Príklad: Do nasledujúcej rovnice doplň stechiometrické koeficienty.

Fe2(SO4)3 + NaOH → Fe(OH)3 + Na2SO4

 

Riešenie: 

V prvom rade musíme zistiť, či sa v rovnici menia oxidačné čísla prvkov, preto určíme oxidačné čísla:

 

Fe2(SO4)3

            - podľa krížového pravidla hneď vieme, že železo má oxidačné číslo III a síranový anión –II

            - síranový anión je „od“ kyseliny sírovej – t.j. oxidačné číslo síry +VI

NaOH ⟹ -(OH), teda hydroxidová skupina má oxidačné číslo –I, sodík (sa nachádza v I. A. skupine PSP): +I

Fe(OH)3 krížovým pravidlom určíme FeIII , (OH)-I

Na2SO4 môžeme napísať: Na2(SO4)1 NaI, (SO4)-II, SVI (podobne ako vyššie)

 

Vidíme, že oxidačné čísla prvkov sa v reakcii nemenia, t.j. ak železo na ľavej strane má oxidačné číslo III, má ho aj na pravej strane.

Môžeme teda začať vyčíslovať. Nájdeme si prvok, ktorého je v rovnici najviac a pred zlúčeninu, v ktorej sa tento prvok nachádza v najvyššom počte atómov, napíšeme „1“.

V našom prípade je to kyslík v zlúčenine Fe2(SO4)3, (3*4 = 12atómov kyslíka) – pred túto zlúčeninu teda napíšeme 1:

1 Fe2(SO4)3 + NaOH Fe(OH)3 + Na2SO4

Okrem kyslíka sa v zlúčenine Fe2(SO4)3 nachádza aj Fe a S. Železa tu máme 2 atómy na ľavo, na pravej strane len 1, preto pred zlúčeninu, ktorá na pravej strane rovnice obsahuje železo, napíšeme 2. Síra: na ľavej strane máme v zlúčenine Fe2(SO4)3 tri síry (číslom za zátvorkou násobíme každý prvok zátvorky, podobne ako v matematike), na pravej, v zlúčenine Na2SO4 len jednu, preto pred zlúčeninu Na2SO4 napíšeme 3:

1 Fe2(SO4)3 + NaOH 2 Fe(OH)3 + 3Na2SO4

Na ľavej strane rovnice máme jeden sodík, ale na pravej už máme sodík 6x (násobíme číslo pred celou zlúčeninou a číslo ktoré sa nachádza pri prvku ako dolný index). Preto, pred NaOH na ľavej strane rovnice napíšeme 6:

1 Fe2(SO4)3 + 6 NaOH → 2 Fe(OH)3 + 3Na2SO4

Skontrolujeme si kyslíky a vodíky:

1 Fe2(SO4)3 + 6 NaOH → 2 Fe(OH)3 + 3Na2SO4

     12xO      6xO        6xO      12xO

Spolu:     18xO                18xO

Počet kyslíkov na pravej aj ľavej strane je rovnaký.

1 Fe2(SO4)3 + 6 NaOH2 Fe(OH)3 + 3Na2SO4

             6xH            6xH

Teda, sedí aj počet vodíkov (počet vodíkov na pravej strane s rovná počtu vodíkov na ľavej strane).

Hotovo, rovnica je „vyčíslená“. enlightened

 

PríkladVyčísli rovnicu: KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2 (SO4)3 + K2SO4 + MnSO4 + H2O

V rovnici si najskôr určíme oxidačné čísla:

KI MnVII O4-II  + FeII SVI O4-II + H2I SVI O4-IIFe2 III (SVI O4-II )3-II  + K2 SVI O4-II + MnII SVI O4-II + H2IO-II

Tučným písmom sú vyznačené prvky (Mn, Fe), kde sa menia oxidačné čísla. Na ľavej stranemangán oxidačné číslo VII, na pravej II. Oxidačné číslo mangánu sa znižuje, teda mangán sa redukuje  - príjme 5 elektrónov:

MnVII + 5e- → MnII                            (1)

Železona strane reaktantov oxidačné číslo II, na strane produktov  III –teda, oxidačné číslo sa zvyšuje - železo odovzdáva elektrón - oxiduje sa (jednoducho: ak nejaký prvok odovzdáva zápornú časticu (elektrón) - zníži sa obsah záporných častíc v atóme a logicky sa musí posunúť náboj na pomyslenej číselnej osi smerom do pravá – zvýšiť sa. Úplné analogicky, ale opačne sa to dá povedať pri redukcii - v atóme zvýšime počet záporných častíc).

FeII – e- = FeIII

Na ľavej strane však máme 1 atóm železa, na pravej 2, teda celkový počet vymenených elektrónov medzi atómami železa bude 2:

2FeII - 2e- = Fe2III                             (2)

Pri reakcii sa musí  pri oxidácii a redukcii vymeniť rovnaký počet  elektrónov.

V rovnici (1) sa prijalo 5, v (2) odovzdali  2,  teda rovnicu (1) vynásobíme číslom 2 a rovnicu (2) číslom 5:

2MnVII   +   10e = 2MnII                      (3)

10FeII   -   10e = 5Fe2III                       (4)

Teraz vidíme, že na ľavej stane rovnice potrebujeme 2 x mangán s oxidačným číslom 2 - preto pred zlúčeninu, ktorá obsahuje mangán s oxidačným číslom II ,t.j. pred KMnO4 napíšeme 2 , rovnaká úvaha platí pre mangán na pravej strane - napíšeme tiež 2.

Na ľavej aj na pravej strane potrebujeme mať  10 x Fe. Na ľavo, podľa rovnice  (4) napíšeme pred zlúčeninu, ktorá obsahuje železo  číslo 10, na pravej 5. (Číslom pred zlúčeninou násobíme každý prvok v zlúčenine, pričom rešpektujeme dolné indexy, t.j. ak máme Fe2 - nesmieme túto dvojku prehliadnuť!!! – tu robí najviac žiakov chyby.)

 2 KMnO4 + 10 FeSO4 + H2SO45 Fe2 (SO4)3 + K2SO4 + 2 MnSO4 + H2O

Ostáva nám vyčísliť podčiarknuté. Zvýraznené „tučným“ písmom máme už „hotové“. Skúsime sa teda odraziť od týchto – už vyčíslených.  Začnime na ľavo hneď prvým – draslíkom.  Zlúčeninu, v ktorej sa draslík na ľavo vyskytuje už máme označenú ako vyčíslenú. Naľavo máme 2 x K, na pravo máme tiež 2x. Môžeme teda i K2SO4 považovať za vyčíslenú, resp. ako keby tam bola „1“.

2 KMnO4 + 10 FeSO4 + H2SO45 Fe2 (SO4)3 + 1 K2SO4 + 2 MnSO4 + H2O

Na pravo máme tri zlúčeniny, ktoré obsahujú síru a všetky už máme vyčíslené. Na ľavo máme dve zlúčeniny obsahujúce síru, z toho kyselinu sírovú ešte nemáme vyčíslenú. Zrátame si teda síry na pravo:

5 Fe2 (SO4)3 S sa nachádza v zátvorke – a za ňou je ako dolný index trojka. To znamená, že číslom za zátvorkou násobíme každý prvok v nej. Rovnako násobíme číslom pred celou zlúčeninou. Sír tu tak máme celkovo 5 x 3 = 15

1 K2SO4nám poskytuje 1 x S

2 MnSO4 → poskytne nám 2 xS

Na pravo teda máme 15 + 1 + 2 = 18 x S

Na ľavej strane rovnice máme zatiaľ 10 x S (z FeSO4)  + 1 x S z H2SO4. Nakoľko FeSO4 máme už vyčíslené, dosadíme pred H2SO4 také číslo, ktoré keď zrátame s číslom 10, nám dá rovnaký počet atómov síry ako je na pravej strane. Doplníme teda 8:

2 KMnO4 + 10 FeSO4 + 8H2SO45 Fe2 (SO4)3 + 1 K2SO4 + 2 MnSO4 + H2O

Ostáva nám skontrolovať vodíky a kyslíky. Vyššie opísaným postupom zistíme, že pred molekulu vody na pravej strane dopíšeme:

2 KMnO4 + 10 FeSO4 + 8H2SO45 Fe2 (SO4)3 + 1 K2SO4 + 2 MnSO4 + 8H2O

enlightenedRovnice, kde sa menia oxidačné čísla prvkov, voláme oxidačno-redukčné.enlightened