Ennek megfelelõen például a CaH 2 -ben a Ca oxidációs száma +2, ezért a H oxidációs száma -1; a F 2 O-ban a F oxidációs száma -1, ezért az O oxidációs száma +2; a KO 2 -ban a K oxidációs száma +1, ezért az O oxidációs száma -0, 5; a H 2 O 2 -ban a H oxidációs száma +1, ezért az O oxidációs száma -1; a NaOH-ban a Na oxidációs száma +1, száma -2; a KHSO 4 -ban a K oxidációs száma +1, a H oxidációs száma +1, az O oxidációs száma -2, ezért a S oxidációs száma +6; a KMnO 4 -ban a K oxidációs száma +1, az O oxidációs száma -2, ezért a Mn oxidációs száma +7. Könnyû belátni, hogy ez a szabály csak azokban az esetekben alkalmazható, ha a vegyületet alkotó atomok között legfeljebb egy olyan van, amely nem tagja a szabályban érintetteknek (F, alkálifém, alkáliföldfém, H, O). Minden más esetben az oxidációs szám megállapításához több-kevesebb szerkezeti (molekula-, ill. halmazszerkezeti) ismeretre van szükség. Például a CuSO 4 -ben a S oxidációs számának helyes megállapításához tudnunk kell a Cu oxidációs számát, ehhez viszont tisztában kell lennünk a CuSO 4 halmazszerkezetével, nevezetesen azzal, hogy ez a vegyület egy ionvegyület és Cu 2+ -, valamint SO 4 2- -ionokból áll.
Ezek az elektronok a fémes vezetőn keresztül áramlanak a rézlemezre, ahol az oldat rézionjai (Cu 2+) felveszik, és rézatomokká alakulva kiválnak a rézlemez felületén. |−−2e - −−↓ Zn (sz) + Cu 2+ (aq) → Zn 2+ (aq) + Cu (sz) - Az áram kialakulásához biztosítani kell az áramvezetést az oldat belsejében is. Ezt a porózus fal teszi lehetővé, amely az oldatok összekeveredését megakadályozza, de pórusain a szulfátionok (SO 4 2-) az elektromos mező hatására áthaladhatnak. - Az oxidáció és redukció elkülönülten megy végbe. - Az elektronok egyirányú, rendezett áramlása elektromos áramot hoz létre, mely mérhető érték, illetve fogyasztó (izzó) közbeiktatásával kimutatható annak világításával, (izzásával). - Zárt áramkörnél folyamatos az áramtermelés, mert a töltéstöbbletet okozó folyamatot az oldatban a porózus falon vagy sóhídon áramló ionok kiegyenlítik. 3. A galváncella felépítése, jellemzői: - elektrolit (ionvezető): szabadon mozgó ionokat tartalmazó, áramvezetésre alkalmas oldat (az elektródok saját ionjait tartalmazó oldat) pl.
Ezt vízben a hidrogénionok jelentik: H 2 O ---> O 2 + 4 e - + 4 H + Az anyagmérleg alapján a baloldalon 2 mól víznek kell szerepelnie: 2 H 2 O ---> O 2 + 4 e - + 4 H + Irodalom 1. Kolb, D. :, 55 (1978) 326. 2. Ebbing, D. D. : General Chemistry, Houghton Mifflin Company, Boston, 1984. p. 297. 3. Dillard, C. R., Goldberg, D. E. : Kémia (Reakciók, szerkezetek, tulajdonságok), Gondolat, Budapest, 1982. 108. o. Tovább: 2. 2. Rendezés többismeretlenes egyenletrendszerrel: az algebrai módszer Vissza a tartalomjegyzékhez Vissza az Elôadóba
Egyenlet - Bev HOGYAN RENDEZZÜNK REAKCIÓEGYENLETEKET? Tóth Zoltán Tartalomjegyzék A reakcióegyenletek rendezése alapvetõ fontosságú mind a kémiai ismeretek megszerzése, mind azok alkalmazása szempontjából. A különbözõ típusú és bonyolultságú reakcióegyenletek rendezésének régóta ismertek általános módszerei, de a Journal of Chemical Education hasábjain ebben a témában évrõl-évre megjelenõ cikkek is jelzik, hogy azokat mindig lehet finomítani, alakítani. Az egyenletrendezési eljárások kutatásának kettõs cél ja van: egyrészt a már ismert módszerek finomításával, egyszerûsítésével, elemzésével segítséget nyújtani az egyenletrendezés különbözõ szinten történõ tanításához, másrészt a matematika és a számítástechnika eszközeinek felhasználásával a kémiai kutatás számára is hasznosítható eljárásokat fejleszteni ki. Amikor egy anyagi rendszerben kémiai reakció megy végbe, egy dologban biztosak lehetünk, hogy a különbözõ típusú atomok száma a reakció során nem változik meg. Az atomok megmaradásának törvényét a különbözõ alkotó elemekre felírt anyagmérleg-egyenletekkel fejezhetjük ki.
Példa: legyen az alumínium égése (csak hogy a feladatokat már önállóan oldd meg ez alapján). Alumínium + oxigén -> Alumínium-oxid Al + O2 -> Al2O3 (ide tudni kell a képleteket, nincs mese) Ez a még rendezetlen egyenletünk, ezt kell rendezni. Bal oldal: Al + O2 - Van 1 Al-atomunk - Van 2 O-atomunk (Az O2-molekula két oxigénatomból áll) Jobb oldal: Al2O3 - Van 2 Al-atomunk - Van 3 O-atomunk Az atomok száma nem egyenlő a két oldalon, ezért az egyenletet rendezni kell. 1. lépés: bal oldalt az Al-atomok számának szorzása kettővel: 2 Al + O2 -> Al2O3 (így az Al-atomok száma már megegyezik mindkét oldalon) 2. lépés: az oxigénatomok számának rendezése (2 és 3 legkisebb közös többszörösét kell keresni, ami 6) 2 Al + 3 O2 (így lesz hat oxigénatom bal oldalt, mivel 3×2=6) -> 2 Al2O3 (így lesz jobboldalt is 6, mivel 2×3=6) 3. lépés: az oxigénatomok számát rendeztük, de a rendezés miatt az alumíniumatomok száma megint eltér. Bal oldalt 2 van, jobb oldalt 4 (2 Al2O3-ban 4 Al-atom van). Az alumíniumatomok számát ismét rendezzük.
Néhány további példa arra, hogy az oxidációs számok megváltozása alapján hány együtthatót lehet megállapítani különbözõ redoxireakciók esetén: 1 C 6 H 5 -NO 2 + 2 Fe + HCl ---> 1 C 6 H 5 -NH 2 + 2 FeCl 3 + H 2 O 3 Cu + HNO 3 ---> 3 Cu(NO 3) 2 + 2 NO + H 2 O 1 FeS 2 + HNO 3 ---> Fe(NO 3) 2 + H 2 SO 4 + 5 NO + H 2 O S + NaOH ---> 2 Na 2 S + 1 Na 2 S 2 O 3 + H 2 O 5 KBr + 1 KBrO 3 + HCl ---> Br 2 + KCl + H 2 O Látható, hogy vannak olyan reakciók, amelyeknél a redoxi szempontból történõ elemzés csak két sztöchiometriai együtthatót eredményez. Az egyenletrendezés harmadik részéhez (a láncszabályhoz) azonban ez is jelentõs segítség. A félreakciók módszere Az oxidációs szám alapján történõ egyenletrendezés egyik változata az ún. félreakciók (vagy ion-elektron részreakciók) módszere. A redoxireakciók lényegét leginkább kihangsúlyozó egyenletrendezési eljárás ( 1-3). Lényege, hogy külön-külön elõállítjuk az oxidáció és a redukció rendezett egyenletét. Ezeket a részreakciókat az anyagmérleg és a töltésmérleg felhasználásával, vizes oldatok esetén vízmolekulák, hidroxidionok és hidrogénionok (oxóniumionok) felvételével nyerhetjük.