"Costruire le reazioni".
Posto l'esempio che è meglio.
C'è un esercizio in cui mi viene chiesto di calcolare la quantità di $H_2S$ che si forma quando $3, 55 g$ di $FeS$ sono trattati con eccesso di $HCl$.
Dunque, io so quali sono i reagenti (nel caso in questione so anche qual è il limitante) e qual è uno dei due prodotti, in questo caso $H_2S$.
Leggendo il suggerimento che mi dà il testo, viene detto che il secondo prodotto della reazione non può essere altro che il cloruro di Fe(II), poichè questo è chiaramente un processo di ossido-riduzione.
Anche se non mi è mica tanto ovvio che il processo non sia di ossido-riduzione. In più, in questo caso, è stata praticamente costruita una reazione a partire dai reagenti e da solo uno dei prodotti.
1) Come si fa a capire che il processo non è di ossido-riduzione?
2) Estendendo la domanda, quando è possibile costruire le reazioni a partire dai reagenti e (eventualmente) solo da alcuni prodotti?
C'è un esercizio in cui mi viene chiesto di calcolare la quantità di $H_2S$ che si forma quando $3, 55 g$ di $FeS$ sono trattati con eccesso di $HCl$.
Dunque, io so quali sono i reagenti (nel caso in questione so anche qual è il limitante) e qual è uno dei due prodotti, in questo caso $H_2S$.
Leggendo il suggerimento che mi dà il testo, viene detto che il secondo prodotto della reazione non può essere altro che il cloruro di Fe(II), poichè questo è chiaramente un processo di ossido-riduzione.
Anche se non mi è mica tanto ovvio che il processo non sia di ossido-riduzione. In più, in questo caso, è stata praticamente costruita una reazione a partire dai reagenti e da solo uno dei prodotti.
1) Come si fa a capire che il processo non è di ossido-riduzione?
2) Estendendo la domanda, quando è possibile costruire le reazioni a partire dai reagenti e (eventualmente) solo da alcuni prodotti?
Risposte
Io non sono un'esperta chimica, ma il problema non mi sembra molto difficile.
Tu hai i due reagenti e uno dei prodotti, quindi scrivere la reazione è abbastanza semplice:
$FeS + HCl \to FeCl_2 + H_2S$
che bilanciata è $FeS + 2HCl \to FeCl_2 + H_2S$
Ora risolvi il problema normalmente ragionando con le moli.
Riguardo alle tue domande:
1) Non ho capito... Il tuo libro non ti dice che la reazione E' di ossidoriduzione?
2) Sempre, se hai in mente come si legano tra loro gli elementi
Un po' più chiaro?
Se hai ancora dubbi chiedi pure...
Tu hai i due reagenti e uno dei prodotti, quindi scrivere la reazione è abbastanza semplice:
$FeS + HCl \to FeCl_2 + H_2S$
che bilanciata è $FeS + 2HCl \to FeCl_2 + H_2S$
Ora risolvi il problema normalmente ragionando con le moli.
Riguardo alle tue domande:
1) Non ho capito... Il tuo libro non ti dice che la reazione E' di ossidoriduzione?
2) Sempre, se hai in mente come si legano tra loro gli elementi
Un po' più chiaro?
Se hai ancora dubbi chiedi pure...
Innanzitutto, grazie.
No, lo evince da chissà cosa...
Che intendi qui? Ti riferisci alla struttura degli atomi, alle proprietà periodiche degli elementi, a considerazioni energetiche?
1) Non ho capito... Il tuo libro non ti dice che la reazione E' di ossidoriduzione?
No, lo evince da chissà cosa...
2) Sempre, se hai in mente come si legano tra loro gli elementi
Che intendi qui? Ti riferisci alla struttura degli atomi, alle proprietà periodiche degli elementi, a considerazioni energetiche?
"turtle87":
1) Non ho capito... Il tuo libro non ti dice che la reazione E' di ossidoriduzione?
No, lo evince da chissà cosa...
Ah ok, perché a me non sembra sia di ossidoriduzione, visto che i numeri di ossidazione non cambiano!
"turtle87":
2) Sempre, se hai in mente come si legano tra loro gli elementi
Che intendi qui? Ti riferisci alla struttura degli atomi, alle proprietà periodiche degli elementi, a considerazioni energetiche?
Ora mi fai venirei dubbi...
Comunque quello che intendo è che, dati dei composti che reagiscono tra loro, se ho in mente la loro configurazione elettronica (e di conseguenzai numeri di ossidazione), e volendo l'elettronegatività degli elementi, mi viene abbastanza intuitivo scrivere i prodotti!
Ah ok, perché a me non sembra sia di ossidoriduzione, visto che i numeri di ossidazione non cambiano!
In principio io ho solo due reagenti e un prodotto. Come faccio a dire se sono o no ossidanti e riducenti?
Ora mi fai venirei dubbi...
Comunque quello che intendo è che, dati dei composti che reagiscono tra loro, se ho in mente la loro configurazione elettronica (e di conseguenzai numeri di ossidazione), e volendo l'elettronegatività degli elementi, mi viene abbastanza intuitivo scrivere i prodotti!
Se non sai come va la reazione, se non sai, come in questo caso, se la reazione sia o no di ossido riduzione, non puoi sapere quali saranno i prodotti.
Infatti, il testo, nello spiegare la soluzione, collega il fatto che il cloruro ferroso sia prodotto al carattere non di "ossido-riduzione" che ha la reazione, cosa che, ripeto, io, pur dovendolo fare, non riesco ad evincere da nessuna parte.
"turtle87":
In principio io ho solo due reagenti e un prodotto. Come faccio a dire se sono o no di "ossido-riduzione"?
Trovi l'altro prodotto, poi calcoli i numeri di ossidazione di tutti i singoli elementi. Se quelli di due elementi sono diversi a destra e a sinistra, ovvero se sono cambiati nel corso della reazione, allora questa è una redox.
"turtle87":
Ma questo lo puoi fare con il cloro e il ferro, non puoi farlo mica sempre?
Certo che puoi farlo sempre...
(Nottambulo!:P)
A parte che hai cambiato la domanda, poi sembra che sia io a dare risposte sconnesse...
In generale è vero, ma in questo caso tu hai per reagenti due compostti binari, quindi mi sembra evidente che zolfo e cloro semplicemente si scambieranno di posto.
Poi ripeto, non sono un'esperta, sicuramente qualcun'altro ti saprà dare una risposta più "scientifica".
"turtle87":
Se non sai come va la reazione, se non sai, come in questo caso, se la reazione sia o no di ossido riduzione, non puoi sapere quali saranno i prodotti.
In generale è vero, ma in questo caso tu hai per reagenti due compostti binari, quindi mi sembra evidente che zolfo e cloro semplicemente si scambieranno di posto.
Poi ripeto, non sono un'esperta, sicuramente qualcun'altro ti saprà dare una risposta più "scientifica".
A parte che hai cambiato la domanda, poi sembra che sia io a dare risposte sconnesse...
Scusami, è che una domanda tira l'altra. Poi quando ci sono queste situazioni "assurde" (con cose nuove che nessuno ti dice e che ti escono dal nulla), io perdo un po' la bussola.
Quello che mi premeva spiegare, alla fine, era l'implicazione:
la reazione non è di ossido-riduzione $=>$ l'altro prodotto è il cloruro di ferro,
mentre a me pare sia possibile dimostrare, nel modo "semplice" che è noto, solo l'implicazione inversa: una volta che so quali sono i prodotti, calcolo il numero di ossidazione degli elementi coinvolti e stabilisco se la reazione è di ossido-riduzione.
Sarò banale, ma hai provato a dare un'occhiata qui?
http://it.wikipedia.org/wiki/Reazione_chimica
http://it.wikipedia.org/wiki/Reazione_d ... -riduzione
Dovrebbe essere spiegato tutto quello che chiedi... In alternativa proverò a rispondere io.
http://it.wikipedia.org/wiki/Reazione_chimica
http://it.wikipedia.org/wiki/Reazione_d ... -riduzione
Dovrebbe essere spiegato tutto quello che chiedi... In alternativa proverò a rispondere io.
Ciao turtle87, scusa se rispondo in ritardo, ma mi sono appena registrato.. comunque, vediamo se posso darti una mano. In chimica è prassi indicare due grandi "tipi" di reazione: acido-base e redox (ossido-riduzione). Praticamente quasi tutte le reazioni possono essere ricondotte a queste due categorie, considerando che, in fondo, sono QUASI la stessa cosa (in tutte e due c'è uno scambio, o comunque una condivisione di elettroni tale da rompere legami esistenti e formarne di nuovi). La prima cosa che devi fare (in questo caso) è scrivere i reagenti: FeS + HCl. L'esercizio ti suggerisce che viene prodotto H2S, quindi: FeS+HCl -> x + H2S. Hai già sufficienti informazioni per guidare la tua scelta: la cosa che ti serve è capire se ti trovi davanti una reazione A-B o redox. E' facile: devi controllare il numero di ossidazione dei diversi elementi.Se esso cambia, allora ti trovi davanti a una redox. L'idrogeno quasi sempre ha numero di ossidazione +1 (+1 in HCl e in H2S, in questo caso). Lo zolfo, a meno che non si trovi a reagire con elementi più elettronegativi dell'idrogeno (e quindi a trovarsi in uno stato di ox superiore a 0), tende a formare S2- (quindi il num d'ox è -2). Per deduzione, trovi che il ferro, nel solfuro ferroso, ha numero di ossidazione +2 (lo capisci perchè S ha -2..giocoforza Fe deve avere +2, indicato dal numero romano II). Ora: controlla bene i prodotti. Il Fe non sappiamo ancora che fine fa, ma lo zolfo lo "vediamo" combinato con l'idrogeno per formare acido solfidrico...il num d'ossidazione da una parte e dall'altra è sempre -2.Ci si può chiedere che fine fa il cloro: il ferro potrebbe passare da +2 a +3 (formando quindi FeCl3 come prodotto), ma per ossidarsi ha bisogno che un'altro elemento si riduca...H e S non cambiano stato d'ossidazione, quindi l'unico che può cambiare è il cloro... Ma per ridursi dovrebbe passare da -1 (stato di ossidazione del cloro in HCl) a -2. Considerando la struttura elettronica del cloro, è inusuale che possa avere stato d'ossidazione -2: ciò significherebbe "sistemare" un elettrone nell'unico orbitale p vuoto disponibile, e sistemare l'altro elettrone in uno dei suoi orbitali d, che hanno un'energia più alta rispetto all'orbitale p (ciò porterebbe a una condizione meno stabile). Tant'è che in questo caso il cloro segue la famosa regola dell'ottetto: accettando un elettrone nel suo orbitale vuoto, arriva ad evere l'ottetto completo e ciò porta quasi sempre a una situazione piuttosto stabile. Perciò, se neanche il cloro può cambiare stato d'ossidazione, rimane come Cl-...e quindi anche il Fe (per le considerazioni scritte poco sopra) non cambia il proprio stato rimanendo come Fe2+..conseguenza: l'altro prodotto è per forza di cose il cloruro ferroso ( FeCl2, detto anche cloruro di ferro(II)). Morale della favola: non è cambiato lo stato di ossidazione, ci troviamo di fronte a una reazione acido base. Consideriamo l'equazione ionica completa: sappiamo che HCl è un acido forte, completamente ionizzato in acqua. FeS è un sale scarsamente solubile, vero, ma in acqua può comunque formare ioni Fe2+ e ioni S2-. Per cui possiamo scrivere la reazione come segue:
Fe2+ + S2- + 2H+ + 2Cl- -> Fe2+ + 2Cl- +H2S. Nota che Fe2+ compare in un membro e nell'altro, quindi possiamo considerarlo come ione spettatore. La reazione vera e propria avviene tra HCl ed S2-: essendo l'acido solfidrico un acido più debole di quello cloridrico, l'equilibrio è spostato verso destra, cioè verso la formazione di H2S. L'acido cloridrico dona un protone allo ione solfuro: HCl è un'acido di Bronsted, S2- è invece una base di Bronsted. Eccoci qui: la prima tua domanda è "Come si fa a capire che il processo non è di ossido-riduzione?": bisogna controllare il numero di ossidazione, e poi "a naso" (tramite la tavola periodica quindi) cercare di capire qual'e può essere la situazione più probabile (vedi: considerazioni energetiche sugli orbitali p e d del cloro in questo caso), la seconda è "Estendendo la domanda, quando è possibile costruire le reazioni a partire dai reagenti e (eventualmente) solo da alcuni prodotti?": si può farlo sempre, teoricamente, soffermandosi appunto sulle implicazioni connesse alla tavola periodica (che può essere letta come una guida per ricordarsi proprietà periodiche e strutture elettroniche) e anche sui principi di reattività di base (in questo caso: teoria di Bronsted&Lowry). Logicamente, per essere un pò più sicuri, è anche necessario conoscere le proprietà di alcune sostanze: in questo caso io so che l'acido solfidrico è un'acido debole e che il cloridrico è un acido forte, quindi già immagino che sia una reazione A-B, escludendo quindi un'eventuale redox: l'ipotesi sembra essere in accordo con ciò che si evince dalla nostra magica tavolina periodica
Spero di averti aiutato, non solo per il problema in questione, ma anche per le considerazioni più generali. Attenzione: io non sono un esperto, quindi potrebbe anche esserci un'altra soluzione, che a me sfugge. Ciao!
Fe2+ + S2- + 2H+ + 2Cl- -> Fe2+ + 2Cl- +H2S. Nota che Fe2+ compare in un membro e nell'altro, quindi possiamo considerarlo come ione spettatore. La reazione vera e propria avviene tra HCl ed S2-: essendo l'acido solfidrico un acido più debole di quello cloridrico, l'equilibrio è spostato verso destra, cioè verso la formazione di H2S. L'acido cloridrico dona un protone allo ione solfuro: HCl è un'acido di Bronsted, S2- è invece una base di Bronsted. Eccoci qui: la prima tua domanda è "Come si fa a capire che il processo non è di ossido-riduzione?": bisogna controllare il numero di ossidazione, e poi "a naso" (tramite la tavola periodica quindi) cercare di capire qual'e può essere la situazione più probabile (vedi: considerazioni energetiche sugli orbitali p e d del cloro in questo caso), la seconda è "Estendendo la domanda, quando è possibile costruire le reazioni a partire dai reagenti e (eventualmente) solo da alcuni prodotti?": si può farlo sempre, teoricamente, soffermandosi appunto sulle implicazioni connesse alla tavola periodica (che può essere letta come una guida per ricordarsi proprietà periodiche e strutture elettroniche) e anche sui principi di reattività di base (in questo caso: teoria di Bronsted&Lowry). Logicamente, per essere un pò più sicuri, è anche necessario conoscere le proprietà di alcune sostanze: in questo caso io so che l'acido solfidrico è un'acido debole e che il cloridrico è un acido forte, quindi già immagino che sia una reazione A-B, escludendo quindi un'eventuale redox: l'ipotesi sembra essere in accordo con ciò che si evince dalla nostra magica tavolina periodica
Spero di averti aiutato, non solo per il problema in questione, ma anche per le considerazioni più generali. Attenzione: io non sono un esperto, quindi potrebbe anche esserci un'altra soluzione, che a me sfugge. Ciao!
ciao!
Volevo solo puntualizzare una cosa che ha detto turtle87:
Non è vero che si può dimostrare solo in un verso l'implicazione che hai scritto; vale in entrambi i versi.
In un verso la spiegazione è quella che hai dato tu turtel87; ma si può dimostrare anche nell'altro senso (se ovviamente ci sono sufficienti dati e informazioni).
Nel nostro caso questo si può benissimo fare, infatti in totale hai tre elementi Fe S e H.
Come ha detto anche Vazir, conoscendo un po' le proprietà dei vari elementi si può dire che, nei reagenti (e nei prodotti, perchè H è quasi sempre +1 tranne negli idruri dove vale -1) lo zolfo a N°OX =-2 e quindi il ferro dei reagenti è +2; l'idrogeno è +1 da entrambi i lati dell'equazione.
Quindi, basandoci sul fatto che se un elemento si ossida ci deve NECESSARIAMENTE essere un'altro che si riduce, si può concludere facilmente che la reazione NON è una redox, ma semplicemente una reazione di "scambio dei contro-ioni" o di doppio scambio.
Infatti sia H che S, dai dati forniti, non cambiano N°OX. Questo implica che neanche il ferro può mutare il suo stato di ossidazione e quindi il secondo prodotto è il sale $FeCl_2$!!
ok? spero di essere stato chiaro..
ciao
Volevo solo puntualizzare una cosa che ha detto turtle87:
Quello che mi premeva spiegare, alla fine, era l'implicazione:
la reazione non è di ossido-riduzione ⇒ l'altro prodotto è il cloruro di ferro,
mentre a me pare sia possibile dimostrare, nel modo "semplice" che è noto, solo l'implicazione inversa: una volta che so quali sono i prodotti, calcolo il numero di ossidazione degli elementi coinvolti e stabilisco se la reazione è di ossido-riduzione.
Non è vero che si può dimostrare solo in un verso l'implicazione che hai scritto; vale in entrambi i versi.
In un verso la spiegazione è quella che hai dato tu turtel87; ma si può dimostrare anche nell'altro senso (se ovviamente ci sono sufficienti dati e informazioni).
Nel nostro caso questo si può benissimo fare, infatti in totale hai tre elementi Fe S e H.
Come ha detto anche Vazir, conoscendo un po' le proprietà dei vari elementi si può dire che, nei reagenti (e nei prodotti, perchè H è quasi sempre +1 tranne negli idruri dove vale -1) lo zolfo a N°OX =-2 e quindi il ferro dei reagenti è +2; l'idrogeno è +1 da entrambi i lati dell'equazione.
Quindi, basandoci sul fatto che se un elemento si ossida ci deve NECESSARIAMENTE essere un'altro che si riduce, si può concludere facilmente che la reazione NON è una redox, ma semplicemente una reazione di "scambio dei contro-ioni" o di doppio scambio.
Infatti sia H che S, dai dati forniti, non cambiano N°OX. Questo implica che neanche il ferro può mutare il suo stato di ossidazione e quindi il secondo prodotto è il sale $FeCl_2$!!
ok? spero di essere stato chiaro..
ciao
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