Réactions redox : problème d'exemple d'équation équilibrée

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Ceci est un exemple travaillé problème de réaction redox montrant comment calculer le volume et la concentration des réactifs et des produits à l'aide d'une équation redox équilibrée.

Points clés à retenir : problème de chimie de la réaction redox

• Une réaction redox est une réaction chimique au cours de laquelle se produisent une réduction et une oxydation.
• La première étape dans la résolution de toute réaction redox est d'équilibrer l'équation redox. Il s'agit d'une équation chimique qui doit être équilibrée pour la charge ainsi que pour la masse.
• Une fois l'équation redox équilibrée, utilisez le rapport molaire pour trouver la concentration ou le volume de tout réactif ou produit, à condition que le volume et la concentration de tout autre réactif ou produit soient connus.

Examen redox rapide

Une réaction redox est un type de réaction chimique dans laquelle rouge aspiration et bœuf idée se produire. Car électrons sont transférés entre les espèces chimiques, les ions se forment. Ainsi, pour équilibrer une réaction redox, il faut non seulement équilibrer la masse (nombre et type d'atomes de chaque côté de l'équation), mais aussi la charge. En d'autres termes, le nombre de charges électriques positives et négatives des deux côtés de la flèche de réaction est le même dans une équation équilibrée.

Une fois l'équation équilibrée, la rapport molaire peut être utilisé pour déterminer le volume ou la concentration de tout réactif ou produit tant que le volume et la concentration de toute espèce sont connus.

Problème de réaction redox

Étant donné l'équation redox équilibrée suivante pour la réaction entre MnO₄^-et Fe²⁺dans une solution acide :

• MnO₄^-(aq) + 5 Fe²⁺(aq) + 8H⁺(aq) → Mn²⁺(aq) + 5 Fe³⁺(aq) + 4H_deuxO

Calculer le volume de 0,100 M KMnO₄nécessaire pour réagir avec 25,0 cm³0,100 M Fe²⁺et la concentration de Fe²⁺dans une solution si vous savez que 20,0 cm³de solution réagit avec 18,0 cm³de 0,100 KMnO₄.

Comment résoudre

Puisque l'équation redox est équilibrée, 1 mol de MnO₄^-réagit avec 5 mol de Fe²⁺. En utilisant cela, nous pouvons obtenir le nombre de moles de Fe²⁺:

• moles Fe²⁺= 0,100 mol/L x 0,0250 L
• moles Fe²⁺= 2,50 × 10^-3mol
• En utilisant cette valeur :
• mole MnO₄^-= 2,50 × 10^-3taupe Fe²⁺x (1 mol MnO₄^-/ 5 mol Fe²⁺)
• mole MnO₄^-= 5,00 × 10^-4mole MnO₄^-
• volume de 0,100 M KMnO₄= (5,00 x 10^-4taupe) / (1,00 x 10^-1mol/L)
• volume de 0,100 M KMnO₄= 5,00 × 10^-3L = 5,00 cm³

Pour obtenir la concentration de Fe²⁺posé dans la deuxième partie de cette question, le problème est résolu de la même manière, sauf pour la concentration inconnue en ions de fer :

• mole MnO₄^-= 0,100 mol/L x 0,180 L
• mole MnO₄^-= 1,80 × 10^-3mol
• moles Fe²⁺= (1,80 x 10^-3mole MnO₄^-) x (5 mol Fe²⁺/ 1 mole de MnO₄)
• moles Fe²⁺= 9,00 x 10^-3taupe Fe²⁺
• concentration Fe²⁺= (9,00 x 10^-3taupe Fe²⁺) / (2,00 x 10^-deuxL)
• concentration Fe²⁺= 0,450M

Conseils pour réussir

Lors de la résolution de ce type de problème, il est important de vérifier votre travail :

• Assurez-vous que l'équation ionique est équilibrée. Assurez-vous que le nombre et le type d'atomes sont les mêmes des deux côtés de l'équation. Assurez-vous que la charge électrique nette est la même des deux côtés de la réaction.
• Attention à bien travailler avec le rapport molaire entre réactifs et produits et non les quantités en grammes. Il se peut qu'on vous demande de fournir une réponse finale en grammes. Si c'est le cas, résolvez le problème en utilisant des taupes, puis utilisez la masse moléculaire de l'espèce pour effectuer la conversion entre les unités. La masse moléculaire est la somme des poids atomiques des éléments d'un composé. Multipliez les poids atomiques des atomes par tous les indices suivant leur symbole. Ne multipliez pas par le coefficient devant le composé dans l'équation car vous avez déjà pris cela en compte à ce stade !
• Veillez à indiquer les grains de beauté, les grammes, la concentration, etc., en utilisant le bon nombre de chiffres significatifs .

Sources

• Schüring, J., Schulz, H.D., Fischer, W.R., Böttcher, J., Duijnisveld, W.H., eds (1999). Redox : fondamentaux, processus et applications . Springer-Verlag, Heidelberg ISBN 978-3-540-66528-1.
• Tratnyek, Paul G.; Grundl, Timothy J.; Haderlein, Stefan B., éd. (2011). Chimie redox aquatique . Série de symposiums de l'AEC. 1071. ISBN 9780841226524.