oksidans i reducens te produkte u koje se prevode, zatim postaviti parcijalne jednadžbe redukcije i oksidacije, potom te parcijalne jednadžbe izjednačiti i onda konačno zbrojiti. Konkretnih metoda ima više i opisane su npr. ovdje, a ja sam navikao na ion-elektronsku metodu koju ću u primjeru i primijeniti. Pretpostavit ću da je medij lužnat, tako da će iz etanola nastati acetatni anion, kakav je prisutan u lužinama:

CH3CH2OH → CH3COO–

dok će se permanganat reducirati u manganov(IV) oksid:

MnO4– → MnO2

Te dvije parcijalne jednadžbe sad treba izjednačiti, što se tipično izvodi tako da se prvo riješe "ostali" atomi, zatim kisik pa vodik i onda konačno naboj, preko elektronâ. S obzirom na to da smo u lužnatom mediju, pristoji se kisik i vodik rješavati preko vode i hidroksidnih aniona. To je nešto kompliciranije nego s vodom i protonima jer obje vrste sadržavaju kisik.

Pogledamo li prvu polaznu jednadžbu, vidimo da lijevo treba dodati jedan atom kisika, a desno tri atoma vodika. Kisik ćemo dodati preko hidroksidnog aniona jer on sadržava više kisika u odnosu na vodik, negoli voda, dok ćemo vodik dodavati tako da s jedne strane dodamo vodu, a s druge hidroksidni anion. Jedna takva adicija dodaje jedan vodikov atom. Znači, prvo ide kisik:

CH3CH2OH + OH– → CH3COO–

Sad obje strane imaju jednak broj kisikovih atoma pa možemo na vodik. S njim se zbog dodatka hidroksida situacija promijenila pa sad na lijevoj strani imamo četiri vodikova atoma viška. To znači da ćemo lijevo dodati još četiri hidroksidna aniona, a desno četiri molekule vode:

CH3CH2OH + 5 OH– → CH3COO– + 4 H2O

Zakon o očuvanju mase je sad ispoštovan i preostaje nam naboj. Lijevo imamo pet negativnih naboja, a desno jedan pa ćemo desno dodati četiri elektrona:

CH3CH2OH + 5 OH– → CH3COO– + 4 H2O + 4 e–

I time je prva parcijalna jednadžba izjednačena pa možemo na drugu. U njoj desno treba dodati dva atoma kisika, što ćemo izvesti dodavanjem hidroksidnih aniona:

MnO4– → MnO2 + 2 OH–

Sad imamo dva vodikova atoma viška zdesna pa lijevo treba dodati dvije molekule vode, a desno još dva hidroksidna aniona da kompenziraju kisik:

MnO4– + 2 H2O → MnO2 + 4 OH–

Atomi su sad poravnati i preostaje dodati elektrone da se izjednače naboji:

MnO4– + 2 H2O + 3 e– → MnO2 + 4 OH–

Nakon što su izjednačene obje parcijalne jednadžbe, treba ih zbrojiti pomnožene takvim relativno prostim koeficijentima da se pri zbrajanju elektroni ponište. Kako u prvoj polureakciji imamo četiri elektrona, a u drugoj tri, faktor će za prvu biti tri, a za drugu četiri. Konačan ishod zbrajanja, kad se poništi sve što se treba poništiti, izgleda ovako:

3 CH3CH2OH + 4 MnO4– → 3 CH3COO– + 4 MnO2 + 4 H2O + OH–

Ovisno o ukusu ili potrebi, jednadžbi se mogu još dodati odgovarajući kationi, u ovom slučaju vjerojatno kalijev.

Ovo svakako jest malo složeniji primjer, ali dalo bi se naći i još kompliciranijih, npr. u tekstu koji sam na početku odgovora preporučio pogledati. Umjerenijih primjera, i to u priličnim količinama i najčešće zajedno s uputama ili rješenjima, možeš naći ako u tražilicu e-škole napišeš "redoks" ili "izjednači".

Pozdrav,

Odgovorio: Ivica Cvrtila   icvrtila@chem.pmf.hr

<-- Povratak

 
Postavite pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika.

copyright 1999-2000 e_škola_________kemija