03 oksidacijski broj i redoks jednadzbe

3) OKSIDACIJSKI BROJ I REDOKS JEDNADŽBE

OKSIDACIJSKI BROJ

Oksidacijski broj atoma u molekuli predstavlja broj elektrona koje taj atom formalno razmjenjenjuje s

drugim atomima u molekuli. Dobiva se tako da se elektronski par koji sudjeluje u formiranju veze između

promatranog atoma i nekog drugog atoma u molekuli pripiše onom atomu koji je elektronegativniji.

Oksidacijski broj atoma u molekuli označava se arapskom brojkom, u zagradama iznad simbola

elementa:

(+1) (-1)

Na Cl

Pravila za određivanje oksidacijskog broja:

1. Oksidacijski broj atoma u elementarnom stanju jednak je nuli (npr. oksidacijski broj kisika u O2,

sumpora u S8, natrija u Na ili fosfora u P4 je 0).

2. Oksidacijski broj monoatomnog iona jednak je naboju tog iona (npr. oksidacijski broj natrija u

ionu Na+ je + 1, sumpora u ionu S2– – 2, aluminija u ionu Al3+ + 3 itd.).

3. Fluor, kao najelektronegativniji element, uvijek u spojevima ima oksidacijski broj – 1.

4. Oksidacijski broj kisika u spojevima iznosi – 2. Izuzetak od tog pravila čine peroksidi (spojevi koji

sadrže peroksidni ion O22–, npr. H2O2, Na2O2 itd.), u kojima kisik ima oksidacijski broj – 1 i

superoksidi (spojevi koji sadrže superoksidni ion O2–, npr. KO2), u kojima kisik ima oksidacijski

broj – 1/2. Kada je vezan na fluor, kisik ima pozitivan stupanj oksidacije (npr. u F2O oksidacijski

broj kisika iznosi + 2).

5. Oksidacijski broj vodika u spojevima iznosi + 1. Izuzetak su hidridi metala (spojevi metala i

vodika, npr. LiH i CaH2), u kojima vodik ima oksidacijski broj – 1.

6. U neutralnoj molekuli suma oksidacijskih brojeva svih atoma mora biti jednaka nuli. U

višeatomnom ionu suma oksidacijskih brojeva svih atoma mora biti jednaka naboju iona.

o Primjer 3.1. Odrediti oksidacijske brojeve atoma u FeO, N2O5, H2SO4 i AsO43–.

(a) FeO

oksidacijski broj kisika je – 2 (pravilo 4)

prema pravilu 6:

(oks. broj Fe) + (oks. broj O) = 0

(oks. broj Fe) + (– 2) = 0

(oks. broj Fe) = + 2

dakle:

(+2)(-2)

FeO

(b) N2O5


prema pravilu 6:

2 · (oks. broj N) + 5 · (oks. broj O) = 0

2 · (oks. broj N) + 5 · (– 2) = 0

2 · (oks. broj N) – 10 = 0

(oks. broj N) = + 5

dakle:

(+5) (-2)

2 5N O

(c) H2SO4


oksidacijski broj vodika je + 1 (pravilo 5)

prema pravilu 6:

2 · (oks. broj H) + (oks. broj S) + 4 · (oks. broj O) = 0

2 · (+ 1) + (oks. broj S) + 4 · (– 2) = 0

2 + (oks. broj S) – 8 = 0

(oks. broj S) = + 6

dakle:

(+1) (+6)(-2)

42H S O

(d) AsO43–


prema pravilu 6:

(oks. broj As) + 4 · (oks. broj O) = – 3

(oks. broj As) + 4 · (– 2) = – 3

(oks. broj As) – 8 = – 3

(oks. broj As) = + 5

dakle:

(+5) (-2) 3-

4AsO

o Primjer 3.2. Odrediti oksidacijski broj sumpora u tetrationatnom ionu, S4O62–.


prema pravilu 6:

4 · (oks. broj S) + 6 · (oks. broj O) = – 2

4 · (oks. broj S) + 6 · (– 2) = – 2

4 · (oks. broj S) – 12 = – 2

4 · (oks. broj S) = + 10

(oks. broj S) = + 5/2 = + 2,5

Dobivena vrijednost predstavlja prosječan oksidacijski broj sumpora u promatranom ionu, u kojem

dva atoma sumpora imaju oksidacijski broj 0, a preostala dva atoma sumpora oksidacijski broj + 5,

kako je vidljivo iz Lewisove strukture:

S S S S

O O

O

OO

O(+5) (+5)

(0) (0)

o Primjer 3.3. Odrediti oksidacijske brojeve atoma u cijanatnom ionu, OCN–.

Lewisova struktura navedenog iona je:

O C N

S obzirom da su i kisik, i dušik elektronegativniji od ugljika, njima se pripisuju svi elektroni angažirani

u stvaranju veze između O i C, odnosno C i N. Stoga se i kisik, i dušik nalaze u svom maksimalnom

negativnom stupnju oksidacije, tako da je oksidacijski broj kisika – 2, a oksidacijski broj dušika – 3.

Prema pravilu 6 tada proizlazi da oksidacijski broj ugljika mora biti + 4 .

NAPOMENA! Analognu strukturu (i oksidacijske brojeve) ima i tiocijanatni ion, SCN– .

REDOKS REAKCIJE

Redoks reakcijama nazivaju se one kemijske reakcije kod kojih dolazi do prijenosa elektrona između

reaktanata. Kemijska vrsta koja prima elektrone, tj. koja se reducira, naziva se oksidans. Kemijska vrsta

koja otpušta elektrone, tj. koja se oksidira, naziva se reducens. Oksidacijom se oksidacijski broj atoma

povećava, a redukcijom smanjuje.

Izjednačavanje redoks reakcija

A. Metoda parcijalnih redoks jednadžbi

o Primjer 3.4. Izjednačiti jednadžbu:

C2O42– + MnO4

– + H+ → CO2 + Mn2+ + H2O

Postupak izjednačavanja:

(vrijedi za sve jednadžbe koje opisuju kem. proces u kiselom mediju!):

1. Odrediti oksidacijske brojeve svih atoma:

C2O42 – + MnO4

– + H+ → CO2 + Mn 2 + + H2O

2. Na temelju promjene oksidacijskog broja odrediti koje se kemijske vrste oksidiraju, odn.

reduciraju i napisati parcijalne jednadžbe reakcija oksidacije i redukcije:

C2O42– → 2 CO2 (!!!)

MnO4– → Mn2+

3. Za svaku parcijalnu jednadžbu odrediti broj primljenih, odn. otpuštenih elektrona:

C2O42– – 2 e– → 2 CO2

MnO4– + 5 e– → Mn2+

4. Izjednačiti broj kisikovih atoma na lijevoj i desnoj strani svake jednadžbe. Kisik se izjednačava

dodavanjem molekula vode na onu stranu jednadžbe gdje postoji manjak atoma kisika:

C2O42– – 2 e– → 2 CO2

MnO4– + 5 e– → Mn2+ + 4 H2O

5. Izjednačiti broj vodikovih atoma na lijevoj i desnoj strani svake jednadžbe. Vodik se izjednačava

dodavanjem iona H+ na onu stranu jednadžbe gdje postoji manjak atoma vodika:

C2O42– – 2 e– → 2 CO2

MnO4– + 5 e– + 8 H+ → Mn2+ + 4 H2O

6. Izjednačiti broj otpuštenih i primljenih elektrona. Svaku jednadžbu pomnožiti odgovarajućim

koeficijentom, tako da se broj elektrona svede na najmanji zajednički višekratnik:

C2O42– – 2 e– → 2 CO2 / * 5

MnO4– + 5 e– + 8 H+ → Mn2+ + 4 H2O / * 2

___________________________________________________

5 C2O42– – 10 e– → 10 CO2

2 MnO4– + 10 e– + 16 H+ → 2 Mn2+ + 8 H2O

7. Zbrojiti parcijalne jednadžbe:

5 C2O42– – 10 e– → 10 CO2

2 MnO4– + 10 e– + 16 H+ → 2 Mn2+ + 8 H2O

5 C2O42– + 2 MnO4

– + 16 H+ → 10 CO2 + 2 Mn2+ + 8 H2O

8. Provjeriti jednadžbu!!!

a) Broj atoma pojedinog elementa mora biti jednak na obje strane jednadžbe.

b) Zbroj naboja iona s lijeve strane jednadžbe mora biti jednak zbroju naboja iona s desne strane

jednadžbe.


ClO2 + OH– → ClO2– + ClO3

– + H2O

Postupak izjednačavanja:

(vrijedi za sve jednadžbe koje opisuju proces u lužnatom mediju!):

- koraci 1-5 jednaki su kao i kod izjednačavanja redoksa u kiselom mediju, čime se dobije:

ClO2 + e– → ClO2–

ClO2 – e– + H2O → ClO3– + 2 H+

- nakon što su izjednačeni kisikovi atomi i H+ ioni (koraci 1-5), kod izjednačavanja redoksa u

lužnatom mediju radi se sljedeće:

5a. Na svaku stranu jednadžbe doda se onoliko OH– iona, koliko se u jednadžbi pojavljuje H+ iona:


ClO2 – e– + H2O + 2 OH– → ClO3– + 2 H+ + 2 OH–

5b. Na onoj strani na kojoj se pojavljuju i H+ ioni, i OH– ioni, njihov se zbroj prikaže u obliku

molekula H2O:


ClO2 – e– + H2O + 2 OH– → ClO3– + 2 H2O

- koraci 6-8 jednaki su kao i kod rješavanja redoksa u kiselom mediju!


ClO2 – e– + H2O + 2 OH– → ClO3– + 2 H2O

2 ClO2 + H2O + 2 OH– → ClO2– + ClO3

– + 2 H2O

- s obzirom da se H2O javlja na obje strane jednadžbe, jednadžbu je potrebno urediti:

2 ClO2 + 2 OH– → ClO2– + ClO3

– + H2O

NAPOMENA! Redoks reakcije kod kojih se neka kemijska vrsta i oksidira i reducira nazivaju se

reakcije DISPROPORCIONIRANJA.

B. Metoda izravnog rješavanja (vidjeti laboratorijske vježbe-vježba 2., str 51)

Postupak izjednačavanja

1. Odrediti oksidacijske brojeve svih atoma.

2. Na temelju promjene oksidacijskog broja odrediti koje se kemijske vrste oksidiraju, odn.

reduciraju. Povezati atome koji mijenjaju oksidacijski broj spojnom crtom, kako bi se simbolizirao

proces prijelaza elektrona.

3. Za kem. vrstu s lijeve strane jednadžbe koja se oksidira izračunati broj otpuštenih elektrona. Taj

broj upisati na crtu koja simbolizira proces oksidacije.

Za kem. vrstu koja se na lijevoj strani jednadžbe reducira izračunati broj primljenih elektrona i

upisati ga na crtu koja simbolizira proces redukcije.

NAPOMENA! Prilikom računanja broja primljenih, odnosno otpuštenih elektrona obavezno voditi

računa o broju atoma koji se reduciraju, odn. oksidiraju!

4. Pomnožiti broj primljenih, odn. otpuštenih elektrona odgovarajućim faktorima, tako da broj

primljenih elektrona bude jednak broju otpuštenih elektrona. Korištene faktore upisati kao

stehiometrijske koeficijente s lijeve strane jednadžbe.

5. Kompletirati jednadžbu uz poznate stehiometrijske koeficijente uz oksidans i reducens na lijevoj

strani jednadžbe.

o Primjer 3.6. Odredite stehiometrijske koeficijente.

(0) (+1) (+5) (-2) (+1) (-2) (+1) (+5) (-2) (+2) (-2)

2 33 43 As + 5 H N O + 2 H O 3 H As O + 5 N O →


Na2S4O6 + H2O2 → Na2SO4 + H2SO4 + H2O

rješenje:

2 2(+2,5) (-2) (+1) (-1) (+6) (-2) (+1) (-2)

2 2+

4 6 2 4S O + 7 H O 4 S O + 4 H O + H 6− −

→

Na 2S 4O6 + 7 H2O2 → Na 2SO4 + 3 H2SO4 + 4 H2O


Cl2 + OH− → ClO− + Cl− + H2O

rješenje:

(0) (-2) (+1) (+1) (-2) (+1) (-2)

22Cl + 2 O H Cl O + Cl + H O− −

−→


P4(s) + OH− + H2O → PH3(g) + PH2O2−

rješenje:

(0) (-2) (+1) (+1) (-2) (-3) (+1) (+1) (+1) (-2)

4 2 3 2 2P (s) + 3 O H + 3 H O P H (g) + 3 P H O − −

→

− 5e− / ·3

+ 3 e− / ·5

− 3,5 e− ·4 = −14 e−

+ 1 e− · 2 = +2 e− / ·7

− 1 e−

+ 1 e−

+ 3 e−

− 1 e− / ·3

Zadaci za vježbu:

(pravila za određivanje oksidacijskih brojeva navedena su u skriptama za Laboratorijske vježbe)

3.1. Odredite oksidacijski broj mangana u slijedećim spojevima:

a) MnO

b) MnO2

c) KMnO4

d) K2MnO4

e) Mn3O4

f) Mn(OH)4

g) Mn2(SO4)3

h) (MnO3)2SO4

i) Mn(OH)(OOH)3

j) K2H2Mn2O7

3.2. Odredite oksidacijski broj klora u slijedećim spojevima:

a) HOCl

b) HClO2

c) HClO3

d) HClO4

e) Ca(OCl)2

f) CaCl(OCl)

g) ClO2

h) FClO2

i) Cl2O7

j) CCl4

3.3. Odredite oksidacijski broj atoma sumpora u spojevima:

a) SO2

b) SO32–

c) HSO4–

d) Na2S2O3

e) S2O42–

f) SOCl2

g) S8

Odredite stehiometrijske koeficijente slijedećih redoks reakcija:

3.4. ClO3- + I2 + H2O → Cl- + H+ + IO3

-

3.5. MnO42– + 4 H+ → MnO4

– + MnO2 + H2O

3.6. IO3– + ClO– + OH– → IO6

5– + Cl– + H2O

3.7. 1 mL H2O2 + 5 kapi 1 M H2SO4 + 1-2 kapi KMnO4

MnO4- + H+ + H2O2 → ? (obezbojenje, razvijanje plina)

3.8. 1 mL H2O + 5 kapi 1 M H2SO4 + 1 kristalić KNO3 + 1 kap KMnO4 + Zn

MnO4- + H+ + Zn → ? (KNO3 skuži kao katalizator; obezbojenje, otapanje metala)

3.9. 1 mL KI + 5 kapi 1 M H2SO4 + 5 kapi FeCl3 (otopina postaje smeđe boje)

3.10. 1 mL KI + 5 kapi 1 M H2SO4 + 3 kapi K2Cr2O7

a. otopina postaje smeđe boje

b. otopina postaje plavo-zelena

3.11. kruti Na2SO3 + 1 mL H2O + 5-10 kapi H2SO4 + 2-3 kapi K2Cr2O7 (otopina postaje plavo-zelene

boje koja potječe od Cr3+ iona)

3.12. NO3- + Na + H2O → N2O2

-2 + Na+ + OH-

3.13. Sb2S3 (s) + H+ + NO3- → HSb(OH)6 (s) + HSO4

- + NO2 + H2O

3.14. HClO2 → ClO2 + H+ + Cl- + H2O

3.15. PtCl62- + Sn(OH)4

2- + OH- → PtCl42- + Sn(OH)6

2- + Cl-

Izjednačavanje jednadžbi kemijskih reakcija:

3.16. Izjednačite jednadžbe kemijskih reakcija:

a) Ca(OH)2 + H3PO4 → Ca(H2PO4)2 + H2O

b) C3H8 + O2 → CO2 + H2O

c) C2H5OH + O2 → CO2 + H2O

d) NH4NO3 → N2 + O2 + H2O

e) C3H6 + NH3 + O2 → C3H3N + H2O

f) Fe + O2 + H2O → Fe(OH)2

g) N2O5 + H2O → HNO3

h) C6H12O6 → C2H5OH + CO2

i) H3C6H5O7 + HCO3– → C6H5O7

– + CO2 + H2O

j) Ca3(PO4)2 + H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + CaSO4

k) Ca5(PO4)3F + H2SO4 + H2O → H3PO4 + CaSO4·2H2O + HF

l) NH3 + NO → N2 + H2O

m) NO2 + H2O → HNO3 + NO

3.17. Ako se u vodenu otopinu magnezijeva sulfata doda vodena otopina natrijeva fosfata, istaložit

će se magnezijev fosfat. Napišite izjednačenu jednadžbu reakcije za taj proces.

3.18. Ugljikov(IV) oksid industrijski se dobiva reakcijom između metana (CH4) i vodene pare, pri

čemu uz ugljikov(IV) oksid nastaje i plinoviti vodik. Napišite izjednačenu jednadžbu reakcije za

taj proces.

3.19. Pedesetih godina prošlog stoljeća kao raketno gorivo često se koristio dekaboran (B10H18),

čijim izgaranjem u kisiku nastaje borov(III) oksid i voda. Napišite izjednačenu jednadžbu

reakcije za taj proces.

3.20. Ako se kroz užarenu smjesu silicijeva dioksida i ugljika propušta plinoviti klor, dobije se

silicijev tetraklorid (SiCl4) i ugljikov(II) oksid. Napišite izjednačenu jednadžbu reakcije za taj

proces.

Izjednačavanje jednadžbi redoks-reakcija:

(izjednačavanje jednadžbi redoks-reakcija opisano je u skriptama za Laboratorijske vježbe, str. 52-55)

3.21. Izjednačite jednadžbe redoks-reakcija:

a) Cr2O72– + Fe2+ + H+ → Cr3+ + Fe3+ + H2O

b) Fe2+ + MnO4– + H+ → Fe3+ + Mn2+ + H2O

c) Cr2O72– + C2O4

2– + H+ → Cr3+ + CO2 + H2O

d) Cu + HNO3 + H+ → Cu2+ + NO + H2O

e) Ag+ + C6H6O2 → Ag + C6H4O2 + H+ (vidjeti napomenu)

f) MnO42– + H+ → MnO4

– + MnO2 + H2O

g) MnO4– + I– + H2O → MnO2 + I2 + OH–

h) H2O2 + MnO4– → MnO2 + O2 + OH– + H2O (pripaziti na oksidacijski broj kisika u H2O2!)

i) C2O42– + MnO4

– + H2O → HCO3– + MnO2 + OH–

j) Br2 + OH– → BrO3– + Br– + H2O

Napomena uz zad. 3.21. e):

U organskim spojevima oksidacijski broj ugljika može poprimiti sve vrijednosti između –4 i +4,

uključujući i nulu, ovisno o rasporedu kemijskih veza i atomima s kojima je ugljik vezan. Bez

poznavanja strukture spoja, prosječni oksidacijski broj ugljika može se odrediti prema

sljedećim pravilima. Oksidacijski broj vodika u organskim spojevima je uvijek +1, a kisika –2,

osim u slučaju organskih peroksida, kod kojih oksidacijski broj kisika iznosi –1. Oksidacijski

broj atoma klora, broma i joda, ako su ti atomi vezani izravno na ugljik, iznosi uvijek –1.

Sumpor koji je vezan samo s ugljikom i vodikom (kao npr. u tiolima) ima oksidacijski broj –2.

Dušik vezan samo s ugljikom i vodikom (kao npr. u aminima ili aminokiselinama) ima

oksidacijski broj –3. Nakon što se atomima navedenih elemenata pripišu spomenuti

oksidacijski brojevi, oksidacijski broj ugljika određuje se prema pravilu da je zbroj oksidacijskih

brojeva svih atoma u neutralnoj molekuli jednak nuli, a u ionu jednak naboju iona. Npr. u

etanolu (C2H5OH) prosječni oksidacijski broj ugljika iznosi –2, u glukozi (C6H12O6) prosječni

oksidacijski broj ugljika je 0, a u aminokiselini glicinu, H2N(CH2)COOH, prosječni oksidacijski

broj ugljika iznosi +1, što se najlakše odredi ako se formula glicina napiše kao C2H5O2N.

3.22. U kiselom mediju elementarni brom (Br2) reagira s tiosulfatnim ionom (S2O32–), pri čemu

nastaju bromidni i sulfatni ioni. Napišite i izjednačite kemijsku jednadžbu koja opisuje taj

proces.

3.23. Oksidacijom etanola (C2H5OH) dikromatom (Cr2O72–) u kiselom mediju nastaje acetaldehid

(CH3COH) i kromov(III) kation. Napišite izjednačenu kemijsku jednadžbu koja opisuje taj

proces.

3.24. Oksidacijom elementarnog sumpora koncentriranom sumpornom kiselinom nastaje plinoviti

sumporov(IV) oksid. Napišite izjednačenu kemijsku jednadžbu koja opisuje taj proces.

3.25. Manganov(III) kation (Mn3+) nije stabilan u kiselom mediju, već se disproporcionira dajući

manganov(II) kation i manganov(IV) oksid. Napišite izjednačenu kemijsku jednadžbu koja

opisuje taj proces.

3.26. Ako se plinoviti klor uvodi u otopinu jake lužine, dolazi do njegovog disproporcioniranja u

hipoklorit (ClO–) i klorid. Napišite izjednačenu kemijsku jednadžbu koja opisuje taj proces.

3.27. Oksidacijom cijanidnog iona permanganatom (MnO4–) u lužnatom mediju nastaje

manganov(IV) oksid i cijanatni ion (CNO–). Napišite izjednačenu kemijsku jednadžbu koja

opisuje taj proces. (vidjeti napomenu)

Napomena uz zad. 3.27.:

U ovom zadatku potrebno je prije izjednačavanja jednadžbe kemijske reakcije odrediti

oksidacijske brojeve atoma u cijanidnom ionu (CN–) i cijanatnom ionu (CNO–). Pri tome

studentima obično predstavlja problem činjenica da dušik i ugljik mogu poprimiti različita

oksidacijska stanja, što ih dovodi u nedoumicu odakle započeti, odn. koji oksidacijski broj

pripisati pojedinom atomu. Pravilo je u tim slučajevima jednostavno:

Ako je riječ o molekuli ili ionu koji se sastoji od atoma dvaju elemenata, onda se atomu (ili

atomima) elektronegativnijeg elementa pripiše najviše moguće negativno oksidacijsko stanje

koje taj element može poprimiti, a oksidacijski broj atoma drugog elementa određuje se po

pravilu da je zbroj oksidacijskih brojeva svih atoma u neutralnoj molekuli jednak nuli, a u ionu

jednak naboju iona. Npr. u molekuli plina dicijana, C2N2, dušik je elektronegativniji od ugljika,

pa se atomima dušika pripisuje najviše negativno oksidacijsko stanje koje dušik može

poprimiti, a to je –3. Da bi zbroj oksidacijskih brojeva atoma ugljika i atoma dušika bio jednak

nuli, proizlazi da oksidacijski broj atoma ugljika mora iznositi +3.

Ako je riječ o molekuli ili ionu koji se sastoji od atoma triju ili više elemenata, tada se najprije

odredi koji element ima najmanju elektronegativnost. Svim ostalim atomima pripiše se najviše

moguće negativno oksidacijsko stanje, a onda se oksidacijski broj atoma s najmanjom

elektronegativnošću odredi prema pravilu da zbroj oksidacijskih brojeva svih atoma u

neutralnoj molekuli mora biti jednak nuli, a u ionu jednak naboju iona. Npr. u tiocijanatnom

ionu (SCN–) i dušik, i sumpor elektronegativniji su od ugljika, tj. ugljikov atom je atom s

najmanjom elektronegativnošću. Zbog toga se dušiku pripisuje najviše negativno oksidacijsko

stanje koje dušik može poprimiti (–3), jednako kao što se i atomu sumpora pripisuje najviše

negativno oksidacijsko stanje koje sumpor može poprimiti (–2). Da bi zbroj oksidacijskih

brojeva svih atoma u ionu bio jednak naboju iona, proizlazi da oksidacijski broj ugljika mora

iznositi +4.

Mali podsjetnik: najviše moguće negativno oksidacijsko stanje elemenata na desnoj strani

periodnog sustava (nemetali) određuje se tako da se od broja skupine u kojoj se nalazi taj

element oduzme 18. Npr. dušik se nalazi u 15. skupini, pa mu najviše negativno oksidacijsko

stanje koje može postići iznosi 15 – 18 = –3. Najviše moguće pozitivno oksidacijsko stanje

elemenata na desnoj strani periodnog sustava određuje se tako da se od broja skupine u kojoj

se taj element nalazi oduzme 10. npr. za dušik se dobije da mu najviše moguće pozitivno

oksidacijsko stanje iznosi 15 – 10 = +5.

Elementi s lijeve strane periodnog sustava (metali) imaju nisku elektronegativnost, pa u

spojevima najčešće ne poprimaju negativan stupanj oksidacije. Najviše moguće pozitivno

oksidacijsko stanje elemenata s lijeve strane periodnog sustava jednako je broju skupine u

kojoj se taj element nalazi. Npr. kalcij se nalazi u 2. skupini, pa mu maksimalno pozitivno

oksidacijsko stanje iznosi +2. Krom se nalazi u 6. skupini, pa mu maksimalno pozitivno

oksidacijsko stanje iznosi +6, kao npr. u dikromatnom ionu (Cr2O72–). To ne znači da krom ne

može poprimiti neko niže oksidacijsko stanje (npr. +3, kao u Cr2O3), no sigurno je da ne može

poprimit više oksidacijsko stanje od +6.

Za elemente koji se nalaze u skupinama 8-12. navedena pravila ne vrijede.

U zadacima koji slijede zadani su reaktanti koji se oksidiraju, odn. reduciraju, te produkti koji iz tih

reaktanata nastaju. Da bi napisane jednadžbe bile korektne, na lijevu, odn. desnu stranu jednadžbe

treba dodati molekule vode, te ione H+ ili OH– (ovisno o tome odvija li se reakcija u kiselom ili lužnatom

mediju). Molekule vode i ioni H+, odn. OH– u jednadžbi će se pojaviti tijekom izjednačavanja, u trenutku

kad će se izjednačavati broj atoma kisika, odn. vodika na obje strane jednadžbe.

Na primjer, izjednačavanjem jednadžbe:

I– + MnO4– → I2(s) + Mn2+

ona će poprimiti oblik:

10 I– + 2 MnO4– + 16 H+ → 5 I2(s) + 2 Mn2+ + 8 H2O

3.28. Izjednačite i dopunite sljedeće jednadžbe redoks-reakcija:

u kiselom mediju:

a) C2O42– + MnO4

– → CO2(g) + Mn2+

b) Fe2+ + MnO4– → Fe3+ + Mn2+

c) H2O2 + MnO4– → Mn2+ + O2(g)

d) NO2– + MnO4

– → Mn2+ + NO2(g)

e) I– + MnO4– → I2(s) + Mn2+

f) MnO2(s) + Cl– → Cl2(g) + Mn2+

g) PbO2(s) + I– → Pb2+ + I2(s)

h) H2O2 + I– → I2(s) + H2O

i) Cu(s) + NO3– → Cu2+ + NO2(g)

j) Cu(s) + NO3– → Cu2+ + NO(g)

k) TeO2(s) + Cr2O72– → H6TeO6 + Cr3+

l) BrO3– + N2H5

+ → Br– + N2(g)

m) MnO42– → MnO4

– + MnO2(s)

n) Pd(s) + NO3– + Cl– → PdCl6

2– + NO(g)

o) RuO4(s) + Cl– → RuCl4 + Cl2(g)

p) Sn(s) + NO3– → SnO2(s) + NO2(g)

q) As(s) + NO3– → H3AsO4 + NO

r) I2(s) + NO3– → IO3

– + NO2(g)

s) P4(s) + NO3– → H2PO4

– + NO

t) Ag2S(s) + NO3– → Ag+ + S(s) + NO2(g)

u) NO2– + MnO4

– → NO3– + Mn2+

v) HSO3– + MnO4

– → SO42– + Mn2+

w) IO3– + I– → I2(s)

x) I– + NO2– → I2(s) + NO(g)

y) Fe2+ + Cr2O72– → Fe3+ + Cr3+

z) Br– + Cr2O72– → Br2 + Cr3+

3.29. Izjednačite i dopunite sljedeće jednadžbe redoks-reakcija:

u lužnatom mediju:

a) HCOO– + MnO4– → CO2(g) + MnO2(s)

b) HCHO + I2(s) → HCOO– + I–

c) Cr(OH)4– + IO3

– → CrO42– + I2(s)

d) P4(s) → PH3(g) + H2PO2–

e) IO3– + ClO– → IO6

5– + Cl–

f) S2O32– + ClO– → SO4

2– + Cl–

g) NO3– + Na(s) → N2O2

2– + Na+

h) Cl2(g) + IO3– → IO4

– + Cl–

i) Zn(s) + NO3– → NH3(g) + ZnO2

2–

j) Cl2(g) → ClO– + Cl–

k) Cl2(g) → ClO3– + Cl–

Rješenja:

3.1.

⇒ ⋅

(+2)

(+4)

2

(+7)

4

(+6)

2 4

(+4) (+2)

3 4 2

a) MnO

b) MnO

c) K MnO

d) K MnO

e) Mn O MnO 2MnO

(+4)

4

(+3)

2 4 3

(+7)

3 2 4

(+4)

3

(+5)

22 2 7

f) Mn(OH)

g) Mn (SO )

h) (MnO ) SO

i) Mn(OH)(OOH)

j) K H Mn O

3.2. (+1)

(+3)

2

(+5)

3

(+7)

4

(+1)

2

a.) HO Cl

b.) H Cl O

c.) H Cl O

d.) H Cl O

e.) Ca(O Cl )

(-1) (+1)

(+4)

2

(+5)

2

(+7)

2 7

(-1)

4

f.) Ca Cl (O Cl )

g.) Cl O

h.) F Cl O

i.) Cl O

j.) C Cl

3.3. a) +4; b) +4; c) +6; d) +2; e) +3; f) +4; g) 0

3.4. 5 ClO3- +3 I2 + 3 H2O → 5 Cl- + 6 H+ + 6 IO3

-

3.5. 3 MnO42– + 4 H+ → 2 MnO4

– + MnO2 + 2 H2O

3.6. IO3– + ClO– + 4 OH– → IO6

5– + Cl– + 2 H2O

3.7. 2 MnO4- + 6 H+ + 5 H2O2 → 2 Mn2+ + 5 O2 + 8 H2O

3.8. 2 MnO4- + 16 H+ + 5 Zn → 2 Mn2+ + 5 Zn2+ + 8 H2O

3.9. 2 I- + 2 Fe3+ → I2 + 2 Fe2+

3.10.

a. 6 I- + 14 H+ + Cr2O72- → 3 I2 + 2 Cr3+ + 7 H2O

b. I- + 8 H+ + Cr2O72- → IO3

- + 2 Cr3+ + 4 H2O

3.11. 3 SO32- + 8 H+ + Cr2O7

2- → 3 SO42- + 2 Cr3+ + 4 H2O

3.12. 2 NO3- + 8 Na + 4 H2O → N2O2

-2 + 8 Na+ + 8 OH-

3.13. Sb2S3 (s) + 25 H+ + 28 NO3- → 2 HSb(OH)6 (s) + 3 HSO4

- + 28 NO2 + 4 H2O

3.14. 5 HClO2 → 4 ClO2 + H+ + Cl- + 2 H2O

3.15. PtCl62- + Sn(OH)4

2- + 2 OH- → PtCl42- + 2 Cl- + Sn(OH)6

2-

3.16.

a) Ca(OH)2 + 2 H3PO4 → Ca(H2PO4)2 + 2 H2O

b) C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O

c) C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O

d) NH4NO3 → N2 + 1/2 O2 + 2 H2O

e) C3H6 + NH3 + 3/2 O2 → C3H3N + 3 H2O

f) Fe + 1/2 O2 + H2O → Fe(OH)2

g) N2O5 + H2O → 2 HNO3

h) C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2

i) H3C6H5O7 + 3 HCO3– → C6H5O7

– + 3 CO2 + 3 H2O

j) Ca3(PO4)2 + 2 H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + 2 CaSO4

k) Ca5(PO4)3F + 5 H2SO4 + 10 H2O → 3 H3PO4 + 5 CaSO4·2H2O + HF

l) 4 NH3 + 6 NO → 5 N2 + 6 H2O

m) 3 NO2 + H2O → 2 HNO3 + NO

3.17. 3 MgSO4 + 2 Na3PO4 → Mg3(PO4)2 + 3 Na2SO4

3.18. CH4 + 2 H2O → CO2 + 4 H2

3.19. B10H18 + 12 O2 → 5 B2O3 + 9 H2O

3.20. SiO2 + 2 C + 2 Cl2 → SiCl4 + 2 CO

3.21.

a) Cr2O72– + 6 Fe2+ + 14 H+ → 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O

b) 5 Fe2+ + MnO4– + 8 H+ → 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

c) Cr2O72– + 3 C2O4

2– + 14 H+ → 2 Cr3+ + 6 CO2 + 7 H2O

d) 3 Cu + 2 HNO3 + 6 H+ → 3 Cu2+ + 2 NO + 4 H2O

e) 2 Ag+ + C6H6O2 → 2 Ag + C6H4O2 + 2 H+

f) 3 MnO42– + 4 H+ → 2 MnO4

– + MnO2 + 2 H2O

g) 2 MnO4– + 6 I– + 4 H2O → 2 MnO2 + 3 I2 + 8 OH–

h) 3 H2O2 + 2 MnO4– → 2 MnO2 + 3 O2 + 2 OH– + 2 H2O

i) 3 C2O42– + 2 MnO4

– + 4 H2O → 6 HCO3– + 2 MnO2 + 2 OH–

j) 3 Br2 + 6 OH– → BrO3– + 5 Br– + 3 H2O

3.22. 4 Br2 + S2O32– + 5 H2O → 8 Br– + 2 SO4

2– + 10 H+

3.23. 3 C2H5OH + Cr2O72– + 8 H+ → 3 CH3COH + 2 Cr3+ + 7 H2O

3.24. S + 2 H2SO4 → 3 SO2 + 2 H2O

3.25. 2 Mn3+ + 2 H2O → Mn2+ + MnO2 + 4 H+

3.26. Cl2 + 2 OH– → Cl– + ClO– + H2O

3.27. 3 CN– + 2 MnO4– + H2O → 3 CNO– + 2 MnO2 + 2 OH–

3.28.

u kiselom mediju:

a) 5 C2O42– + 2 MnO4

– + 16 H+ → 10 CO2(g) + 2 Mn2+ + 8 H2O

b) 5 Fe2+ + MnO4– + 8 H+ → 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

c) 5 H2O2 + 2 MnO4– + 6 H+ → 2 Mn2+ + 5 O2(g) + 8 H2O

d) 5 NO2– + MnO4

– + 8 H+ → Mn2+ + 5 NO2(g) + 4 H2O

e) 10 I– + 2 MnO4– + 16 H+ → 5 I2(s) + 2 Mn2+ + 8 H2O

f) MnO2(s) + 2 Cl– + 4 H+ → Cl2(g) + Mn2+ + 2 H2O

g) PbO2(s) + 2 I– + 4 H+ → Pb2+ + I2(s) + 2 H2O

h) H2O2 + 2 I– + 2 H+ → I2(s) + 2 H2O

i) Cu(s) + 2 NO3– + 4 H+ → Cu2+ + 2 NO2(g) + 2 H2O

j) 3 Cu(s) + 2 NO3– + 8 H+ → 3 Cu2+ + 2 NO(g) + 4 H2O

k) 3 TeO2(s) + Cr2O72– + 5 H2O + 8 H+ → 3 H6TeO6 + 2 Cr3+

l) 2 BrO3– + 3 N2H5

+ → 2 Br– + 3 N2(g) + + 6 H2O + 3 H+

m) 3 MnO42– + 4 H+ → 2 MnO4

– + MnO2(s) + 2 H2O

n) 3 Pd(s) + 4 NO3– + 18 Cl– + 16 H+ → 3 PdCl6

2– + 4 NO(g) + 8 H2O

o) RuO4(s) + 8 Cl– + 8 H+ → RuCl4 + 2 Cl2(g) + 4 H2O

p) Sn(s) + 4 NO3– + 4 H+ → SnO2(s) + 4 NO2(g) + 2 H2O

q) 3 As(s) + 5 NO3– + 5 H+ + 2 H2O → 3 H3AsO4 + 5 NO

r) I2(s) + 10 NO3– + 8 H+ → 2 IO3

– + 10 NO2(g) + 4 H2O

s) 3 P4(s) + 20 NO3– + 8 H+ + 8 H2O → 12 H2PO4

– + 20 NO

t) Ag2S(s) + 2 NO3– + 4 H+ → 2 Ag+ + S(s) + 2 NO2(g) + 2 H2O

u) 5 NO2– + 2 MnO4

– + 6 H+ → 5 NO3– + 2 Mn2+ + 3 H2O

v) 5 HSO3– + 2 MnO4

– + H+ → 5 SO42– + 2 Mn2+ + 3 H2O

w) IO3– + 5 I– + 6 H+ → 3 I2(s) + 3 H2O

x) 2 I– + 2 NO2– + 4 H+ → I2(s) + 2 NO(g) + 2 H2O

y) 6 Fe2+ + Cr2O72– + 14 H+ → 6 Fe3+ + 2 Cr3+ + 7 H2O

z) 6 Br– + Cr2O72– + 14 H+ → 3 Br2 + 2 Cr3+ + 7 H2O

3.29.

u lužnatom mediju:

a) 3 HCOO– + 2 MnO4– + H2O → 3 CO2(g) + 2 MnO2(s) + 5 OH–

b) HCHO + I2(s) + 3 OH– → HCOO– + 2 I– + 2 H2O

c) 10 Cr(OH)4– + 6 IO3

– + 4 OH– → 10 CrO42– + 3 I2(s) + 22 H2O

d) P4(s) + 3 OH– + 3 H2O → PH3(g) + 3 H2PO2–

e) IO3– + ClO– + 4 OH– → IO6

5– + Cl– + 2 H2O

f) S2O32– + 4 ClO– + 2 OH– → 2 SO4

2– + 4 Cl– + H2O

g) 2 NO3– + 8 Na(s) + 4 H2O → N2O2

2– + 8 Na+ + 8 OH–

h) Cl2(g) + IO3– + 2 OH– → IO4

– + 2 Cl– + H2O

i) 4 Zn(s) + NO3– + 7 OH– → NH3(g) + 4 ZnO2

2– + 2 H2O

j) Cl2(g) + 2 OH– → ClO– + Cl– + H2O

k) 3 Cl2(g) + 6 OH– → ClO3– + 5 Cl– + 3 H2O

Science

03 oksidacijski broj i redoks jednadzbe