Odpowiedź :
Rozwiązanie zadania zaczynamy od zapisania równania reakcji bez współczynników:
A)
[tex]Ca + O_2 -- > CaO[/tex]
W powyższej reakcji tlen cząsteczkowy (0 stopień utlenienia) przechodzi na -II stopień utlenienia w tlenku, czyli jest akceptorem elektronów (utleniaczem) i ulega redukcji.
Wapń z 0 stopnia utlenienia oddaje 2 elektrony (ulega utlenieniu, jest reduktorem) i przechodzi na +II stopień utlenienia.
Zapisujemy reakcje połówkowe:
[tex]1) Ca --- > Ca^{2+} + 2 e^{-} \\\\2) O_2 +4e^{-} -- > 2O^{2-}[/tex]
Wymnażamy reakcje tak, żeby w obu reakcjach połówkowych była taka sama liczba elektronów (czyli reakcję nr 1 mnożymy razy 2 w tym przypadku) i zapisujemy współczynniki w równaniu reakcji:
[tex]2 Ca + O_2 --- > 2CaO[/tex]
B)
[tex]PbO_2 + HCl -- > PbCl_2 + Cl_2 + H_2O[/tex]
W powyższej reakcji ołów w [tex]PbO_2[/tex] z IV stopnia utlenienia przechodzi na II stopień utlenienia w [tex]PbCl_2[/tex]. Ołów jest więc utleniaczem i ulega redukcji.
Chlor w [tex]HCl[/tex] przechodzi natomiast z -I stopnia utlenienia do chloru cząsteczkowego [tex]Cl_2[/tex] na stopniu utlenienia 0. Ulega więc utlenieniu i jest reduktorem. Co warto zauważyć nie wszystkie jony chlorkowe ulegają utlenieniu, część obecna jest w niezmienionej formie w [tex]PbCl_2[/tex].
Zapisujemy reakcje połówkowe:
[tex]1) Pb^{4+} + 2e^- -- > Pb^{2+} \\2) 2Cl^- --- > Cl_2 + 2e^{-}[/tex]
W obu reakcjach połówkowych mamy po 2 elektrony dlatego nie musimy ich przemnażać. Dopisujemy współczynniki do reakcji i uzgadniamy współczynniki pozostałych związków:
[tex]PbO_2 + 4HCl -- > PbCl_2 + Cl_2 + 2H_2O[/tex]
C)
*wydaje mi się, że w treści reakcja została błędnie zapisana (po obu stronach jest MgO), dlatego domyślam się, że chodzi o taką reakcję:
[tex]Mg + CO_2 -- > MgO + C[/tex]
W powyższej reakcji magnez z 0 stopnia utlenienia przechodzi na +II stopień utlenienia w [tex]MgO[/tex]. Magnez oddaje więc elektrony, czyli jest reduktorem i ulega utlenieniu.
Węgiel w [tex]CO_2[/tex] jest na +IV stopniu utlenienia przyjmuje w wyniku reakcji elektrony i przechodzi na 0 stopień utlenienia. Jest więc utleniaczem i ulega redukcji.
Zapisujemy reakcje połówkowe:
[tex]1) Mg -- > Mg^{2+} + 2e^-\\2)C^{4+} + 4e^- --- > C[/tex]
Reakcję nr 1 wymnażamy razy 2 aby uzyskać w obu reakcjach taką samą liczbę elektronów.
[tex]2 Mg + CO_2 --- > C + 2MgO[/tex]
Reakcje utlenienia i redukcji
Reakcje utlenienia i redukcji (zwane też redox) to reakcje chemiczne w wyniku których następuje transfer elektronów między związkami biorącymi udział w tej reakcji. W reakcjach redox obserwujemy zmianę stopni utlenienia pierwiastków.
Istnieją dwie "składowe" reakcji redox:
- utlenienie to proces w który atom oddaje elektrony i zwiększa swój stopień utlenienia;
- redukcja to proces w którym atom przyjmuje elektrony i obniża swój stopień utlenienia.
Atom, który zwiększa swój stopień utlenienia i ulega utlenieniu nazywamy reduktorem, natomiast ten, który obniża swój stopień utlenienia i ulega redukcji nazywamy utleniaczem.