Objaśnienie redoks na przykładzie Al + NaOH

[sufler]

Witam.
Ciągle gubię się w bardziej złożonych reakcjach redoks, to jest takich, gdzie atomy utleniacza występują w dwóch różnych substratach, dlatego prosiłbym o wyjaśnienie na przykładzie ulubionej przez amatorów reakcji otrzymywania wodoru - Al + NaOH.

Załóżmy, że na początku wiem tylko, że potrzebuję glinu i roztworu NaOH. Jednak wszystkie zapisy tej reakcji uzwględniają po lewej stronie wodę (na razie bez współczynników):
Al + NaOH + H₂ONa[Al(OH)₄] + H₂

I to jest moje pierwsze pytanie- skąd i kiedy w reakcji redoks wiadomo, że trzeba dopisać wodę jako substrat? Przecież wiele reakcji przebiega w roztworach wodnych, a rzadko zapisuje się wodę w równaniu.

Po drugie, próbuję sobie rozpisać równanie połówkowe:

Al⁰ + 3 e^-Al^III (utlenianie)

i teraz dochodzę do H i mam wątpliwość. Wiem, że jakieś się zredukowało do 0 w postaci cząsteczki H₂, ale skąd ma wiedzieć na 100% które H uwzględnić w równaniu połówkowym- to z NaOH czy z wody? Przecież po lewej stronie mógłbym się doliczyć 3 H i wtedy byłoby:

3 H⁰ - ? e^-H₂⁰

I co tam wtedy jakiś ułamek by wyszedł jako liczba elektronów oddanych? Jak się do tego zabierać, żeby nic nie spaprać i żeby nie wychodziły takiego głupoty jak w bilansie powyżej?

[Adax82]

sufler,

Reakcja glinu z NaOH w warunkach bezwodnych przebiega:

Al + 3NaOH Na₃AlO₃ + 3/2 H₂
Powstaje tu glinian sodu jest reakcją redoks i łatwo dobierzesz tu współczynniki
W środowisku wodnym reakcja przebiega dalej:
Na₃AlO₃ + 3 H₂O Na[Al(OH)₄] + 2 NaOH
Reakcja ta nie jest reakcją redoks

Jeżeli teraz dodasz stronami substraty i produkty:
Al + 3NaOH + Na₃AlO₃ + 3 H₂O Na₃AlO₃ + 3/2 H₂ + Na[Al(OH)₄] + 2 NaOH

oraz skrócisz, to otrzymasz:

Al + NaOH + 3 H₂O 3/2 H₂ + Na[Al(OH)₄]

Jest to reakcja redoks, w której udział bierze także woda – zatem trzeba ją dopisać w równaniu
Co do wodoru: czy z H₂O czy z NaOH to już z powyższych równań widzisz

I jeszcze te ułamki przy współczynnikach. W liceum raczej jest kanonem stosowanie liczb całkowitych jako współczynniki, ale na studiach to już będziesz mieć często współczynniki ułamkowe ( choćby 0,375 ), ale wbrew pozorom ułatwia to niektóre zagadnienia.
Może trafi się tu okazja żebym mógł pokazać jakieś takie zadanie.

[sufler]

Czyli innymi słowy liczenie równań połówkowych na przykładzie Al + NaOH + H2ONa[Al(OH)4] + H2 jest z gruntu niepoprawne, bo to nie jest reakcja redox? A przynajmniej nie w całości?

[Giardia Lamblia]

Pytanie:

Czyli innymi słowy liczenie równań połówkowych na przykładzie Al + NaOH + H2ONa[Al(OH)4] + H2 jest z gruntu niepoprawne, bo to nie jest reakcja redox?

Odpowiedź:

Al + NaOH + 3 H2O 3/2 H2 + Na[Al(OH)4]

Jest to reakcja redoks [.]

Czytamy uważnie!

[Adax82]

Giardia Lamblia, dzięki za wsparcie!

sufler, przecież napisałem:

Al + NaOH + 3 H2O 3/2 H2 + Na[Al(OH)4]

Jest to reakcja redoks,

. itd