Διαχείριση δοσμένων δεδομένων στην οξειδοαναγωγή

Με μια ματιά

Ελέγχεις ότι δίνονται όλα τα αντιδρώντα και τα προϊόντα και δεν εισάγεις νέο χημικό τύπο. Υπολογίζεις τους αριθμούς οξείδωσης, εντοπίζεις την αύξηση και τη μείωσή τους και λαμβάνεις υπόψη το πλήθος των μεταβαλλόμενων ατόμων. Εξισώνεις τις συνολικές μεταβολές, απλοποιείς τους συντελεστές και ελέγχεις ότι προκύπτει η μικρότερη αναλογία θετικών ακεραίων μόνο με τους δοσμένους τύπους.

2Μέθοδος

1. Ελέγχεις ότι δίνονται όλα τα αντιδρώντα και τα προϊόντα. Έτσι δεν συμπληρώνεις ουσίες από μνήμης. Ο έλεγχος πετυχαίνει όταν κάθε τύπος της λύσης υπάρχει στην εκφώνηση.
2. Καταγράφεις χωριστά τους δοσμένους τύπους και το ζητούμενο. Έτσι επιλέγεις μόνο τους κανόνες που χρειάζεσαι. Ο έλεγχος πετυχαίνει όταν μπορείς να δείξεις από ποιο δεδομένο προέρχεται κάθε σύμβολο.
3. Υπολογίζεις τους αριθμούς οξείδωσης με τους κατάλληλους κανόνες. Έτσι μετατρέπεις τους τύπους σε ελέγξιμα αριθμητικά δεδομένα. Ο έλεγχος πετυχαίνει όταν το άθροισμα για κάθε ουδέτερο τύπο είναι 0.
4. Αν ζητείται ισοστάθμιση, εντοπίζεις ποιο στοιχείο οξειδώνεται και ποιο ανάγεται. Έτσι βρίσκεις τις μεταβολές που καθορίζουν τους συντελεστές. Ο έλεγχος πετυχαίνει όταν έχεις μία αύξηση και μία μείωση αριθμού οξείδωσης.
5. Εξισώνεις τη συνολική αύξηση με τη συνολική μείωση και λαμβάνεις υπόψη πόσα μεταβαλλόμενα άτομα περιέχει κάθε τύπος. Έτσι επιλέγεις τους μοριακούς συντελεστές. Ο έλεγχος πετυχαίνει όταν οι δύο συνολικές μεταβολές είναι ίσες κατά μέτρο.
6. Απλοποιείς τους συντελεστές με τον μέγιστο κοινό διαιρέτη και ελέγχεις την τελική εξίσωση. Έτσι δίνεις τη μικρότερη αναλογία θετικών ακεραίων. Ο έλεγχος πετυχαίνει όταν διατηρείς τον αριθμό των ατόμων κάθε στοιχείου, δεν υπάρχει κοινός διαιρέτης μεγαλύτερος από 1 και χρησιμοποιείς μόνο τους δοσμένους τύπους.

3Χειρισμός κανόνων με εξαιρέσεις

Σου δίνονται οι ουδέτεροι τύποι:

και

Να προσδιορίσεις τον αριθμό οξείδωσης του οξυγόνου σε κάθε τύπο και να ελέγξεις την απάντησή σου.

Σκέψου το επόμενο βήμα πριν το ανοίξεις.

1. Δείξε το βήμα 1

   Ελέγχεις ότι ζητείται αριθμός οξείδωσης και ότι δεν χρειάζεται να προσθέσεις άλλη ουσία.

2. Δείξε το βήμα 2

   Στο

   $$\chem{H_2O_2}$$

   χρησιμοποιείς αριθμό οξείδωσης +1 για κάθε άτομο υδρογόνου. Από το άθροισμα του ουδέτερου τύπου βρίσκεις:

   $$2(+1)+2x=0$$

   άρα το οξυγόνο έχει αριθμό οξείδωσης −1, όπως συμβαίνει στα υπεροξείδια.

3. Δείξε το βήμα 3

   Στο

   $$\chem{OF_2}$$

   χρησιμοποιείς αριθμό οξείδωσης −1 για κάθε άτομο φθορίου. Από το άθροισμα του ουδέτερου τύπου βρίσκεις:

   $$x+2(-1)=0$$

   άρα το οξυγόνο έχει αριθμό οξείδωσης +2.

4. Δείξε το βήμα 4

   Ελέγχεις ότι το άθροισμα των αριθμών οξείδωσης είναι 0 και στους δύο ουδέτερους τύπους.

4Επιλογή συντελεστών από πλήρως δοσμένη εξίσωση

Σου δίνονται οι τύποι των αντιδρώντων και των προϊόντων, χωρίς συντελεστές:

Να προσδιορίσεις τις μεταβολές των αριθμών οξείδωσης και να γράψεις την ισοσταθμισμένη εξίσωση με τη μικρότερη αναλογία θετικών ακεραίων.

Σκέψου το επόμενο βήμα πριν το ανοίξεις.

1. Δείξε το βήμα 1

   Ελέγχεις ότι δίνονται και τα δύο αντιδρώντα και τα δύο προϊόντα. Δεν εισάγεις άλλον χημικό τύπο.

2. Δείξε το βήμα 2

   Χρησιμοποιείς αριθμό οξείδωσης −2 για το οξυγόνο. Βρίσκεις +3 για τον σίδηρο στο

   $$\chem{Fe_2O_3}$$

   και +2 για τον άνθρακα στο

   $$\chem{CO}.$$
3. Δείξε το βήμα 3

   Στα προϊόντα βρίσκεις 0 για τον ελεύθερο σίδηρο και +4 για τον άνθρακα στο

   $$\chem{CO_2}.$$

   Επομένως ο σίδηρος ανάγεται από +3 σε 0 και ο άνθρακας οξειδώνεται από +2 σε +4.

4. Δείξε το βήμα 4

   Τα 2 άτομα σιδήρου ενός τύπου

   $$\chem{Fe_2O_3}$$

   δίνουν συνολική μείωση 6. Επιλέγεις 3 τύπους

   $$\chem{CO}$$

   ώστε τα 3 άτομα άνθρακα να δώσουν συνολική αύξηση 6.

5. Δείξε το βήμα 5

   Διατηρείς τα άτομα με συντελεστή 2 πριν από τον σίδηρο και συντελεστή 3 πριν από το διοξείδιο του άνθρακα:

   $$\chem{Fe_2O_3}+3\chem{CO}\rxn 2\chem{Fe}+3\chem{CO_2}$$
6. Δείξε το βήμα 6

   Ελέγχεις 2 άτομα σιδήρου, 3 άτομα άνθρακα και 6 άτομα οξυγόνου σε κάθε πλευρά. Οι συντελεστές 1, 3, 2 και 3 έχουν μέγιστο κοινό διαιρέτη 1.

5Συνηθισμένα λάθη

• Συμπληρώνεις προϊόν από μνήμης. Ελέγχεις αν κάθε τύπος της λύσης υπάρχει στα δεδομένα και αφαιρείς κάθε νέο τύπο.
• Χρησιμοποιείς τον συνηθισμένο αριθμό οξείδωσης του οξυγόνου χωρίς να ελέγξεις εξαιρέσεις. Ελέγχεις πρώτα αν ο τύπος είναι υπεροξείδιο ή ένωση με φθόριο και έπειτα επαληθεύεις το άθροισμα των αριθμών οξείδωσης.
• Αντιστρέφεις την οξείδωση και την αναγωγή. Ελέγχεις αν ο αριθμός οξείδωσης αυξάνεται ή μειώνεται και διορθώνεις τον χαρακτηρισμό.
• Παραλείπεις το πλήθος των μεταβαλλόμενων ατόμων μέσα σε έναν τύπο. Πολλαπλασιάζεις τη μεταβολή ανά άτομο με το πλήθος τους και συγκρίνεις ξανά τις συνολικές μεταβολές.
• Κρατάς συντελεστές με κοινό διαιρέτη μεγαλύτερο από 1. Διαιρείς όλους τους συντελεστές με τον μέγιστο κοινό διαιρέτη τους.

6Κριτήρια αξιολόγησης

• Ελέγχεις ότι δίνονται αντιδρώντα και προϊόντα και δεν εισάγεις νέο χημικό τύπο.

• Ξεχωρίζεις τους δοσμένους τύπους από το ζητούμενο και χρησιμοποιείς τα κατάλληλα δεδομένα.

• Υπολογίζεις τους αριθμούς οξείδωσης και ελέγχεις το άθροισμά τους σε κάθε ουδέτερο τύπο.

• Εντοπίζεις σωστά την αύξηση και τη μείωση των αριθμών οξείδωσης.

• Επιλέγεις συντελεστές που εξισώνουν τις συνολικές μεταβολές και λαμβάνεις υπόψη το πλήθος των μεταβαλλόμενων ατόμων.

• Δίνεις την τελική εξίσωση με τη μικρότερη αναλογία θετικών ακεραίων και μόνο με τους δοσμένους τύπους.