Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 78.

Kategoria: Bilans elektronowy Typ: Napisz równanie reakcji

Poniżej podano schematy dwóch reakcji utleniania i redukcji.

I   MnO4 + S2− + H+ Mn2+ S + H2O

II   I + SO2−4 + H+ I2 + H2S + H2O

a)Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddanych lub pobranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesu redukcji i procesu utleniania zachodzących podczas przemiany przedstawionej schematem I.
b)Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.

MnO4 + S2− + H+ Mn2+ S + H2O

Rozwiązanie

a)
(0-1)

Równanie procesu redukcji:
MnO4 + 8H+ + 5e→ Mn2+ + 4H2O │· 2

Równanie procesu utleniania:
S2−→ S + 2e │· 5

b)
(0-1)

2MnO4 + 5S2− + 16H+ →2Mn2+ + 5S + 8H2O

Wskazówki

a)
Rozwiązując to zadanie, wykorzystamy nasze spostrzeżenia, których dokonaliśmy w czasie analizy zadania poprzedniego. Zauważyliśmy wtedy, że w reakcji zilustrowanej schematem I zmianom ulega stopień utlenienia tylko manganu i siarki: w jonie MnO4 mangan przyjmuje stopień utlenienia równy VII, a w jonie Mn2+ – stopień utlenienia równy II, natomiast siarka przechodzi z –II stopnia utlenienia w jonie S2− na stopień utlenienia równy 0 w siarce elementarnej (S). Dzięki temu możemy zapisać równania obu procesów, uwzględniając postać chemiczną, w jakiej występują mangan i siarka przed reakcją i po reakcji oraz fakt, że reakcja ta przebiega w środowisku kwasowym.

Redukcja:
MnO4 + 8H+ + 5e→ Mn2+ + 4H2O │· 2

Utlenianie:
S2−→ S + 2e │· 5

W ten sposób uzyskujemy odpowiedź do części a) zadania.

b)
Następnie – po dokonaniu bilansu liczby elektronów oddanych i pobranych, czyli po pomnożeniu równania redukcji przez 2, a równania utleniania przez 5 – sumujemy stronami oba te równania i uzyskujemy następujący zapis:
2MnO4 + 5S2− +16H+ → 2Mn2+ + 5S + 8H2O

Z zapisu tego odczytujemy współczynniki stechiometryczne potrzebne do uzupełnienia schematu.