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ESERCITAZIONE di CHIMICA 26 ottobre 2012 REAZIONI DI OSSIDO-RIDUZIONE STRUTTURE DI LEWIS

ESERCITAZIONE di CHIMICA 26 ottobre 2012 REAZIONI DI OSSIDO-RIDUZIONE STRUTTURE DI LEWIS. 1. OSSIDAZIONE e RIDUZIONE. 2. STATO DI OSSIDAZIONE Carica elettrica che assumono gli atomi di una molecola considerando tutti legami ionici! Positivo : l’atomo ha perso elettroni!

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ESERCITAZIONE di CHIMICA 26 ottobre 2012 REAZIONI DI OSSIDO-RIDUZIONE STRUTTURE DI LEWIS

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Presentation Transcript

  1. ESERCITAZIONE di CHIMICA 26 ottobre 2012 REAZIONI DI OSSIDO-RIDUZIONE STRUTTURE DI LEWIS 1

  2. OSSIDAZIONE e RIDUZIONE 2

  3. STATO DI OSSIDAZIONE Carica elettrica che assumono gli atomi di una molecola considerando tutti legami ionici! Positivo: l’atomo ha perso elettroni! Negativo: l’atomo ha acquistato elettroni! Zero: l’atomo non ha scambiato elettroni!

  4. STATO DI OSSIDAZIONE Ossigeno (nei composti!): di norma -2 (tranne nei perossidi dove è -1!) Idrogeno (nei composti!): di norma +1 (tranne negli idruri dove è -1!) +1 -1 +1 -2 +1 +6 -2 0 0 Na Cl H2 O H2 S O4 O2 Na +1 -1 +1 -1 Na H H2 O2 4

  5. Elettronegatività degli elementi

  6. reazione di ossidazione FORMA RIDOTTA FORMA OSSIDATA + elettroni Cu0 Cu2+ + 2 e- reazione di riduzione FORMA OSSIDATA + elettroni FORMA RIDOTTA Cu2+ + 2 e- Cu0 6

  7. ... concludendo ... Ossidazione: perdita di elettroni Riduzione: acquisto di elettroni Ossidante: acquista elettroni Riducente: perde elettroni 7

  8. REAZIONI di OSSIDO-RIDUZIONE 8

  9. Cu + H2SO4 + HCl  CuCl2 + SO2 + H2O 1 Cu  1 CuCl2 + 2 e- 1 H2SO4 + 2 e- 1 SO2 1 Cu + 1 H2SO4 + HCl 1 CuCl2 + 1 SO2 + H2O 1 Cu + 1 H2SO4 + 2 HCl 1 CuCl2 + 1 SO2 + 2 H2O

  10. I2 + HNO3HIO3 + NO2 + H2O 1 I2 2 HIO3 + 10 e- 1 I2 2 HIO3 + 10 e- 1 HNO3 + 1 e-  1 NO2 10 HNO3 + 10 e-  10 NO2 1 I2 + 10 HNO3 2 HIO3 + 10 NO2 + H2O 1 I2 + 10 HNO3 2 HIO3 + 10 NO2 + 4 H2O

  11. FeSO4 + KIO3 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + I2 + K2SO4 + H2O 2 FeSO4 1 Fe2(SO4)3 + 2 e- 10 FeSO45 Fe2(SO4)3 + 10 e- 2 KIO3 + 10 e- 1 I22 KIO3 + 10 e- 1 I2 10 FeSO4 + 2 KIO3 + H2SO4 5 Fe2(SO4)3 + 1 I2 + K2SO4 + H2O 10 FeSO4 + 2 KIO3 + H2SO4 5 Fe2(SO4)3 + 1 I2 + 1 K2SO4 + H2O 10FeSO4+2KIO3+6H2SO4 5Fe2(SO4)3+1I2+1K2SO4+6H2O 11

  12. FeCl2 + K2Cr2O7 + HCl  FeCl3 + CrCl3 + KCl + H2O 1 FeCl2 1 FeCl3 + 1 e-6 FeCl26 FeCl3 + 6 e- 1 K2Cr2O7 + 6 e- 2 CrCl3 1 K2Cr2O7 + 6 e- 2 CrCl3 6 FeCl2 + 1 K2Cr2O7 + HCl 6 FeCl3 + 2 CrCl3 + KCl + H2O 6 FeCl2 + 1 K2Cr2O7 + HCl 6 FeCl3 + 2 CrCl3 + 2 KCl + H2O 6 FeCl2 + 1 K2Cr2O7 + 14 HCl 6 FeCl3 + 2 CrCl3 + 2 KCl + 7 H2O

  13. 1 2008-2009 Bilanciare la reazione e calcolare i grammi di acqua che si ottengono da 4,95 g di acido ossalico in presenza di un eccesso di permanganato di potassio e acido solforico H2C2O4 + KMnO4 + H2SO4 CO2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O masse atomiche (uma): H = 1 C = 12 O = 16 K = 39 Mn = 55 S = 32 13

  14. 2 H2C2O4 + KMnO4 + H2SO4 CO2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O 1 H2C2O4 2 CO2 + 2 e-5 H2C2O410 CO2 + 10 e- 1 KMnO4 + 5 e- 1 MnSO42 KMnO4 + 10 e-2 MnSO4 5 H2C2O4 + 2 KMnO4 + H2SO4 10 CO2 + 2 MnSO4 + K2SO4 + H2O 5 H2C2O4 + 2 KMnO4 + H2SO4 10 CO2 + 2 MnSO4 + 1 K2SO4 + H2O 5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO410CO2+2MnSO4+1 K2SO4+8H2O 14

  15. 3 ... 4,95 g di acido ossalico ... 5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO410CO2+2MnSO4+1 K2SO4+8H2O massa H2C2O4 = 4,95 g massa molare H2C2O4 = 90 g / mol moli H2C2O4 = 4,95 / 90 = 0,055 mol moli H2O = moli H2C2O4 x (8 / 5) = 0,088 mol massa molare H2O = 18 g / mol massa H2O = 18 x 0,088 = 1,58 g 15

  16. 4 ... e gli altri reagenti e prodotti ... 16

  17. 1 2009-2010 Bilanciare la reazione e calcolare i grammi di acido nitrico che si ottengono da 23,70 g di permanganato di potassio in presenza di un eccesso di acidi solforico e nitroso HNO2 + KMnO4 + H2SO4 HNO3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O masse atomiche (uma): H = 1 N = 14 O = 16 K = 39 Mn = 55 S = 32

  18. 2 HNO2 + KMnO4 + H2SO4 HNO3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O 1 HNO2 1 HNO3 + 2 e-5 HNO25 HNO3 + 10 e- 1 KMnO4 + 5 e- 1 MnSO42 KMnO4 + 10 e-2 MnSO4 5 HNO2 + 2 KMnO4 + H2SO4 5 HNO3 + 2 MnSO4 + K2SO4 + H2O 5 HNO2 + 2 KMnO4 + H2SO4 5 HNO3 + 2 MnSO4 + 1 K2SO4 + H2O 5HNO2+2KMnO4+3H2SO45HNO3+2MnSO4+1K2SO4+3H2O 18

  19. 3 ... 23,7 g di permanganato di potassio ... 5HNO2+2KMnO4+3H2SO45HNO3+2MnSO4+1K2SO4+3H2O massa KMnO4 = 23,70 g massa molare KMnO4 = 158 g / mol moli KMnO4 = 23,70 / 158 = 0,15 mol moli HNO3 = moli KMnO4 x (5 / 2) = 0,375 mol massa molare HNO3 = 63 g / mol massa HNO3 = 63 x 0,375 = 23,63 g 19

  20. 4 ... e gli altri reagenti e prodotti ... 20

  21. 1 2009-2010 Bilanciare la reazione e calcolare i grammi di ossido di azoto NO che si ottengono da 9,30 g di solfuro di mercurio HgS con un eccesso di acidi nitrico e cloridrico HgS + HNO3 + HCl  S + NO + HgCl2 + H2O masse atomiche (uma): Hg = 200,5 S = 32 H = 1 N = 14 O = 16 Cl = 35,5

  22. 2 HgS + HNO3 + HCl  S + NO + HgCl2 + H2O 1 HgS  1 S + 2 e-3 HgS 3 S + 6 e- 1 HNO3 + 3 e- 1 NO 2 HNO3 + 6 e-2 NO 3 HgS + 2 HNO3 + HCl 3 S + 2 NO + HgCl2 + H2O 3 HgS + 2 HNO3 + 6 HCl  3 S + 2 NO + 3 HgCl2 + 4 H2O 22

  23. 3 ... 9,30 g di solfuro di mercurio 3 HgS + 2 HNO3 + 6 HCl  3 S + 2 NO + 3 HgCl2 + 4 H2O massa HgS = 9,30 g massa molare HgS = 232,5 g / mol moli HgS = 9,30 / 232,6 = 0,04 mol moli NO = moli HgS x (2 / 3) = 0,027 mol massa molare NO = 30 g / mol massa NO = 30 x 0,027 = 0,80 g 23

  24. 4 ... e gli altri reagenti e prodotti ... 24

  25. REAZIONI di OSSIDO-RIDUZIONE in forma ionica 25

  26. Fe2+ + MnO4- + H+ Fe3+ + Mn2+ + H2O 1 Fe2+ 1 Fe3+ + 1 e-5 Fe2+5 Fe3+ + 5 e- 1 MnO4- + 5 e- 1 Mn2+ 1 MnO4- + 5 e- 1 Mn2+ 1 MnO4- + 5 Fe2+ + H+ 1 Mn2+ + 5 Fe3+ + H2O 1 MnO4- + 5 Fe2+ + 8 H+ 1 Mn2+ + 5 Fe3+ + 4 H2O 26

  27. Cr3+ + ClO- + OH- CrO42- + Cl- + H2O 1 Cr3+ 1 CrO42- + 3 e-2 Cr3+2 CrO42- + 6 e- 1 ClO- + 2 e-  1 Cl-3 ClO- + 6 e-3 Cl- 2 Cr3+ + 3 ClO- + OH- 2 CrO42- + 3 Cl- + H2O 2 Cr3+ + 3 ClO- + 10 OH- 2 CrO42- + 3 Cl- + 5 H2O 27

  28. Cr(OH)4- + Cl2 + OH- CrO42- + Cl- + H2O 1 Cr(OH)4- 1 CrO42- + 3 e-2 Cr(OH)4-2 CrO42- + 6 e- 1 Cl2 + 2 e-  2 Cl-3 Cl2 + 6 e-6 Cl- 2 Cr(OH)4- + 3 Cl2 + OH- 2 CrO42- + 6 Cl- + H2O 2 Cr(OH)4- + 3 Cl2 + 8 OH- 2 CrO42- + 6 Cl- + 8H2O 28

  29. REAZIONI di OSSIDO-RIDUZIONE casi particolari! 29

  30. Cu + H2SO4CuSO4 + SO2 + H2O 1 Cu  1 CuSO4 + 2 e- 1 H2SO4 + 2 e- 1 SO2 1 Cu + 1 H2SO4 1 CuSO4 + 1 SO2 + H2O 1 Cu + 2 H2SO4 1 CuSO4 + 1 SO2 + 2 H2O 30

  31. HCl + KMnO4 Cl2 + MnCl2 + KCl + H2O 2 HCl  1 Cl2 + 2 e-10 HCl 5 Cl2 + 10 e- 1 KMnO4 + 5 e- 1 MnCl22 KMnO4 + 10 e-2 MnCl2 10 HCl + 2 KMnO4 5 Cl2 + 2 MnCl2 + KCl + H2O 10 HCl + 2 KMnO4 5 Cl2 + 2 MnCl2 + 2 KCl + H2O 16 HCl + 2 KMnO4  5 Cl2 + 2 MnCl2 + 2 KCl + 8 H2O 31

  32. DISMUTAZIONE o DISPROPORZIONE • Cl2 + OH-  ClO- + Cl- + H2O • 1 Cl2 2 ClO- + 2 e- • 1 Cl2 + 2 e- 2 Cl- • 2 Cl2 + OH- 2 ClO- + 2 Cl- + H2O • 2 Cl2 + 4 OH- 2 ClO- + 2 Cl- + 2 H2O • 1 Cl2 + 2 OH- 1 ClO- + 1 Cl- + 1 H2O 32

  33. DISMUTAZIONE o DISPROPORZIONE • MnO42- + H+  MnO4- + MnO2 + H2O • 1 MnO42- 1 MnO4- + 1 e- 2 MnO42-2 MnO4- + 2 e- • 1 MnO42- + 2 e- 1 MnO2 1 MnO42- + 2 e- 1 MnO2 • 3 MnO42- + H+  2 MnO4- + 1 MnO2 + H2O • 3 MnO42- + 4 H+  2 MnO4- + 1 MnO2 + 2 H2O 33

  34. DISMUTAZIONE o DISPROPORZIONE • Cl2 + OH-  ClO3- + Cl- + H2O • 1 Cl2 2 ClO3- + 10 e-1 Cl2 2 ClO3- + 10 e- • 1 Cl2 + 2 e- 2 Cl-5 Cl2 + 10 e-10 Cl- • 6 Cl2 + OH- 2 ClO3- + 10 Cl- + H2O • 6 Cl2 + 12 OH- 2 ClO3- + 10 Cl- + 6 H2O • 3 Cl2 + 6 OH- 1 ClO3- + 5 Cl- + 3 H2O 34

  35. CONCENTRAZIONE DELLE SOLUZIONI moli soluto (mol) Molarità (mol / L) = ------------------------------ volume soluzione (L) massa soluto (g) % massa / massa = ----------------------------- x 100 massa soluzione (g) massa soluto (g) % massa / volume = -------------------------------- x 100 volume soluzione (mL) 35

  36. 1 2008-2009 Bilanciare la reazione e calcolare i grammi di ossigeno che si ottengono da 1 litro di acqua ossigenata 0,8 mol / L con un eccesso di cloruro ferrico FeCl3 + H2O2 FeCl2 + O2 + HCl masse atomiche (uma): Fe = 56 Cl = 35,5 H = 1 O = 16 36

  37. 2 FeCl3 + H2O2 FeCl2 + O2 + HCl 1 H2O2 1 O2 + 2 e- 1 H2O2 1 O2 + 2 e- 1 FeCl3 + 1 e- 1 FeCl22 FeCl3 + 2 e-2 FeCl2 2 FeCl3 + 1 H2O2 2 FeCl2 + 1 O2 + HCl 2 FeCl3 + 1 H2O2 2 FeCl2 + 1 O2 + 2 HCl 37

  38. 3 ... 1 L acqua ossigenata 0,8 mol / L ... 2 FeCl3 + 1 H2O2 2 FeCl2 + 1 O2 + 2 HCl moli H2O2 = 0,8 mol moli O2 = moli H2O2 = 0,8 mol massa molare O2 = 32 g / mol massa O2 = 32 x 0,8 = 25,6 g 38

  39. 4 ... e gli altri reagenti e prodotti ... 39

  40. 1 2011-2012 15 mL di una soluzione di acido ipocloroso 15 mM sono ridotti da 18,7 mL di una soluzione di iodio 2 mM secondo la reazione I2 + HClO  HIO3 + HCl Determinare: natura e quantità in grammi del reagente in eccesso (dopo la reazione!) quantità in grammi di HIO3 ottenuta 40

  41. 2 I2 + HClO  HIO3 + HCl 1 I2 2 HIO3 + 10 e-1 I22 HIO3 + 10 e- 1 HClO + 2 e- 1 HCl 5 HClO + 10 e-5 HCl 1 I2 + 5 HClO  2 HIO3 + 5 HCl 1 H2O + 1 I2 + 5 HClO4 2 HIO3 + 5 HCl 41

  42. 3 ... 15 mL HClO 15 mM ... 18,7 mL iodio 2 mM 1 H2O + 1 I2 + 5 HClO  2 HIO3 + 5 HCl moli HClO = M x V = 15 x 10-3 x 15 x 10-3 = 225 x 10-6 mol moli I2 = M x V = 2 x 10-3 x 18,7 x 10-3 = 37,4 x 10-6 mol moli HClO teoriche = mol I2 x 5 = 37,4 x 10-6 x 5 = 187 x 10-6 I2 è in difetto! HClO è in eccesso! 42

  43. 4 1 H2O + 1 I2 + 5 HClO  2 HIO3 + 5 HCl I2 è in difetto! HClO è in eccesso! moli I2 = 37,4 x 10-6 mol moli HClO che reagiscono = moli I2 x 5 = 187 x 10-6 mol moli HClO iniziali = 225 x 10-6 moli HClO in eccesso = (225 - 187) x 10-6 = 38 x 10-6 mol massa molare HClO = 52,5 g / mol massa HClO in eccesso = 38 x 10-6 x 52,5 = 2,0 x 10-3 g 43

  44. 4 1 H2O + 1 I2 + 5 HClO 2 HIO3 + 5 HCl I2 è in difetto! HClO è in eccesso! moli I2 = 37,4 x 10-6 mol moli HIO3 che si formano = moli I2 x 2 = 74,8 x 10-6 mol massa molare HIO3 = 176 g / mol massa HIO3 = 74,8 x 10-6 x 176 = 13,2 x 10-3 g 44

  45. STRUTTURE di LEWIS 45

  46. Tavola periodica degli elementi

  47. 47

  48. 48

  49. 49

  50. 50

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