Stechiometria e formule chimiche

Il testo fornito si riduce a:

+3 +2Fe + e → Fe+4 +2Sn + 2e → Sn

Bilancio elettronicamente le due reazioni, semplifico w sommo:

+3 +22Fe + 2e → 2Fe+4Sn+2 → Sn + 2e+3 +2 +2 +42Fe + Sn → 2Fe + Sn+3 +2 +4 +2

Poiché E°(Fe / Fe ) > E°(Sn / Sn ) è possibile che un sale oncent ossidi un sale stannoso asale tannico riducendosi a sale ferroso.

Risposta: Non è possibile ossidare un sale ferroso a sale ferrico con un sale stannico che si riduca a sale stannoso perché E°(Fe / Fe ) > E°(Sn / Sn ).

N.B.- La "conditio sine qua non" affinché una coppia redox ossidi un'altra coppia è che la differenza tra i loro potenziali normali [(E°) > 0] sia maggiore di 0.

N° 2 Si voglia decidere circa la possibilità di sviluppare idrogeno dalla soluzione acquosa di un acido con a(H3O+) = 1.

a)- mediante aggiunta di ferro.

b)- mediante aggiunta di rame.

Soluzione I valori dei potenziali delle semicoppie sono: ⁺²Fe + 2e^- → Fe E°(Fe / Fe) = -0,41 V ⁺²H₂O + 2e^- → H₂ + 2OH^- E°(2H₂O / H₂) = 0.00 V ⁺²Cu⁺² + 2e^- → Cu E°(Cu / Cu) = 0,337 V Essendo pertanto: E°(Cu / Cu) > E°(2H₂O / H₂) > E°(Fe / Fe) lo ione H₂O potrà ossidare il ferro riducendosi a H₂: ⁺²H₃O + 2e^- → H₂ + 2H₂O ⁺²Fe + 2e^- → Fe^{+2 +2}H₃O + 2e^- → H₂ + 2H₂O ⁺²Fe → Fe + 2e^{- +2}H₃O + Fe → H₂ + Fe + 2H₂O Ma non potrà ossidare il rame il cui E° è maggiore di zero. Risposta: α = 1 non potrà ossidare il ferro il cui E° > 0 La soluzione acquosa di un acido con (H₃O⁺)

3Determinare se è possibile ossidare apprezzabilmente mediante iodio (I2), in soluzione acquosa, il tiosolfato (SO32-) a tetrationato (SO42-).

Soluzione

I valori dei potenziali delle semicoppie sono:

I2 + 2e- → 2I- E°(I2/I-) = 0,536 V

SO32- → SO42- + 2e- E°(SO32-/SO42-) = 0,080 V

I2 + 2SO32- + 2e- → 2I- + SO42- + 2e-

I2 + 2SO32- → 2I- + SO42-

Risposta

La reazione redox ha luogo poiché il potenziale normale della semicoppia ossidante è maggiore del potenziale normale della semicoppia riducente:

E° = 0,536 V > E° = 0,080 V

(I2/I-) (SO42-/SO32-)

n° 4

Determina se è possibile ossidare il ferro-ferroso a ferro-ferrico con permanganato potassico, in ambiente solforico.

E° = 1,52 V E° = 0,77 V

(MnO4-/Mn+2) (Fe+3/Fe+2)

Soluzione

I valori dei potenziali delle semicoppie sono:

E° = 1,52 V (MnO4-/Mn+2)

E° = 0,77 V (Fe+3/Fe+2)

Visto che si ha: E°(MnO4-/Mn+2) = 1,52 V > E°(Fe+3 / Fe+2) = 0,77 V posso affermare che è possibile ossidare il ferro-ferroso a ferro-ferrico con permanganato potassico in ambiente solforico che si ridurrà a manganese-manganoso dato che la differenza dei potenziali normali è maggiore di zero. Le reazioni che avvengono sono le seguenti: 4- + +2MnO4- + 5e- + 8H2O --------------> Mn+2 + 12H2O (Equazione 1) 3Fe+2 ---------------------------------> 3Fe+3 + e- (Equazione 2) 4- + 2+1*(MnO4- + 5e- + 8H2O) ----------> Mn+2 + 12H2O (Equazione 3) 3Fe+2 + 3*(Fe+3 + e-) ------------------------------> 3Fe+3 + 3e- (Equazione 4) 4- + +2MnO4- + 5e- + 8H2O --------------> Mn+2 + 12H2O (Equazione 5) Semplifico e sommo: 3Fe+2 + 5MnO4- + 8H2O+ -----------> 3Fe+3 + 5Mn+2 + 12H2O (Equazione 6) Risposta: Visto che si ha: E°(MnO4-/Mn+2) = 1,52 V > E°(Fe+3 / Fe+2) = 0,77 V posso affermare che è possibile ossidare il ferro-ferroso a ferro-ferrico con permanganato potassico in ambiente solforico che si ridurrà a manganese-manganoso. La reazione che avviene è: 3Fe+2 + 5MnO4- + 8H2O --------------> 3Fe+3 + 5Mn+2 + 12H2O

Potassio in ambiente solforico che si ridurrà a manganese-manganoso dato che la differenza dei potenziali normali è maggiore di zero.

N° 5

Determinare se è possibile ossidare lo ioduro a iodio elementare con permanganato potassico in ambiente solforico.

E° = 1,52 V E° = 0,54 V. (MnO4-/Mn+2) (I2 / 2I-)

Soluzione

I valori dei potenziali delle semicoppie sono:

E° = 1,52 V (MnO4- / Mn+2)

E° = 0,54 V. (I2 / 2I-)

Visto che si ha: E° = 1,52 V > E° = 0,54 V posso affermare che è possibile (MnO4- / Mn+2) (I2 / 2I-) ossidare lo ioduro a iodio elementare con permanganato potassico in ambiente solforico che si ridurrà a manganese-manganoso dato che la differenza dei potenziali normali è maggiore di zero.

Le reazioni che avvengono sono le seguenti:

4- + +22*(MnO + 5e + 8H2O --------------> Mn + 12H2O) Effettuo il bilanciamento elettronico.

3 25*(2I- ------------------------------------> I + 2e)

24- + +22MnO + 10e + 16H2O

---------------> 2Mn + 24H O.3 2-10I ----------------------------------------> 5I + 10e24- - + +22MnO + 10I + 16H O ---------------> 2Mn + 5I + 24H O3 2 2

Risposta

Visto che si ha: E° = 1,52 V > E° = 0,54 V posso affermare che è possibile(MnO4- / Mn+2) (I2 / 2I-)ossidare lo ioduro a iodio elementare con permanganato potassico in ambiente solforico chesi ridurrà a manganese-manganoso dato che la differenza dei potenziali normali è maggioredi zero. n° 6

Determinare se è possibile ossidare il cloruro a cloro elementare con permanganatopotassico in ambiente solforico.

E° = 1,52 V E° = 1,36 V.(MnO4- / Mn+2) (CI2 / 2CI-)

Soluzione

I valori dei potenziali delle semicoppie sono:

E° = 1,52 V(MnO4- / Mn+2)

E° = 1,36 V.(CI2 / 2CI-)

Visto che si ha: E° = 1,52 V > E° = 1,36 V posso affermare che è possibile(MnO4- / Mn+2) (CI2 / 2CI-)ossidare il cloruro a cloro elementae con permanganato potassico in ambiente solforico

chesi ridurrà a manganese-manganoso dato che la differenza dei potenziali normali è maggioredi zero. Le reazioni che avvengono sono le seguenti:

4- + +22+(MnO + 5e + 8H O --------------> Mn + 12H O) Effettuo il bilanciamento elettronico.

3 2-5*(2CI ----------------------------------> CI + 2e)24- + +22MnO + 10e + 16H O ---------------> 2Mn + 24H O.3 210CI- --------------------------------------> 5Cl + 10e24- - + +22MnO + 10CI + 16H O -------------> 2Mn + 5CI + 24H O3 2 2RispostaVisto che si ha: E°(MnO4- / Mn+2) = 1,52 V > E°(CI2 / 2CI-) = 1,36 V posso affermare che èpossibile ossidare il cloruro a cloro elementare con permanganato potassico in ambientesolforico che si ridurrà a manganese-manganoso dato che la differenza dei potenziali normaliè maggiore di zero. n° 7Determinare se è possibile ossidare i sali stannosi a sali tannici con permanganatopotassico in ambiente solforico.E° = 1,52 V E° = 0,15 V.(MnO4-

^{(MnO₄- / Mn+2) (Sn+4 / Sn+2)}

Soluzione

I valori dei potenziali delle semicoppie sono:

E° = 1,52 V (MnO₄^- / Mn⁺²)

E° = 0,15 V (Sn⁺⁴ / Sn⁺²)

Visto che si ha: E° = 1,52 V > E° = 0,15 V posso affermare che è possibile ossidare i sali stannosi a sali stannici con permanganato potassico in ambiente solforico che si ridurrà a manganese-manganoso dato che la differenza dei potenziali normali è maggiore di zero. Le reazioni che avvengono sono le seguenti:

4- + 22x(MnO₄^- + 5e^- + 8H₂O --------------> Mn⁺² + 12H₂O) Effettuo il bilanciamento elettronico.

3 2+2 +45x(Sn⁺⁴ -----------------------------------> Sn⁺² + 2e^-)

4- + 22MnO₄^- + 10e^- + 16H₂O --------------> 2Mn⁺² + 24H₂O.

3 2+2 +45Sn⁺⁴ --------------------------------------> 5Sn⁺² + 10e^-

4- +2 +2 +42MnO₄^- + 5Sn⁺⁴ + 16H₂O+ ------------> 2Mn⁺² + 5Sn⁺² + 24H₂O

3 2

Risposta

Visto che si ha: E° = 1,52 V > E° = 0,15 V posso affermare che è possibile ossidare i sali

stannosi a sali stannici con permanganato potassico in ambiente solforico che si ridurrà a manganese-manganoso dato che la differenza dei potenziali normali è maggiore di zero.

N° 8

Determinare se è possibile sviluppare bromo, trattando un bromuro con permanganato potassico, in ambiente solforico.

E° = 1,52 V E° = 1,09 V.

(MnO4- / Mn+2) (2Br- / Br2)

Soluzione

I valori dei potenziali delle semicoppie sono:

E° = 1,52 V (MnO4- / Mn+2)

E° = 1,09 V. (2Br- / Br2-)

Visto che si ha: E° = 1,52 V > E° = 1,09 V posso affermare che è possibile (MnO4- / Mn+2) (2Br- / Br2-) ossidare il bromuro a bromo elementare con permanganato potassico in ambiente solforico che si ridurrà a manganese-manganoso dato che la differenza dei potenziali normali è maggiore di zero.

Le reazioni che avvengono sono le seguenti:

4- + +22*(MnO +5e + 8H O --------------> Mn + 12H O) Effettuo il bilanciamento elettronico.

3 2-5*(2Br ---------------------------------->

Br^- + 2e^- + 24H⁺ + 22MnO₄ + 10e^- + 16H₂O → 2Mn²⁺ + 24H₂O + 3Br₂ + 10e^-

-------------------------------------

5Br^- + 10e^- → 5Br₂ + 10e^-