| TA KIMIKA - esercizi risolti | |
|---|---|
| Esercizi | Redox aggiuntive interessanti | Introduzione - 1 |
Bilanciare la seguente reazione redox: NH4N3 + H2P2O7 + H2O => H3PO4 + HNO3.
Essendo in forma molecolare il metodo delle frecce sembra essere quello che meglio si presta per una rapida soluzione della redox in esame.
| Punto 1 - Determinare il numero di ossidazione degli atomi presenti |
|---|
-3 +1 -1/3 +1 +6 -2 +1 -2 +1 +5-2 +1+5-2
NH4N3 + H2P2O7 + H2O => H3PO4 + HNO3
|
La specie NH4N3 probabilmente è quella che può dare più problemi nella determinazione dei numeri di ossidazione delle specie che la compongono. Per risolvere il problema, si va a considerare prima la specie NH4+, assumendo come incognita (qualora lo fosse) il numero di ossidazione di N, e poi si considera l'intera molacola, assumendo come incognita il n.o. manifestato dagli atomi di azoto della parte N3-. Applicando quindi le regole dei numeri di ossidazione, si ricava che in NH4+ (carica q=+1) l'azoto ha n.o. pari a -3. Considerando quindi l'intera molecola (che è neutra, q=0) si ottiene un numero di ossidazione medio pari a -1/3 per ciascun atomo del gruppo N3-.
| Punto 2 - Collegare gli atomi con variazione di n.o. con delle frecce |
|---|
-3 +1 -1/3 +1 +6 -2 +1 -2 +1 +5-2 +1+5-2 +1+5-2 NH4N3 + H2P2O7 + H2O => H3PO4 + HNO3 + HNO3 | | |___________________________________| | | | | | | | |_________________________________________________________________| | |______________________________________________________________________________________| |
Dal momento che atomi di azoto con numero di ossidazione differenti si ossidano al medesimo numero di ossidazione +5, giova fare in modo che vi sia una molecola di HNO3 nella quale confluiscano gli atomi di N con n.o. -3 e un'altra che "assorbe" gli atomi di N con n.o. -1/3. Per questo motivo si è scritta due volte la specie acido nitrico (lo si veda, se si vuole, come un trucco risolutivo per non avere complicazioni nella gestione del blocco redox).
| Punto 3 - Bilanciare gli atomi collegati dalle frecce |
|---|
-3 +1 -1/3 +1 +6 -2 +1 -2 +1 +5-2 +1+5-2 +1+5-2 NH4N3 + H2P2O7 + H2O => 2H3PO4 + 3HNO3 + HNO3 | | |___________________________________| | | | | | | | |_________________________________________________________________| | |______________________________________________________________________________________| |
| Punto 4 - Esprimere con e- sulle frecce le 2 variazioni complessive di n.o. |
|---|
-3 +1 -1/3 +1 +6 -2 +1 -2 +1 +5-2 +1+5-2 +1+5-2 NH4N3 + H2P2O7 + H2O => 2H3PO4 + 3HNO3 + HNO3 | | |____________2e_____________________| | | | | | | | |___________________________16e___________________________________| | |__________________________________8e____________________________________} tot=24e_____| |
Ogni atomo di N con n.o. -1/3 passa da -1/3 a +5=15/3, con una variazione di 16/3. Poiché di atomi ce ne sono 3, allora la variazione complessiva di numero di ossidazione è pari a 16e. Parimenti ogni atomo di P passa da +6 a +5, con variazione di 1; essendo gli atomi di P due, allora la variazione complessiva di numero di ossidazione è pari a 2e.
| Punto 5 - Bilanciare gli elettroni ed eseguire i prodotti |
|---|
-3 +1 -1/3 +1 +6 -2 +1 -2 +1 +5-2 +1+5-2 +1+5-2 NH4N3 + H2P2O7 + H2O => 2H3PO4 + 3HNO3 + HNO3 | | |____________2ex12__________________| | | | | | | | |___________________________16ex1_________________________________| | |__________________________________8ex1__________________________________} tot=24e_____| |
-3 +1 -1/3 +1 +6 -2 +1 -2 +1 +5-2 +1+5-2 +1+5-2 NH4N3 + 12H2P2O7 + H2O => 24H3PO4 + 3HNO3 + HNO3 | | |____________2ex12__________________| | | | | | | | |___________________________16ex1_________________________________| | |__________________________________8ex1__________________________________} tot=24e_____| |
| Punto 6 - Bilanciare la massa |
|---|
| NH4N3 + 12H2P2O7 + H2O => 24H3PO4 + 4HNO3 Raggruppamento HNO3 |
| NH4N3 + 12H2P2O7 + 24H2O => 24H3PO4 + 4HNO3 Bilanciamento H (e O) |
| NH4N3 + 12H2P2O7 + 24H2O => 24H3PO4 + 4HNO3 |