scrivere una redox

[DeppeP]

ciao ragazzi! sono uno studente di fisica e in questi giorni sono preso dallo studio della chimica. So questo non essere il posto giusto ma davvero non so a chi chiedere una mano


ho alcuni problemi con esercizi del tipo:

Il rame può solubilizzare in acqua per reazione con lo ione bicromato in presenza di ambiente acido per acido solforico, formando lo ione Cu++. Scrivere la reazione bilanciata e calcolare quanti grammi di rame si sciolgono in 50 ml di una soluzione di bicromato di potassio 0.5 M in eccesso di acido.


lasciando perdere il bilanciamento della redox, il mio problema è scrivere la redox.
qualcuno sa darmi una mano?

ciao

[gio73]

Puoi scrivere la formula per ione bicromato (non lo conosco, Cr cosa? forse \( \displaystyle {K}_{{2}}{C}{r} \)?), l'acido solforico e \( \displaystyle {H}_{{2}}{S}{O}_{{4}} \) oppure \( \displaystyle {H}_{{2}}{S}{O}_{{3}} \)? Poi se ce la faccio ti aiuto, ma sto ragionando insieme a te.

[DeppeP]

Per ione bicromato credo stia utilizzando un prefisso obsoleto ad indicare \( \displaystyle {H}{C}{r}{{O}_{{4}}^{{-}}} \) , per quanto riguarda l'acido si tratta di \( \displaystyle {H}_{{2}}{S}{O}_{{4}} \), acido solforico.
Il problema è scegliere quale forma ridotta del cromo sia quella giusta..
E poi, l'acido solforico interviene nella reazione liberando \( \displaystyle {S}{{O}_{{4}}^{{{2}-}}} \) oppure è solo un pretesto per dichiarare l'ambiente?


Insomma, ci sarà un livello di comprensione più profondo del bilanciamento sterile, qualcosa che mi permetta di rispondere o prevedere questione del tipo "quale forma ossidata/ridotta è la più probabile? E come l'ambiente influenza la scelta?"


Aiuto

[gio73]

Allora vediamo... se non ricordo male, anche grazie alla tua osservazione, il cromo ha tante possibili valenze...
Intanto vediamo che valenza ha nel famoso ione bicromato: Allora i 4 ossigeni valgono 8 -, un H un +, ed essendo uno ione negativo, direi che abbiamo il famigerato cromo esavalente... \( \displaystyle {C}{{r}}^{{{6}+}} \)

Sto andando per tentativi... quindi devi intervenire anche tu
Allora all'inizio abbiamo rame metallico con valenza 0, giusto? Dopo abbiamo lo ione positivo, quindi qualcuno si è "preso" due elettroni? Se il rame si è ossidato, qualcuno si è ridotto... Sarà il cromo che ha cambiato valenza? Inoltre abbiamo detto che l'ambiente è acido, cioè c'è un eccesso di \( \displaystyle {H}_{{3}}{{O}}^{+} \)...
Bisognerebbe provare a scriverla, poi la bilanciamo, controlla per favore le possibili valenze del Cromo, a memoria mi sembra di ricordare il cromo trivalemte, ma non ne sono affatto sicura... sono in alto mare come te...

[DeppeP]

Dunque, anche io mi aspetto una riduzione del cromo, che possiede per numeri di ossidazioni +6,+3 e +2.
Partendo dal cromo esavalente, le possibiltà sono solo due, +3 o +2.

Delle possibili reazioni sono quindi:

\( \displaystyle {C}{u}+{H}{C}{r}{O}{{4}}^{{-}}\to{C}{{u}}^{{++}}+{C}{r}_{{{2}}}{O}_{{{3}}}+{H}_{{{2}}}{O} \)
\( \displaystyle {C}{u}+{H}{C}{r}{O}{{4}}^{{-}}\to{C}{{u}}^{{++}}+{C}{r}{O}+{H}_{{{2}}}{O} \)

A meno che non sia l'idrogeno a ridursi misteriosamente, portandosi in forma molecolare .

\( \displaystyle {C}{u}+{H}{C}{r}{O}{{4}}^{{-}}\to{C}{u}{C}{r}{O}_{{{4}}}+{H}_{{{2}}} \)

Pure abbastanza credibile, mbho!


Grazie mille della mano

[gio73]

Così... a sentimento... punterei sulla prima (ma poi il sesquiossido di cromo... precipita?), per il bilanciamento credo che basti aggiungere un 2 al bicromato...
Non ti fidare però... saranno vent'anni che non faccio queste cose!
Fammi comunque sapere qual è quella giusta!

[Reoscuro]

Il bicromato ha formula \(\displaystyle Cr_2 O_7 ^{2-} \)... Per cui la reazione dovrebbe essere la seguente:

\(\displaystyle Cu \) + \(\displaystyle Cr_2 O_7 ^{2-} \) \(\displaystyle \rightarrow \) \(\displaystyle Cu^{2+} \) +
+ \(\displaystyle Cr_2 O_3 \). L'acido solforico serve solo a rendere acido l'ambiente. Ora però devi bilanciare la reazione... Per bilanciare la carica usa ioni \(\displaystyle H^+ \) e per bilanciare la massa usa acqua.

[gio73]

Allora abbiamo sbagliato un po' tutto...
Vediamo se ci capisco qualcosa: per prima cosa sistemiamo gli ossigeni, il famigerato bicromato ne perde 4, di conseguenza bisogna fare uscire 4 molecole d'acqua, giusto? Gli 8 idrogeni che mi servono me li prendo dalla soluzione acida? In questo caso la reazione neutralizza l'acido? Per capire meglio: allo ione bicromato erano attaccati 2 idrogeni?
Infine la cromite precipita? Tu che ne pensi reoscuro?
Nel caso in cui DeppeP non fosse più interessato, proverei io a scrivere la redox, fatti sentire deppe!

[Reoscuro]

Allora abbiamo sbagliato un po' tutto...
Vediamo se ci capisco qualcosa: per prima cosa sistemiamo gli ossigeni, il famigerato bicromato ne perde 4, di conseguenza bisogna fare uscire 4 molecole d'acqua, giusto? Gli 8 idrogeni che mi servono me li prendo dalla soluzione acida? In questo caso la reazione neutralizza l'acido? Per capire meglio: allo ione bicromato erano attaccati 2 idrogeni?
Infine la cromite precipita? Tu che ne pensi reoscuro?
Nel caso in cui DeppeP non fosse più interessato, proverei io a scrivere la redox, fatti sentire deppe!

Allora...in questo caso ovviamente Cu si ossida, per cui il cromo si riduce; Cr, in particolare, diventa un catione trivalente da esavalente che era, per cui ha dovuto acquistare 3 elettroni. Siccome \(\displaystyle Cr_2 O_7 ^- \) possiede 2 atomi di Cr gli elettroni acquistati dallo ione bicromato devono essere in totale 6... Quindi sì, servono 4 molecole di \(\displaystyle H_2 O \)
per bilanciare la massa e 8 ioni \(\displaystyle H^+ \) (che derivano dall'acido solforico) per bilanciare la carica. Comunque alla fine mi sono accorto che non bisogna inserire \(\displaystyle H_2 SO_4 \) in soluzione ma "estrarre" solo gli ioni idrogeno. In realtà non so se \(\displaystyle Cr_2 O_3 \) precipita, ma questo ai fini del bilanciamento non è importante: l'unica cosa da tenere presente è che non libera ioni in soluzione. E sì, lo ione bicromato deriva da \(\displaystyle H_2 Cr_2 O_7 \) (infatti la formula \(\displaystyle Cr_2 O_7 ^{2-} \) sta proprio ad indicare che la molecola ha perso 2 idrogeni formando un anione bivalente). Comunque proviamo a scrivere la reazione bilanciata?

[gio73]

Volentieri, assumiamo che a Deppe non interessi più?
allora...

\( \displaystyle {H}_{{2}}{C}{r}_{{2}}{O}_{{7}}+{C}{u}+{3}{H}_{{2}}{S}{O}_{{4}}\to{C}{{u}}^{{{2}+}}+{C}{r}_{{2}}{O}_{{3}}+{4}{H}_{{2}}{O}+{3}{S}{{O}_{{4}}^{{{2}-}}} \)

Non ne sono poi più così sicura...