Reacții redox: numere de oxidare, egalare

Dincolo de programă

Redoxul nu apare în programa de IX, dar e cerut des:

OJ 2023N.O. în NaAuCl₄, Ba₂XeO₆, OF₂, Ca(ClO₂)₂
Națională 2024Zn + KOH + KNO₃ → NH₃
Națională 2025ecuațiile ClF₃ de completat

N.O. în specii capcană

Specie	N.O.	De ce
OF₂ / O₂F₂	O: +2 / +1	F are mereu −1
H₂SO₅, Na₂S₂O₈	S: +6	o punte peroxo O–O (O −1), nu S +8
CrO₅	Cr: +6	două grupe peroxo
Ba₂XeO₆	Xe: +8	perxenat, toți O sunt −2
NaAuCl₄	Au: +3	ion complex [AuCl₄]⁻
KO₂ / Fe₃O₄	O: −½ / Fe: +8/3	N.O. medii (superoxid, oxid mixt)
S₂O₃²⁻ / S₄O₆²⁻	S mediu: +2 / +2,5	atomii de S nu sunt echivalenți

Egalare ionică

lipse ș te O \to + H X_{2} O lipse ș te H \to + H X^{+}

mediu acid

H X^{+} + OH X^{-} H X_{2} O

mediu bazic: adaugi de ambele părți câte OH⁻ câți H⁺ ai

Același oxidant, alt mediu

Oxidant	Acid	Neutru / slab bazic	Puternic bazic
MnO₄⁻	Mn²⁺ (5 e⁻)	MnO₂ (3 e⁻)	MnO₄²⁻ verde (1 e⁻)
Cr₂O₇²⁻	2Cr³⁺ (6 e⁻)	—	trece în CrO₄²⁻ (nu e redox)
NO₃⁻	conc.: NO₂; dil.: NO; f. dil. + Zn: NH₄⁺	—	+ Zn sau Al: NH₃
H₂O₂	oxidant → H₂O	cu MnO₄⁻ e reducător → O₂	oxidează Cr(III) la CrO₄²⁻

Disproporționare și comproporționare

Disproporționare: același element urcă și coboară.

Cl₂, la receCl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O
Cl₂, la cald3Cl₂ + 6KOH → 5KCl + KClO₃ + 3H₂O
MnO₄²⁻ în acid3MnO₄²⁻ + 4H⁺ → 2MnO₄⁻ + MnO₂ + 2H₂O
P₄ în bazăP₄ + 3KOH + 3H₂O → PH₃ + 3KH₂PO₂
Invers (comproporționare)KIO₃ + 5KI + 3H₂SO₄ → 3I₂ + 3K₂SO₄ + 3H₂O

Metal + azotat în mediu bazic

ElectroniN de la +5 la −3 (8 e⁻), Zn de la 0 la +2 (2 e⁻), deci 4Zn la 1 NO₃⁻
Cu Zn4Zn + KNO₃ + 7KOH + 6H₂O → 4K₂[Zn(OH)₄] + NH₃
Cu Al (3 e⁻)8Al + 3KNO₃ + 5KOH + 18H₂O → 8K[Al(OH)₄] + 3NH₃

1.Care afirmație despre numerele de oxidare este corectă?
În H₂SO₅ sulful are N.O. +8.În Ba₂XeO₆ xenonul are N.O. +8.În OF₂ oxigenul are N.O. −2.În CrO₅ cromul are N.O. +10.
Caută legături O–O și amintește-ți că F este mereu −1.
1. Ba₂XeO₆: $2 \cdot (+ 2) + x + 6 \cdot (- 2) = 0$ → x = +8, corect.
2. H₂SO₅ și CrO₅ conțin grupe peroxo (O −1): S +6, Cr +6. Niciun element nu depășește numărul grupei.
3. În OF₂ fluorul e −1, deci O este +2.
2.Egalează cu cei mai mici coeficienți întregi: MnO₄⁻ + H₂O₂ + H⁺ → Mn²⁺ + O₂ + H₂O. Care este suma tuturor coeficienților?
H₂O₂ este aici reducător: O trece de la −1 la 0.
1. Mn: +7 → +2, acceptă 5 e⁻. H₂O₂ → O₂ cedează 2 e⁻. Raport 2 : 5.
2. 2MnO₄⁻ + 5H₂O₂ + 6H⁺ → 2Mn²⁺ + 5O₂ + 8H₂O (sarcină: +4 = +4).
3. Suma: 2 + 5 + 6 + 2 + 5 + 8 = 28.
3.Se barbotează 6,72 L Cl₂ (c.n.) într-o soluție fierbinte de KOH în exces. Ce masă de KClO₃ se formează?
g
La cald clorul trece în Cl⁻ și ClO₃⁻ (nu în ClO⁻).
1. 3Cl₂ + 6KOH → 5KCl + KClO₃ + 3H₂O: din 6 atomi de Cl, 5 primesc câte 1 e⁻, unul cedează 5 e⁻.
2. n(Cl₂) = 6,72 / 22,4 = 0,300 mol → n(KClO₃) = 0,100 mol
3. m = 0,100 · 122,55 = 12,25 g
4.Care dintre reacții este o disproporționare?
2KClO₃ → 2KCl + 3O₂NH₄NO₂ → N₂ + 2H₂O2H₂O₂ → 2H₂O + O₂2HgO → 2Hg + O₂
Același element, aflat într-un singur N.O. inițial, trebuie să urce și să coboare.
1. În H₂O₂ oxigenul (−1) trece în −2 (H₂O) și în 0 (O₂): disproporționare.
2. a și d: redox intramolecular între elemente diferite (Cl și O, Hg și O).
3. b: N −3 și N +5 dau N 0, adică comproporționare.
5.0,5000 g îngrășământ care conține KNO₃ se tratează cu pulbere de Al și KOH. NH₃ format se absoarbe în 50,00 mL HCl 0,1000 M. Excesul de acid consumă 18,20 mL NaOH 0,1000 M. Calculează procentul masic de KNO₃ din îngrășământ.
%
Fiecare KNO₃ dă un NH₃; NH₃ consumă acidul care lipsește la retrotitrare.
1. 8Al + 3KNO₃ + 5KOH + 18H₂O → 8K[Al(OH)₄] + 3NH₃, deci n(NH₃) = n(KNO₃).
2. $n (NH X_{3}) = 0, 1000 \cdot (50, 00 - 18, 20) \cdot 1 0^{- 3}$ = 3,180·10⁻³ mol
3. m(KNO₃) = 3,180·10⁻³ · 101,10 = 0,3215 g → 64,3%
6.2,94 g K₂Cr₂O₇ reacționează complet cu HCl concentrat în exces. Ce volum de Cl₂ (c.n.) se degajă?
L
Cr₂O₇²⁻ acceptă 6 e⁻; fiecare Cl₂ corespunde la 2 e⁻.
1. K₂Cr₂O₇ + 14HCl → 2KCl + 2CrCl₃ + 3Cl₂ + 7H₂O
2. n(K₂Cr₂O₇) = 2,94 / 294,18 = 9,994·10⁻³ mol → n(Cl₂) = 0,02998 mol
3. V = 0,02998 · 22,4 = 0,672 L