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Reazioni di ossido-riduzione e reazioni chimiche in generale

Gli argomenti trattati sono le reazioni chimiche e le redox. Sono anche presenti degli esempi di reazioni e suggerimenti per bilanciare qualsiasi tipo di redox! Appunti di chimica generale ed inorganica basati su appunti personali del publisher presi alle lezioni del prof. Panunzi dell’università degli Studi di Napoli Federico II - Unina. Scarica il file in formato PDF!

Esame di Chimica generale ed inorganica docente Prof. B. Panunzi

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2+¿

tipi di ossidi di ferro in natura. Nel caso in cui sia a reagire con

¿

Fe 3+¿

l’ossigeno avremo ossido ferroso. Nel caso in cui sia a reagire con

¿

Fe

l’ossigeno, si avrà l’ossido ferrico.

Per riconoscere una reazione redox è molto utile considerare se c’è o

meno variazione del numero di ossidazione di un elemento (ricordando

che tutti gli elementi allo stato molecolare hanno numero di ossidazione

uguale a zero). In questo caso:

−¿ +

→ CuI I 2

¿

¿+I

2+ ¿

Cu

Si ha che lo iodio a destra ha n.O=0 mentre a sinistra vale n.O=-1. Si può

affermare che questa sia una reazione redox.

Bilanciamento reazioni di ossido-riduzione

Per bilanciare le reazioni di ossido-riduzione occorre, come del resto per

bilanciare qualsiasi reazione chimica, fare una prima analisi, osservando

cioè il tipo di reazione che si ha di fronte,ed eventualmente se sono

presenti ioni. Si è già visto come riconoscere le redox da tutte le altre

tipologie di reazioni, per cui senza dilungarsi più di tanto si può

schematizzare il bilanciamento delle reazioni di ossido-riduzione in tre

step:

1. Bilanciamento delle masse: la prima cosa da fare è applicare i

coefficienti stechiometrici dopo aver individuato sia il riducente che

l’ossidante;

2. Bilanciamento delle cariche : bisogna bilanciare le cariche

positive o negative opportunamente in ambiente acido o basico. Nel

caso in cui si volesse bilanciare in ambiente acido allora bisogna

+¿

aggiungere l’ idrogenione ( ). Nel caso in cui si volesse

¿

H

bilanciare in ambiente basico, bisogna aggiungere il gruppo

−¿

ossidrile ( );

¿

OH

3. Bilanciamento atomi di idrogeno e ossigeno : avendo

bilanciato in ambiente acido o basico, si saranno aggiunti a sinistra

o a destra atomi di idrogeno e ossigeno che vanno bilanciati. Si

aggiungono quindi molecole di acqua tante quante servono per

controbilanciare la presenza di idrogenioni o gruppi ossidrili presenti

nel sistema di reazione. 4

Esempio: ¿

3+ ¿

−¿+ Fe ¿

Cl 2+¿ →Cl

¿

−¿+ Fe

¿

O 3

La prima cosa da considerare è il tipo di reazione. Si tratta di una

reazione di ossido-riduzione in quanto il cloro cambia numero di

ossidazione così come il ferro. Intuitivamente, a vista, si vede

chiaramente che il n.O del ferro a sinistra vale 2 e a destra vale 3. Allo

stesso modo per il cloro. A sinistra vale +5 mentre a destra vale -1.

A questo punto si individuano ossidante e riducente. Cedendo elettroni

(sei) il cloro è il riducente mentre acquistandone uno, il ferro è

l’ossidante. Si applicano allora i coefficienti stechiometrici, assegnando il

coefficiente 6 alle specie del ferro, mentre si applica il coefficiente 1 alle

specie contenenti cloro. Al primo step si avrà:

3+¿ ¿

−¿+6 Fe ¿

2+¿ →1 Cl

¿

−¿+6 Fe

¿

1 Cl O 3

Anche se le masse sono bilanciate, risultano non bilanciate le cariche. A

sinistra si avranno 11 cariche positive mentre a destra si avranno 17

cariche positive. Si potrebbe bilanciare in ambiente acido aggiungendo

cioè 6 cariche positive (idrogenioni) a sinistra; oppure si potrebbe

bilanciare in ambiente basico aggiungendo 6 cariche negative a destra

(gruppi ossidrili). Al secondo step si avrà:

3+¿ ¿

−¿+ 6 Fe ¿

+¿ →1 Cl (in ambiente acido)

¿

2+¿+6 H ¿

−¿+ 6 Fe

¿

1 Cl O 3

3+¿+¿ ¿

−¿+6 Fe −¿

¿ 6 (In ambiente basico)

2+¿ →1 Cl ¿

O H

¿

−¿+6 Fe

¿

1 Cl O 3

A questo punto non resta che bilanciare gli atomi di idrogeno ed ossigeno

aggiungendo acqua. Al terzo step si avrà: 5

3+¿+3 H O

2 ¿

−¿+6 Fe ¿

+¿ →1 Cl (In ambiente acido)

¿

2+¿+6 H ¿

−¿+6 Fe

¿

1Cl O 3

3+¿+¿ ¿

−¿+ 6 Fe −¿

¿ 6 (In ambiente basico)

2+¿+3 H O →1 Cl ¿

OH

2 ¿

−¿+ 6 Fe

¿

1 Cl O 3

I coefficienti stechiometrici indicano i rapporti molari secondo cui i

reagenti reagiscono nella produzione dei prodotti. Ad esempio:

+ +

CaC O 2 HCl →Ca Cl H O+C O

3 2 2 2

In questo caso, da una mole di carbonato di calcio e da due moli di acido

cloridrico si ottengono una mole di dicloruro di calcio, una mole di acqua

e una mole di anidride carbonica secondo questi rapporti:

1:2 .

→1 :1:1

Il rendimento delle reazioni

Quando si scrive una reazione chimica si presuppone che tutti i reagenti

reagiscano nella formazione dei prodotti secondo i coefficienti

stechiometrici descritti dalla reazione. In laboratorio può non succedere

sempre così. Potrebbe accadere, ad esempio, che una parte dei reagenti

venga consumata da una reazione “concorrente” (che si svolge

contemporaneamente), oppure potrebbe accadere che, la reazione non si

completi ovvero non avviene completamente, quindi una parte dei

reagenti non si trasforma in prodotti. Infine, potrebbe anche succedere

che molte reazioni si arrestino (solo apparentemente) una volta

consumata una certa quantità di reagenti.

La resa teorica di una reazione è la quantità massima di prodotto

ottenibile da una certa quantità di reagenti. Per resa percentuale si

intende la percentuale della reazione effettivamente ottenuta:

resa effettiva

Resa%= 100

x

resateorica

Reagente limitante

In una reazione il reagente limitante è il reagente dal quale dipende la

resa massima in prodotto. Per stabilire il reagente limitante si 6


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7 mesi fa


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in tecnologie alimentari
SSD:
A.A.: 2018-2019

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Nicoladg99 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Chimica generale ed inorganica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Napoli Federico II - Unina o del prof Panunzi Barbara.

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