by 
Σε βοηθήματα χημείας υπάρχει η ερώτηση αν οι επόμενες χημικές εξισώσεις είναι σωστές οι λανθασμένες. Για εξισώσεις οξειδοαναγωγής, ένα από τα κριτήρια για να είναι σωστή η εξίσωση είναι το εξής:
Συνολική μεταβολή ΑΟ οξειδωτικού = Συνολική μεταβολή ΑΟ αναγωγικού.
Σε γνωστό βοήθημα υπάρχει μια εξίσωση που αναφέρεται ως λανθασμένη, όμως έχω κάποιες αμφιβολίες και θα ήθελα πολύ να ακούσω τις γνώμες συναδέλφων.
Η συνέχεια εδώ.
Καλημέρα Ηλία.
Η αντίδραση:
4KMnO4 + 6H2SO4 → 5O2 + 4MnSO4 + 2K2SO4 + 6H2O
σε ποιες συνθήκες πραγματοποιείται;
Πραγματοποιείται στις ίδιες συνθήκες που πραγματοποιείται και η αντίδραση:
2KMnO4 + H2O2 + 3H2SO4 → 3Ο2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 4H2O
Μου φαίνεται δηλαδή λίγο περίεργο το ΚΜnΟ4 να λειτουργεί και ως αναγωγικό παρουσία Η2Ο2 και μάλιστα να οδηγεί σε συγκεκριμένο ποσοστό παραγωγής Ο2…
Καλησπέρα κι από εμένα. Μήπως Ηλία αν το Ο2 προέρχεται από το Η2SΟ4 λύνεται το πρόβλημά μας;
Όσον αφορά γιατί δεν καταστρέφεται το Η2SO4 από το υπερμαγγανικό, θα έλεγα γιατί είναι αραιό το διάλυμα σε θειικό, αφού συνηθως προσθέτουμε λίγες σταγόνες ή τέλος πάντων μικρή ποσότητα θειικού σε διάλυμα υπερμαγγανικού.
Επίσης το διάλυμα του υερμαγγανικού το οξινίζουμε τη στιγμή που το χρησιμοποιούμε, δεν το αποθηκεύουμε με το θειικό οξύ
Ξανακοιτώντας το, νομίζω ότι ο Διονύσης δείχνει το σωστό δρόμο. Δηλαδή:
Καταρχάς φαίνεται άκυρη η τοποθέτησή μου περί οξείδωσης του Ο του H2SO4.
Για την τελευταία αντίδραση και το γιατί δεν είναι σωστή: Παρουσία Η2Ο2, που οξειδώνεται πιο εύκολα από το Ο του KMnO4, προφανώς θα οξειδωθεί το Η2Ο2. Επομένως δε μπορούμε να θεωρήσουμε ότι λειτουργεί το KMnO4 και ως αναγωγικό. Άρα όντως οι μεταβολές των ΑΟ δεν είναι ίδιες και παραβιάζεται η διατήρηση του ηλεκτρικού φορτίου.
Για το γιατί δεν καταστρέφεται το KMnO4 παρουσία H2SO4: Το διάλυμα είναι πρόσφατα παρασκευασμένο, είναι σχετικά αραιό σε θειιό οξύ, οπότε η αντίδραση ίσως γίνεται αργά και δε δημιουργεί πρόβλημα…
Το ερώτημα βέβαια που δεν έχει ξεκαθαριστεί είναι: Πως από πρόσθεση δύο χημικών εξισώσεων που είναι σωστές, προκύπτει λανθασμένη χημική εξίσωση…
Αυτό που υποψιάζομαι είναι ότι δεν είναι σωστό να προσθέσουμε τις 2 χημικές εξισώσεις, διότι για το φαινόμενο που αναπαριστά η τελική χημική εξίσωση δεν ισχύει αυτό που ισχύει στην 1η εξίσωση, ότι δηλαδή το KMnO4 λειτουργεί και ως αναγωγικό.
Καλησπέρα Θοδωρή.
"Αυτό που υποψιάζομαι είναι ότι δεν είναι σωστό να προσθέσουμε τις 2 χημικές εξισώσεις,"
Αυτό εννοούσα γράφοντας στην δική μου τοποθέτηση:
"μάλιστα να οδηγεί σε συγκεκριμένο ποσοστό παραγωγής Ο2…"
Η πρόσθεση μπορεί να γίνει αν έχουμε ως δεδομένο το ποσοστό πραγματοποίησης της μιας και της άλλης αντίδρασης…
Τι μέρος για παράδειγμα του ΚΜnO4 λειτουργεί σαν οξειδωτικό; Η συνολική αντίδραση μας λέει ότι αντιδρούν ως οξειδωτικό τα 1,6/2= 80% της ποσότητας του ΚΜnO4. Γιατί να γίνεται αυτό;
Διονύση και Θοδωρή, ευχαριστώ πολύ που μοιραστήκατε τις σκέψεις σας.
Θοδωρή λες: "Παρουσία Η2Ο2, που οξειδώνεται πιο εύκολα από το Ο του KMnO4, προφανώς θα οξειδωθεί το Η2Ο2. "
Σύμφωνοι. Αν όμως θεωρήσουμε ότι το H2O2 είναι σε έλλειμμα, δεν θα μπορούσαμε να υποθέσουμε ότι το KMnO4/H+ που περισσεύει δίνει Ο2 λόγω οξείδωσης του Ο του KMnO4;
Όπως λέει και ο Διονύσης, η αντίδραση αυτή (οξείδωση του Ο του KMnO4) μπορεί να γίνεται μόνο κάτω από κάποιες συνθήκες, π.χ. υψηλή θερμοκρασία, οπότε μπορούμε να προσθέσουμε δυο αντιδράσεις όταν η μια θέλει ειδικές συνθήκες για να γίνει;
Διονύση λες: " Η πρόσθεση μπορεί να γίνει αν έχουμε ως δεδομένο το ποσοστό πραγματοποίησης της μιας και της άλλης αντίδρασης… "
Επομένως με δεδομένο το ποσοστό δεν είναι λάθος η χημική εξίσωση.
Μπορεί άραγε να τεθεί μια τέτοια ερώτηση σε μαθητή; Πιστεύω πως ναι με την προϋπόθεση όμως η εκφώνηση να αναφέρει: Θεωρείστε ότι το KMnO4 έχει μόνο οξειδωτική δράση ή κάτι τέτοιο. Τότε η απάντηση θα ήταν ότι η χημική εξίσωση είναι λανθασμένη αφού συνολική μεταβολή ΑΟ οξειδωτικού διαφορετική από συνολική μεταβολή ΑΟ αναγωγικού.
" Η πρόσθεση μπορεί να γίνει αν έχουμε ως δεδομένο το ποσοστό πραγματοποίησης της μιας και της άλλης αντίδρασης… " Συμφωνώ Διονύση.
"Μπορεί άραγε να τεθεί μια τέτοια ερώτηση σε μαθητή;" Κατηγορηματικά όχι Ηλία. Μην τρελαινόμαστε!
"Πιστεύω πως ναι με την προϋπόθεση όμως η εκφώνηση να αναφέρει: Θεωρείστε ότι το KMnO4 έχει μόνο οξειδωτική δράση ή κάτι τέτοιο." Πρέπει να ξεκαθαρίζετε οπωσδήποτε αυτό Ηλία. Αν έχει μόνο οξειδωτική η εξίσωση είναι λάθος. Αν όμως θεωρήσουμε ότι έχει και οξειδωτική και αναγωγική δράση το KMnO4, τότε πρέπει να θεωρείτε σωστή η εξίσωση 2KMnO4 + H2O2 + 3H2SO4 → 3Ο2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 4H2O
Όταν λοιπόν λέμε ότι σε μια οξειδοαναγωγική αντίδραση πρέπει να ισχύει η διατήρηση του ηλεκτρικού φορτίου, εννοούμε δύο πράγματα:
1. Το συνολικό φορτίο στα αντιδρώντα να είναι ίσο με αυτό στα προϊόντα.
2. Η συνολική μεταβολή του ΑΟ του αναγωγικού να είναι ίση με τη μεταβολή του ΑΟ του αναγωγικού.
Πρέπει να ικανοποιούνται και οι δύο αυτές συνθήκες.