1Najwyższy i najniższy stopień utlenienia
- Najwyższy stopień utlenienia zwykle równa się liczbie elektronów walencyjnych. W bloku s to numer grupy (Na +I, Ca +II), w bloku p numer grupy minus 10 (N +V, S +VI, Cl +VII), a dla Mn i Cr numer grupy (Mn +VII, Cr +VI). Wyjątki to fluor (tylko −I i 0) i tlen (najwyżej +II).
- Najniższy stopień niemetalu to liczba elektronów walencyjnych minus 8. Dla N to −III, dla S −II, dla Cl −I.
- Atom na najwyższym stopniu może się tylko redukować, więc związek z takim atomem działa jako utleniacz (HNO₃, KMnO₄, stężony H₂SO₄). Atom na najniższym stopniu może się tylko utleniać, więc to reduktor (NH₃, H₂S, I⁻). Na pośrednim stopniu może być jednym i drugim (SO₂, NO₂, H₂O₂).
2Stopnie utlenienia węgla w organice
- Reguła taka sama: suma równa się zeru, H to +I, O to −II. Dla węgla w CH₃OH: x + 4·(+1) + (−2) = 0, więc x = −II.
| związek | stopień utlenienia C |
|---|---|
| CH₄ | −IV |
| CH₃OH | −II |
| HCHO | 0 |
| HCOOH | +II |
| CO₂ | +IV |
- Utlenianie metanolu do metanalu i kwasu metanowego to rosnący stopień utlenienia węgla.
Które z podanych może być tylko utleniaczem?
Mangan w KMnO₄ jest na najwyższym stopniu +VII, więc może się tylko redukować.
To jedno z 8 pytań quizu. Rozwiąż cały quiz →
3Kierunek reakcji z potencjałów
- Reakcja zachodzi samorzutnie, gdy SEM = E°(utleniacz) − E°(reduktor) > 0. Utleniaczem jest forma utleniona pary o większym E°.
| półogniwo | E° [V] |
|---|---|
| Cl₂/Cl⁻ | +1,36 |
| Br₂/Br⁻ | +1,07 |
| Fe³⁺/Fe²⁺ | +0,77 |
| I₂/I⁻ | +0,54 |
- Czy Cl₂ + 2Br⁻ → 2Cl⁻ + Br₂? SEM = 1,36 − 1,07 = 0,29 V > 0, więc tak.
- Czy Br₂ + 2Cl⁻ → 2Br⁻ + Cl₂? SEM = 1,07 − 1,36 = −0,29 V < 0, więc nie.
- Czy 2Fe³⁺ + 2I⁻ → 2Fe²⁺ + I₂? SEM = 0,77 − 0,54 = 0,23 V > 0, więc tak.
Maksymalny stopień daje tylko utleniacz, minimalny tylko reduktor. Samorzutna reakcja ma SEM > 0.
SEM > 0 mówi, że reakcja jest możliwa. Nie mówi, jak szybko przebiegnie.
✎Ściąga: Maksymalne stopnie utlenienia, redoks w organice i kierunek reakcji
Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.
- Maksymalny stopień daje tylko utleniacz, minimalny tylko reduktor. Samorzutna reakcja ma SEM > 0.
?Quiz: powtórz przed kartkówką
8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.
Jaki jest najwyższy stopień utlenienia manganu (3d⁵4s²)?
- A+II
- B+V
- C+IV
- D+VII
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: +VII – Mn ma 7 elektronów walencyjnych (5 + 2), więc najwyżej +VII, jak w KMnO₄.
Które z podanych może być tylko reduktorem?
- AH₂S
- BH₂SO₄
- CS
- DSO₂
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: H₂S – W H₂S siarka ma najniższy stopień (−II) i może się tylko utleniać.
Które z podanych może być tylko utleniaczem?
- AMnCl₂
- BMnO₂
- CMn
- DKMnO₄
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: KMnO₄ – Mangan w KMnO₄ jest na najwyższym stopniu +VII, więc może się tylko redukować.
Jaki stopień utlenienia ma węgiel w CH₃OH?
- A+II
- B0
- C−II
- D−IV
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: −II – x + 4·(+1) + (−2) = 0, więc x = −II.
Jaki stopień utlenienia ma węgiel w HCOOH?
- A−II
- B+II
- C0
- D+IV
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: +II – x + 2·(+1) + 2·(−2) = 0, więc x = +II.
Czy zajdzie reakcja Cl₂ + 2Br⁻ → 2Cl⁻ + Br₂ (E°: Cl₂/Cl⁻ = 1,36 V, Br₂/Br⁻ = 1,07 V)?
- ATak, SEM = 0,29 V
- BNie, SEM = −0,29 V
- CNie, bo oba pierwiastki to fluorowce
- DTak, SEM = 2,43 V
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: Tak, SEM = 0,29 V – SEM = 1,36 − 1,07 = 0,29 V > 0, więc reakcja jest samorzutna.
Który zapis SEM jest poprawny dla 2Fe³⁺ + 2I⁻ → 2Fe²⁺ + I₂ (E° Fe³⁺/Fe²⁺ = 0,77 V; I₂/I⁻ = 0,54 V)?
- A0,77 + 0,54 = 1,31 V
- B0,77 − 0,54 = 0,23 V
- C2·0,77 − 2·0,54 = 0,46 V
- D0,54 − 0,77 = −0,23 V
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: 0,77 − 0,54 = 0,23 V – SEM to różnica E° utleniacza i reduktora. Współczynników nie mnoży się.
Co oznacza dodatnia wartość SEM?
- AReakcja nie wymaga odczynników
- BReakcja jest egzotermiczna
- CReakcja może zachodzić samorzutnie
- DReakcja zachodzi szybko
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: Reakcja może zachodzić samorzutnie – SEM > 0 wskazuje, że reakcja jest termodynamicznie możliwa. Nic nie mówi o szybkości.
Cały dział „Redoks i elektrochemia”: ściąga i próbny sprawdzian →
Kartkówka albo sprawdzian już blisko?
Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.