חישוב מולים של אלקטרונים
שאלות חישוביות אופייניות לתגובות חמצון חיזור מבקשות לחשב מספר מולים של אלקטרונים העוברים בתגובה אם ידוע מה המסה של תרכובת שהגיבה או מספר מולים של תרכובת שהתקבלה או נפח של גז שהגיב וכדומה. באותה מידה יכולים לבקש את המסת התרכובת או נפח של גז שהגיב אם ידוע מספר המולים של אלקטרונים שעברו בתגובה.
השיטה לפתרון היא לכתוב את חצי התגובה הרלוונטית לנתוני השאלה ולהתייחס לאלקטרונים שבחצי התגובה כאילו הם מגיב או תוצר בתגובה רגילה לצורך החישובים. בעזרת יחס המולים של חצי התגובה נוכל לחשב את המבוקש.
בסרטון המצורף, מוצג פתרון מודרך של שאלות מסוג אלה על התגובות הבאות:
Cu(s) + Ag+(aq) → Cu2+(aq) + Ag(s)n
K2 Cr2 O7(aq) + HCl(aq) + Fe(s) → H2O (l) + Cr Cl3(aq) + Fe Cl3(aq) + KCl(aq)n
שיטה לפתרון בשבלים:
- לזהות את את התרכובת הרלוונטית לנתונים שבשאלה (מה התרכובת שיש עליה נתונים בשאלה?)
- לכתוב את דרגות החמצון של כל היסודות בתגובה
- לזהות את היסוד בתרכובת הרלוונטית שמשנה את דרגת החמצון מהמגיבים לתוצרים
- לכתוב חצי התגובה המכילה את אותו היסוד שזהינו קודם
- לחשב את מספר המולים המבוקש בעזרת יחס המולים של חצי התגובה
- לחשב את הגודל המבוקש (מולים של אלקטרונים, מסה, נפח או ריכוז של מגיב או תוצר)
H35-3 - חישוב מולים של אלקטרונים
תרגול חישוב מולים של אלקטרונים
- עבור השינוי הבא, כמה מולים של אלקטרונים עוברים על כל מול של החומר המגיב?
H2 הופך ל- H–n:
א. 1 מול
ב. 2 מול
ג. 4 מול
ד. אין מספיק נתונים
2. עבור השינוי הבא, כמה מולים של אלקטרונים עוברים על כל מול של החומר המגיב?B2O3 הופך ל- B
א. 3 מול
ב. 2 מול
ג. 6 מול
ד. אין מספיק נתונים
3. עבור השינוי הבא, כמה מולים של אלקטרונים עוברים על כל מול של החומר המגיב?
Al הופך ל Al2O3
א. 3 מול
ב. 6 מול
ג. 2 מול
ד. אין מספיק נתונים
4. עבור השינוי הבא, כמה מולים של אלקטרונים עוברים על כל מול של החומר המגיב?SO4-2 הופך ל- S-2
א. 8 מול
ב. 4 מול
ג. 10 מול
ד. אין מספיק נתונים
5. עבור השינוי הבא, כמה מולים של אלקטרונים עוברים על כל מול של החומר המגיב?N2H4 הופך ל- N2
א. 1 מול
ב. 4 מול
ג. 2 מול
ד. אין מספיק נתונים
6. כמה מולים של אלקטרונים עוברים מהמחזר למחמצן כאשר שורפים 50 גר’ חומצה מתאנוית שריפה מלאה?
נתון: חומצה מתאנוית HCOOH, שריפה מלאה של חומר אורגני היא תגובה עם חמצן ותוצריה הם פחמן דו חמצני ומים בלבד.
א. 1.09 מולים
ב. 4.35 מולים
ג. 6.54 מולים
ד. 2.17 מולים
7. בתגובה הבאה עברו 2.5 מול אלקטרונים מהמחזר למחמצן, כמה ליטרים של גז N2O5 התקבלו בתנאים שהנפח של מול גז הוא 35 ל’?
2NO2 (g) + O3(g) → N2O5(g) + O2(g)n
א. 87.5 ל’
ב. 14.58 ל’
ג. 43.75 ל’
ד. אין מספיק נתונים
8. מה מספר מולים של אלקטרונים שעברו בכל אחת מהתגובות שבתרגול הבא (איזון תגובות) אם ידוע שהגיב 1 גר’ מהמגיב הראשון בתגובה (הכי שמאלי). סה”כ 8 תגובות.
9. מה המסה של המגיב הראשון שהגיב בשלושת התגובות של התרגול איזון תגובות רמה 2 (מאתגר) אם ידוע שעברו 0.5 מול של אלקטרונים מהמחזר למחמצן?
שאלות 8 ו-9 - מקרים מיוחדים
מקרה מיוחד: בתגובות 2 ו-3 (רמה 2 – מאתגר – בהמשך), חומר אחד הוא גם המחזר וגם המחמצן (אותו יסוד בתרכובת יורד ועולה בדרגת חמצון).
במקרה כזה, חייבים לרשום את שתי חצאי התגובה מאוזנות, לאזן את האלקטרונים שעוברים (על ידי הכפלה במקדם המתאים) ואז לעשות את הסכום של שתי חצאי תגובות (מתקבלת תגובה עם אותו מספר אלקטרונים משני צידי התגובה).
אז אפשר לחשב את מספר מולים של אלקטרונים לפי יחס המולים.
הדרך לאזן תגובות חמצון חיזור היא לכתוב את שתי “חצאי התגובה” ולאזן את האלקטרונים על ידי הכפלה במקדם המתאים.
שיטה לפתרון בשלבים:
1. רשמו דרגות חמצון של כל האטומים בתגובה
2. רשמו את שתי חצאי התגובה
3. אזנו את מספר האלקטרונים בשתי חצאי התגובה בעזרת הכפלת חצאי התגובות במקדים המתאימים
4. העבירו את המקדמים שהתקבלו לתגובה הראשית
5. השלימו את האיזון של היסודות הלא מאוזנים
בסרטון פתרון מודרך תוכלו לראות איזון בשיטה הנ”ל של התגובות הבאות:
K2 Cr2 O7(aq) + HCl(aq) + Fe(s) → H2O (l) + Cr Cl3(aq) + Fe Cl3(aq) + KCl(aq)n
H2O2(l) → H2O(l) + O2(g)n
H35-4 - איזון תגובות
תרגול איזון תגובות
רמה 1
יש לאזן את התגובות הבאות לפי שיטת חצאי התגובה או מעבר אלקרוטנים:
1. H2S(g) + Cl2(g) → S8(s) + HCl(g)n
2. Al(s) + HCl(g) → AlCl3(s) + H2(g)n
3. Cl2(g) + F2(g) → ClF5(g)n
4. B(s) + O2(g) → B2O3 (s)n
5. NO2(g) + O3(g) → N2O5(g) + O2 (g)n
רמה 2 (מאתגר)
1.Cl2(g) + K2S2O3(aq) + KOH → KCl (aq) + K2SO4 (aq) + H2O(l)n
2. Cl2(g) + KOH(aq) → KClO3(aq) + KCl(aq) + H2O(l)n
3. Na2MnO4(s) + H2O(l) → NaMnO4(aq) + MnO2(s) + NaOH (aq)n