PF1009 2024 12A Balancing Redox Equations PDF

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.

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## 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.**

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