PF1009 2024 12A Balancing Redox Equations PDF
Document Details
Uploaded by FragrantSpessartine
null
Tags
Summary
This document provides examples of balancing redox reactions in acidic and basic solutions. It details balancing equations step-by-step, including determining oxidation and reduction half-reactions, balancing elements, hydrogen, and oxygen, and finally balancing charges.
Full Transcript
## Balancing Redox Reactions ### Balancing Redox Reactions - Example 1 **Starting Equation:** SO<sub>3</sub><sup>2-</sup> + MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> -> SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> + Mn<sup>2+</sup> **Determine OX + Red species** **acidic Solution** **Redox reaction** **SO<sub>3</sub><sup>2-...
## Balancing Redox Reactions ### Balancing Redox Reactions - Example 1 **Starting Equation:** SO<sub>3</sub><sup>2-</sup> + MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> -> SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> + Mn<sup>2+</sup> **Determine OX + Red species** **acidic Solution** **Redox reaction** **SO<sub>3</sub><sup>2-</sup> = sulfite** **SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> = sulfate** **Create Redox equations:** OX: SO<sub>3</sub><sup>2-</sup> -> SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> Red: MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> -> Mn<sup>2+</sup> **Balance metals (balance elements other than O and H initially)** OX: SO<sub>3</sub><sup>2-</sup> -> SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> Red: MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> -> Mn<sup>2+</sup> **Balance O with H<sub>2</sub>O** OX: SO<sub>3</sub><sup>2-</sup> + H<sub>2</sub>O -> SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> Red: MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> -> Mn<sup>2+</sup> + 4H<sub>2</sub>O **Balance H with H<sup>+</sup>** OX: SO<sub>3</sub><sup>2-</sup> + H<sub>2</sub>O -> SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> + 2H<sup>+</sup> Red: MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> + 8H<sup>+</sup> -> Mn<sup>2+</sup> + 4H<sub>2</sub>O **Balance e<sup>-</sup>:** OX: SO<sub>3</sub><sup>2-</sup> + H<sub>2</sub>O -> SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> + 2H<sup>+</sup> + 2e<sup>-</sup> Red: MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> + 8H<sup>+</sup> + 5e<sup>-</sup> -> Mn<sup>2+</sup> + 4H<sub>2</sub>O **Remove e<sup>-</sup> from OX and Red** * (OX * 5) + (Red * 2) = 5SO<sub>3</sub><sup>2-</sup> + 5H<sub>2</sub>O + 2MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> + 16H<sup>+</sup> + 10e<sup>-</sup> -> 5SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> +10H<sup>+</sup> + 10e<sup>-</sup> +2Mn<sup>2+</sup> + 8H<sub>2</sub>O **Final equation:** 5SO<sub>3</sub><sup>2-</sup> + 2MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> + 6H<sup>+</sup> -> 5SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> + 2Mn<sup>2+</sup> + 3H<sub>2</sub>O **Verify** * **Mass balance:** = 5xS, 2xMn, 23xO, 6xH * **Charge balance:** = -6 both sides of equation. ### Balancing Redox Reactions - Example 2 **Cyanate** **Equation**: CN<sup>-</sup> + MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> -> MnO<sub>2</sub> + OCN<sup>-</sup> **Redox equations:** Skeletal Eq: OX: CN<sup>-</sup> -> OCN<sup>-</sup> Red: MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> -> MnO<sub>2</sub> **Redox reaction done in aq. base.** **OCN<sup>-</sup> = cyanate** **Balance all atoms except O,H:** OX: CN<sup>-</sup> -> OCN<sup>-</sup> Red: MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> -> MnO<sub>2</sub> **Balance O wtih H<sub>2</sub>O:** OX: CN<sup>-</sup> + H<sub>2</sub>O -> OCN<sup>-</sup> Red: MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> -> MnO<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O **Balance H with H<sup>+</sup>:** OX: CN<sup>-</sup> + H<sub>2</sub>O -> OCN<sup>-</sup> + 2H<sup>+</sup> Red: MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> + 4H<sup>+</sup> -> MnO<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O **Convert acidic to basic:** * Add sufficient H<sub>2</sub>0 to each side of the equation. * For every H+ add OH- to the same side. * Add H2O to the opposite side. OX: CN<sup>-</sup> + H<sub>2</sub>O + 2OH<sup>-</sup> -> OCN<sup>-</sup> + 2H<sup>+</sup> + 2OH<sup>-</sup> Red: MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> + 4H<sup>+</sup> + 4OH<sup>-</sup> -> MnO<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O + 4OH<sup>-</sup> OX: CN<sup>-</sup> + 2OH<sup>-</sup> -> OCN<sup>-</sup> + 2H<sub>2</sub>O Red: MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> + 4H<sub>2</sub>O -> MnO<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O + 4OH<sup>-</sup> OX: CN<sup>-</sup> + 2OH<sup>-</sup> -> OCN<sup>-</sup> + H<sub>2</sub>O + 2e<sup>-</sup> Red: MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> + 2H<sub>2</sub>O + 3e<sup>-</sup> -> MnO<sub>2</sub> + 4OH<sup>-</sup> **Balance charge with e<sup>-</sup>:** * (OX * 3) + (Red * 2) = 3CN<sup>-</sup> + 6OH<sup>-</sup> + 2MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> + 4H<sub>2</sub>O + 6e<sup>-</sup> -> 3OCN<sup>-</sup> + 3H<sub>2</sub>O + 6e<sup>-</sup> + 2MnO<sub>2</sub> + 8OH<sup>-</sup> **Remove e<sup>-</sup>:** 3CN<sup>-</sup> + 6OH<sup>-</sup> + 2MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> + 4H<sub>2</sub>O -> 3OCN<sup>-</sup> + 3H<sub>2</sub>O + 2MnO<sub>2</sub> + 8OH<sup>-</sup> **Final Equation:** 2MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> + 3CN<sup>-</sup> + H<sub>2</sub>O -> 2MnO<sub>2</sub> + 3OCN<sup>-</sup> + 2OH<sup>-</sup> **Verify if correct:** * **Charge balance:** -5 each side of equation * **Atoms balance:** * 2xMn * 3xC * 3xN * 9xO * 2xH **Each side of equation balanced.**