Magnus Ehingers undervisning

— Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete med mera.

Spontana reaktioner – och icke-spontana!

Plocka fram

  • E-kolv
  • MnO\({\sf _4^-}\)-lösning
  • Fe2+-lösning

Normalpotentialen ger en ledtråd!

Normalpotentialen kan ses som ett mått på hur starkt reduktions-/oxidationsmedel ett visst ämne är.

Litium

Betrakta ämnet litium (Li).

Oxideras det gärna eller inte?

  • Är det då ett starkt reduktionsmedel eller inte?

Vi tittar på litiums normalpotential: \(e^0_{\text{Li}} = -3,05\text{V}\)

Fluor

Titta nu på ämnet fluor (F).

Oxideras det gärna eller inte? – Det reduceras ju gärna!!

  • Är det då ett starkt oxidationsmedel eller inte?

Vi tittar på fluors normalpotential: \(e^0_{\text{F}} = +2,78\text{V}\)

Slutsats

Ju lägre normalpotential, desto starkare reduktionsmedel.

Ju högre normalpotential, desto starkare oxidationsmedel.

Exempel I

Kan klor oxidera bromidjoner till fri brom?

Vi kan formulera om frågan: Är reaktionen

Cl2(g) + 2Br–(aq) → 2Cl–(aq) + Br2(l)

spontan?

Vi tittar på de bägge ämnenas normalpotentialer!

  • \(e^0_{\text{Br}} = +1,07\text{V}\)
  • \(e^0_{\text{Cl}} = +1,36\text{V}\)

Vi ser att \(e^0_{\text{Cl}} > e^0_{\text{Br}}\) ⇒ Cl är ett starkare oxidationsmedel än Br.

  • Det betyder att klor kan oxidera bromidjoner (men brom kan inte oxidera kloridjoner).

Exempel II

Vi har en lösning med järn(II)sulfat och tillsätter brom till den. Sker det någon reaktion?

Till att börja med, vilken är formeln för järn(II)sulfat? FeSO4.

Vi tittar åter på de båda ämnenas normalpotentialer!

  • \(e^0_{\text{Br}} = +1,07\text{V}\)
  • \(e^0_{\text{Fe}^{3+}/\text{Fe}^{2+}} = +0,77\text{V}\)

Vi ser att \(e^0_{\text{Br}} > e^0_{\text{Fe}^{3+}/\text{Fe}^{2+}}\) ⇒ Br är ett starkare oxidationsmedel än Fe3+.

  • Br kan alltså oxidera Fe2+ → Fe3+ (men Fe3+ kan inte oxidera Br– → Br).

Vilken blir totalreaktionen, då?

  • Br2(l) + Fe2+(aq) → 2Br–(aq) + Fe3+(aq)

Bara ett exempel till! 😉

Kan man oxidera järn(II)joner med permanganatjoner i sur lösning? Vilken blir i så fall totalreaktionen?

Normalpotentialerna:

  • \(e^0_{\text{Fe}^{3+}/\text{Fe}^{2+}} = 0,77\text{V}\)
  • \(e^0_{\text{MnO}_4^-\text{, H}^+/\text{Mn}^{2+}} = 1,52\text{V}\)

Vi ser att permanganatjonerna är ett starkare oxidationsmedel än järn(III)jonen.

  • Järn(II)jonerna oxideras alltså!

Totalreaktionen:

  • Fe2+(aq) + MnO\(_4^-\)(aq) → Fe3+(aq) + Mn2+(aq)

Balansera den! 😊

  • 5Fe2+(aq) + MnO\(_4^-\)(aq) + 8H+(aq) → 5Fe3+(aq) + Mn2+(aq) + 4H2O