Reazione di disproporzione: esercizi risolti
Nel contesto della chimica, una reazione di disproporzione si verifica quando una singola specie chimica si ossida e si riduce, portando alla formazione di due diverse specie chimiche che contengono lo stesso elemento, ma con numeri di ossidazione diversi. Il bilanciamento di una reazione di disproporzione può essere eseguito utilizzando sia il metodo della variazione del numero di ossidazione che il metodo delle semireazioni. Quest’ultimo risulta essere il metodo più semplice.
Esistono due possibili casi da considerare quando ci si trova di fronte a una reazione di disproporzione:
1) Le specie chimiche sono già scritte in forma ionica.
2) Le specie chimiche sono scritte in forma molecolare.
In relazione al secondo caso, la reazione deve essere trasformata in forma ionica, seguendo le seguenti regole:
Regole per trasformare le reazioni redox in forma ionica:
1) Applicare i numeri di ossidazione agli elementi presenti nei reagenti e nei prodotti.
2) Prendere nota delle molecole in cui avviene il cambio dei numeri di ossidazione.
3) Dissociare in ioni solo le molecole in questione.
4) Verificare se la reazione avviene in un ambiente acido (H+), basico (OH-) o neutro.
5) Scrivere la reazione in forma ionica netta, tenendo conto di specifici elementi come gli ioni o le molecole indissociate, H+, OH- e H2O.
Una volta ottenuta la reazione in forma ionica, il bilanciamento avviene seguendo alcuni passaggi fondamentali:
1) Separazione della reazione in due semireazioni.
2) Bilanciamento della massa.
3) Aggiunta di ossigeno, sotto forma di acqua, dove è necessario.
4) Aggiunta di idrogeno, sotto forma di H+, dove è necessario.
5) Conteggio e aggiunta degli elettroni sul lato dove mancano.
6) Aggiunta degli OH- in ambiente basico e semplificazione della reazione.
Per bilanciare efficacemente queste reazioni, è necessario eseguire tutte le operazioni elencate in modo accurato e sequenziale.
Una volta ottenute entrambe le semireazioni bilanciate, è necessario moltiplicare ciascuna di esse per un opportuno coefficiente in modo che, sommandole, gli elettroni si semplifichino. Successivamente, sommare membro a membro le due semireazioni.
Esercizio svolti:
1) Bilanciare la seguente reazione di disproporzione:
NaOH + S → Na2S2O3 + Na2S + H2O
La reazione di dismutazione di zolfo avviene in ambiente basico a causa della presenza di NaOH.
La reazione in forma ionica netta è:
OH- + S → S2O32- + S2- + H2O
Le semireazioni ottenute sono:
S → S2O32-
S → S2-
Procedendo con il bilanciamento delle due semireazioni, si ottiene:
2 S → S2O32-
S → S2-
Si aggiungono tre molecole di acqua a sinistra per ottenere:
3 H2O + 2 S → S2O32-
S → S2-
Si aggiungono sei ioni H+ a destra per bilanciare il numero di atomi di idrogeno:
3 H2O + 2 S → S2O32- + 6 H+
Si aggiungono 4 elettroni a destra nella prima semireazione e 2 elettroni a sinistra nella seconda.
Si procede moltiplicando la seconda semireazione per due:
3 H2O + 2 S → S2O32- + 6 H+ + 4 e-
4 e- + 2 S → 2 S2-
Si sommano le due semireazioni:
3 H2O + 4 S → S2O32- + 6 H+ + 2 S2-
Poiché la reazione avviene in ambiente basico, si aggiungono 6 OH- a sinistra e 6 OH- a destra per eliminare gli ioni H+ e semplificare la reazione:
3 H2O + 4 S + 6 OH- → S2O32- + 6 H2O + 2 S2-
Semplificando le molecole d’acqua:
4 S + 6 OH- → S2O32- + 3 H2O + 2 S2-
La reazione bilanciata è:
4 S + 6 NaOH → Na2S2O3 + 3 H2O + 2 Na2S
2) Bilanciare la seguente reazione di disproporzione:Come bilanciare le equazioni chimiche a destra e a sinistra
Le equazioni chimiche sono fondamentali nella chimica e il loro bilanciamento è necessario per garantire che la conservazione della massa e della carica sia rispettata. Il processo di bilanciamento richiede di assicurarsi che il numero di atomi di ciascun elemento sia lo stesso sia a destra che a sinistra dell’equazione.
Bilanciamento dell’equazione chimica per l’acido fosforoso
L’equazione chimica dell’acido fosforoso mostra la trasformazione in acido fosforico e fosfina. Per bilanciare questa equazione, seguendo le semireazioni, è necessario verificare il numero di atomi di ogni elemento a sinistra e a destra dell’equazione e apportare le opportune modifiche per garantire che siano uguali in entrambi i lati.
1. Semireazione 1: H3PO3 → H3PO4
È necessario aggiungere una molecola di acqua a sinistra per bilanciare i 3 atomi di ossigeno a sinistra e i 4 a destra.
2. Semireazione 2: H3PO3 → PH3
Tre molecole di acqua vanno aggiunte a destra per bilanciare gli atomi di ossigeno.
3. Aggiungere 2 ioni H+ a destra per equilibrare i 5 atomi di idrogeno a sinistra e 7 a destra.
Il risultato finale dell’equazione bilanciata dell’acido fosforoso sarà:
H2O + H3PO3 → H3PO4 + 2 H+
6 H+ + H3PO3 → PH3 + 3 H2O
Bilanciamento dell’equazione chimica per il cloro e l’idrossido di sodio
Per bilanciare la reazione del cloro e dell’idrossido di sodio, deve essere trasformata in forma ionica e poi suddivisa in due semireazioni:
1. Semireazione 1: Cl2 → 2 Cl–
È necessario aggiungere 2 molecole di acqua a sinistra per bilanciare gli atomi di ossigeno a destra.
2. Semireazione 2: Cl2 → 2 ClO–
Quattro ioni H+ vanno aggiunti a destra per bilanciare gli atomi di idrogeno.
È fondamentale aggiungere 2 e– a sinistra nella prima semireazione e 2 e– a destra nella seconda per equilibrare la carica.
La reazione bilanciata del cloro e dell’idrossido di sodio sarà:
Cl2 + 2 OH– → ClO– + Cl– + H2O
Questi sono gli approcci per bilanciare le equazioni chimiche, garantendo che la conservazione della massa e della carica sia rispettata durante le reazioni chimiche.