Lezioni di Scienze, Lasciate ogni speranza o vo... Aspe sbagliato materia

Ciao, non preoccuparti per il tag, ho visto!
Posso darti almeno due motivi per giustificarti la mia scelta nell'attribuire i numeri di ossidazione al composto H3NSO4:

- lo zolfo é legato a 4 atomi di ossigeno ed essendo quest'ultimo più elettronegativo, lascia un po' a secco di elettroni lo zolfo che si ritrova carico positivamente

- in realtà se osservi bene la struttura di questo composto inorganico all'azoto non sono legati 3 atomi di idrogeno ma solo 2 e quindi non puoi sfruttare il numero di ossidazione dell'azoto presente nel composto NH3 (triidruro di azoto o ammoniaca).

Non so se avete fatto le formule di Lewis a tal proposito perché ti cadrebbe subito all'occhio.
Non lasciarti ingannare da come sono scritte le formule sulla carta, ciò che conta é come si dispone nello spazio una molecola e come sono legati gli elettroni.

Io ti parlo con anni di esperienza e studio alle spalle e ti assicuro che é normale che tu abbia queste difficoltà ma non devi sentirti stupido per questo e, di nuovo, non prendertela.

Il nome della molecola é questo: Hydroxylamine-O-sulfonic acid (acido idrossilammina O-solfonico ) e la struttura della molecola è la seguente:



Edited by Syneya - 26/4/2022, 11:52

Nella molecola As2S3 lo zolfo ha numero di ossidazione uguale a -2 (zolfo ed ossigeno appartengono allo stesso gruppo della tavola periodica ed ogni gruppo comprende gli elementi che hanno la stessa configurazione elettronica esterna, cioè il modo in cui gli elettroni si dispongono attorno al nucleo).

La carica totale della molecola é neutra e la sommatoria delle cariche dovrà essere uguale a 0.

Il trisolfuro di arsenico contiene 3 atomi di zolfo con carica pari a -2 (3*(-2)) e 2 atomi di Arsenico con carica da determinare.

Quindi: 2*x + (-6) = O
2*x = 6
x = 3
x= carica atomo arsenico


Nel corso della reazione infatti l'arsenico di ossida, perdendo elettroni, passando da uno stato di ossidazione +3 a +5.

Per quanto riguarda la geometria delle molecole é molto importante conoscerla e il prof, visto che avete fatto solo le molecole più semplici, avrebbe potuto anche riportarvela per i composti più complicati (sono informazioni stranote che non implicano che lo studente sia una capra se non le conosce e anzi, chiederle é lecito, così come é importante conoscere subito l'ambiente di reazione acido o basico in cui avvengono le reazioni redox).
Porta sempre dietro quando hai le verifiche e quando fai i compiti la tavola periodica, é uno strumento fondamentale di lavoro.

Ciao, riprenderò più volte il messaggio per rispondere ai vari quesiti.


1- (NH4)2S + LiOH -> LiS + NH3 + H2O

La reazione che mi hai scritto contiene un errore ed é per questo che non sei riuscito a bilanciarla correttamente. Manca il pedice 2 al litio nella formula del solfuro di litio presente nei prodotti che diventa così Li2S (purtroppo da iPad non riesco a scrivertelo come pedice).

Riscrivo di seguito la reazione con le formule corrette dei reagenti e dei prodotti:
(NH4)2S + LiOH -> Li2S + NH3 + H2O

Procediamo con il bilanciamento di questa reazione.

- bilanciamo l’azoto proprio come hai fatto tu: (NH4)2S + LiOH -> Li2S + 2NH3 + H2O

- bilanciamo il litio: (NH4)2S + 2LiOH -> Li2S + 2NH3 + H2O

Mi sono concentrata sugli elementi N e Li perché compaiono nel minore numero di formule e sono quindi i primi su cui devi concentrarti per far ritornare il numero di atomi.
Bilanciamo adesso l’elemento che compare nel maggior numero di formule che é l’idorgeno. Conto 10 atomi di idrogeno tra i reagenti e 8 atomi di idrogeno tra i prodotti.
Aggiungo il coefficiente 2 davanti alla molecola di acqua nei prodotti ed ottengo cosi: (NH4)2S + 2LiOH -> Li2S + 2NH3 + 2H2O

Dopo ogni aggiunta di un coefficiente stechiometrico verifica sempre gli elementi già bilanciati ed in caso di necessità puoi sempre bilanciarli di nuovo.

N=2 tra i reagenti e prodotti
Li=2 tra reagenti e prodotti
H=10 tra reagenti e prodotti
O=2 tra reagenti e prodotti


N.B.: IDROGENO ED OSSIGENO VANNO BILANCIATI ALLA FINE




2 - Zn(ClO4)2 + LiPO4 -> LiClO4 + Zn3(Po4)2

La reazione che mi hai scritto contiene un altro errore della stessa natura di quella del bilanciamento 1, ovvero manca il pedice 3 al composto LiPO4.
N.B.: il simbolo P indica l’elemento Fosforo e non il Potassio che invece é indicato con il simbolo K!!!

Quindi la reazione corretta é Zn(ClO4)2 + Li3PO4 -> LiClO4 + Zn3(Po4)2

Il bilanciamento é da effettuarsi con la stessa logica della reazione precedente.

- bilanciamo lo zinco: 3Zn(ClO4)2 + Li3PO4 -> LiClO4 + Zn3(Po4)2

- bilanciamo il Litio: 3Zn(ClO4)2 + Li3PO4 -> 3LiClO4 + Zn3(Po4)2

- bilanciamo gli atomi dello ione perclorato (ci sono sei gruppo nel composto perclorato di zinco e 3 gruppi nel prodotto perclorato di litio)

3Zn(ClO4)2 + 2Li3PO4 -> 6LiClO4 + Zn3(Po4)2

Ho scritto direttamente il coefficiente 6 che mi bilancia il gruppo dello ione perclorato e ho introdotto il coefficiente 2 davanti al fosfato di litio dei reagenti, in modo che ho ribilanciato anche gli atomi di litio per un totale di 6.

Anche il gruppo fosfato é bilanciato perché ne sono presenti due sia nei reagenti sia nei prodotti. In questo caso mi sono trovata più comoda a ragionare per gruppi di ioni senza considerare elemento per elemento perché i conti mi risultano più semplici.



3- Mg(OH)2 + H3PO4 -> Mg(PO4)2 + H2O
Anche questa reazione é sbagliata scritta così per gli stessi motivi delle reazioni di bilanciamento 1 e 2.
In questo caso manca il pedice 3 al magnesio fosfato e quindi la reazione da bilanciare é Mg(OH)2 + H3PO4 -> Mg3(PO4)2 + H2O. Non capisco se hai sbagliato a trascrivere i reagenti e i prodotti dalla reazione che ti é stata data perché le formule avrebbero dovuto essere state scritte da subito nel modo corretto.

Il modo di procedere con il bilanciamento é il medesimo che abbiamo visto anche per le altre due reazioni.

- bilanciamo il Mg: 3Mg(OH)2 + H3PO4 -> Mg3(PO4)2 + H2O

- bilanciamo il gruppo PO4: 3Mg(OH)2 + 2H3PO4 -> Mg3(PO4)2 + H2O

- bilanciamo H : 3Mg(OH)2 + 2H3PO4 -> Mg3(PO4)2 + 6H2O

L’ossigeno risulta essere bilanciato in automatico e la reazione finale é 3Mg(OH)2 + 2H3PO4 -> Mg3(PO4)2 + 6H2O




4- KMnO4 + H2S + H2SO4 -> S + K2SO4 + MnSO4 + H2O

A differenza delle altre reazioni chimiche si tratta di una reazione di ossido-riduzione e la procedura per il bilanciamento è diversa perchè devi tener conto degli elettroni che vengono scambiati da una specie chimica ad un'altra.
Non capisco perchè il vostro prof non vi ha scritto la reazione in forma ionica in quanto il bilanciamento è molto più accurato ma pazienza, andiamo con ordine.

Riscrivo la reazione in ambiente acquoso:

MnO4^- + H₂S ---> S + Mn²⁺ + SO4^2-

Ho evitato di scrivere gli ioni potassio K⁺ perchè sono ioni spettatori e non partecipano in alcun modo alla reazione redox. Inoltre, dalla reazione scritta sappiamo che si svolge in ambiente acido e le molecole d'acqua andremo ad aggiungerle in seguito durante le diverse fasi del bilanciamento.

step 1: scrivere i numeri di ossidazione delle specie chimiche per individuare l'ossidante e il riducente

Attribuendo i numeri di ossidazione ad ogni specie che prende parte al processo di scambio possiamo evincere che:

- Mn passa da +7 a +2
- S passa da -2 a 0 e +6


step 2: dissociare le sostanze elettroliti e prenderle in considerazione così come realmente si trovano in soluzione
operazione già svolta in precedenza

step3: bilanciare la valenza dell'elemento mediante l'aggiunta di elettroni:

Si tratta di individuare le semireazioni di ossidazione e di riduzione e di capire quanti elettroni sono coinvolti nel passaggio da un elemento all'altro.

- semireazione di riduzione: MnO4^- + 5e- ---> Mn2⁺
Per passare da +7 a +2 significa che l'elemento Mn si è ridotto e, riducendosi, acquista elettroni. Questi ultimi andrò a scriverli vicino all'elemento che se li prende (in questo caso il Mn del gruppo MnO4^-.

- semireazioni di ossidazione:

H₂S ---> S + 2e-
H₂S ---> So4^2- + 8e-


H₂S ---> S + SO4^2- + 10e-

N.B.: ho sommato le due semireazioni di ossidazione perché lo zolfo si fatto si ossida generando due composti distinti e, per questa operazione, spende 10 elettroni nel complesso.


step4: bilanciare la carica dello ione mediante l'aggiunta di ioni H+ (se si è in ambiente acido) oppure di OH− (se si è in ambiente basico)
Nel nostro caso sappiamo di essere in ambiente acido. Questa informazione ci viene data all'inizio quando compare l'acido solforico tra i reagenti.

- semireazione di riduzione: MnO4^- + 5e- + 8H⁺ ---> Mn2⁺

dalla parte dei reagenti ho come carica complessiva -6 perchè il gruppo MnO4^- ha una carica negativa e i 5 elettroni presenti si sommano ed otteniamo -6. Per ottenere il valore +2 del Mn²⁺ dobbiamo bilanciare con 8 protoni.

- semireazione di ossidazione: 2H₂S ---> S + SO4^2- + 10e- + 12H⁺


step5: bilanciare la massa degli idrogeni con l'aggiunta di H₂O


- semireazione di riduzione: MnO4^- + 5e- + 8H⁺ ---> Mn2⁺ + 4H₂O

- semireazione di ossidazione: 2H₂S + 4H2O ---> S + SO4^2- + 10e- + 12H⁺


step6: moltiplicare le reazioni di ossidazione per il numero di elettroni della riduzione e viceversa (trova il mcm del numero di elettroni) che è uguale a 10.

- semireazione di riduzione: 2MnO4^- + 10e- + 16H⁺ ---> 2Mn2⁺ + 8H₂O

- semireazione di ossidazione: 2H₂S + 4H2O ---> S + SO4^2- + 10e- + 12H⁺


step7: sommare le due semireazioni facendo il minimo comune multiplo degli elettroni in modo che possano essere semplificati dal calcolo (che abbiamo già effettuato prima, in modo che sommiamo le due reazioni già finite).


2MnO4^- + 10e- + 16H⁺ + 2H₂S + 4H2O ---> 2Mn2⁺ + 8H₂O + S + SO4^2- + 12H⁺


Semplifichiamo i termini dell'equazione chimica:

2MnO4^- + 4H⁺ + 2H₂S ---> 2Mn2⁺ + 4H₂O + S + SO4^2-


step8: se necessario, effettuare il bilanciamento degli ossigeni.

Edited by Syneya - 7/5/2022, 00:32