Jak działa kalkulator bilansu redoks?
Kalkulator porównuje stopień utlenienia pierwiastka przed reakcją i po reakcji. Gdy stopień utlenienia rośnie, pierwiastek oddaje elektrony i ulega utlenieniu. Gdy stopień utlenienia maleje, pierwiastek przyjmuje elektrony i ulega redukcji. Liczba elektronów wynika z różnicy stopni utlenienia pomnożonej przez liczbę atomów danego pierwiastka.
Po policzeniu elektronów kalkulator wyznacza najmniejszą wspólną liczbę elektronów i mnożniki dla obu przemian. Tak przygotowany bilans można wykorzystać przy ręcznym uzgadnianiu reakcji lub przejść dalej do kalkulatora bilansowania równań reakcji chemicznych.
Wskazówka od KalkulatorXXL
W bilansie redoks nie zaczynaj od dopisywania wody, jonów H+ albo OH−. Najpierw ustal, które pierwiastki zmieniają stopień utlenienia i ile elektronów przypada na ich atomy. Dopiero po zrównaniu elektronów łatwiej uzupełnić tlen, wodór i ładunek.
Unikalny licznik elektronów: atom pojedynczy czy grupa atomów?
W wielu zadaniach zmiana stopnia utlenienia wygląda prosto, ale łatwo pominąć indeks przy pierwiastku. Dla Fe2+ → Fe3+ jeden atom żelaza oddaje jeden elektron. Dla Cr2O7²− → Cr3+ jeden atom chromu przyjmuje trzy elektrony, ale w jonie dichromianowym są dwa atomy chromu, więc cała część redukcyjna przyjmuje sześć elektronów.
To właśnie dlatego w kalkulatorze osobno podajesz liczbę atomów. Ten detal decyduje, czy mnożnik wyjdzie 3, 5, 6 albo jeszcze inny. Przy zadaniach maturalnych warto zawsze dopisać małą notatkę: „zmiana na atom” oraz „liczba atomów w cząsteczce”.
Środowisko reakcji: kwaśne, zasadowe i obojętne
Bilans elektronowy mówi, ile elektronów trzeba zrównać. Pełne równanie redoks wymaga jeszcze uzgodnienia atomów tlenu, wodoru i ładunku. W środowisku kwasowym zwykle dopisuje się H2O oraz H+, a w środowisku zasadowym H2O oraz OH−. Sam kalkulator elektronów nie zastępuje całego zapisu jonowo-elektronowego, ale porządkuje najważniejszy etap.
Jeżeli w zadaniu dopiero szukasz stopni utlenienia, użyj najpierw kalkulatora stopni utlenienia. Gdy reakcja jest już zbilansowana, do obliczeń ilościowych przyda się kalkulator stechiometrii.
Typowe przykłady bilansu elektronowego
| Przemiana | Zmiana | Elektrony | Wniosek |
|---|---|---|---|
| Fe2+ → Fe3+ | +II → +III | 1 e− oddany | żelazo się utlenia |
| MnO4− → Mn2+ | +VII → +II | 5 e− przyjętych | mangan się redukuje |
| Cr2O7²− → Cr3+ | 2 · (+VI → +III) | 6 e− przyjętych | liczą się dwa atomy chromu |
| 2I− → I2 | 2 · (−I → 0) | 2 e− oddane | jodek jest reduktorem |
Przykłady zadań
Przykład 1: Fe2+ i MnO4−
Żelazo przechodzi z +II na +III, więc oddaje 1 elektron. Mangan przechodzi z +VII na +II, więc przyjmuje 5 elektronów. Najmniejszy bilans to 5 elektronów, dlatego część z żelazem trzeba pomnożyć przez 5.
Przykład 2: Fe2+ i Cr2O7²−
Fe2+ oddaje 1 elektron, a dwa atomy chromu w Cr2O7²− przyjmują razem 6 elektronów. Bilans wymaga sześciu jonów Fe2+ na jeden jon dichromianowy.
Sprawdź się
Spróbuj samodzielnie, a potem pokaż odpowiedź.
Zadanie 1
Ile elektronów oddają dwa jony I− podczas przemiany do I2?
Zadanie 2
Ile elektronów przyjmują dwa atomy chromu w przemianie Cr2O7²− → Cr3+?