Odpowiedź :
Etapy rozwiązania:
1. Ustalimy stopnie utlenienia pierwiastków, aby znaleźć te, które zmieniają swój stopień utlenienia.
II III -II I IV -II 0 III -II I VI -II IV -II
[tex]Fe(CrO_{2})_{2}+K_{2}CO_{3} +O_{2}=Fe_{2}O_{3}+K_{2}CrO_{4}+CO_{2}[/tex]
Nad każdym pierwiastkiem zapisaliśmy jego stopień utlenienia.
Reguły dotyczące ustalania stopni utlenienia, o których musimy pamiętać:
- stopień utlenienia pierwiastka w stanie wolnym wynosi zero (np. O₂)
- pierwiastki leżące w 1 grupie układu okresowego w związkach mają stopień utlenienia równy I, a w grupie 2 - II;
- tlen ma stopień utlenienia -II (z kilkoma wyjątkami np. w przypadku nadtlenków, w których ma -I);
- wodór ma stopień utlenienia I (z wyjątkiem wodorków, w których ma -I);
- suma stopni utlenienia pierwiastków, które wchodzą w skład związku chemicznego wynosi zero; a w przypadku jonów suma ta jest równa ładunkowi jonu;
W powyższym równaniu swój stopień utlenienia zmieniły następujące pierwiastki:
- żelazo, które zmieniło swój stopień utlenienia z II na III (stopień utlenienia zwiększył się, a więc jest to reakcja utleniania);
- chrom, który zmienił swój stopień utlenienia z III na VI (stopień utlenienia zwiększył się, a więc jest to reakcja utleniania);
- tlen, który zmienił swój stopień utlenienia z 0 na -II (stopień utlenienia obniżył się, a więc jest to reakcja redukcji).
Z powyższych rozważań wynika, że w przedstawionym równaniu mamy do czynienia z dwiema reakcjami utleniania i jedną reakcją redukcji.
2. Następnie określimy ile elektronów zostaje oddanych lub przyjętych przez atomy pierwiastków, które zmieniły stopień utlenienia.
W przypadku reakcji redukcji atom przyjmuje elektrony, a w przypadku reakcji utleniania atom oddaje elektrony.
II III
2Fe ⇒ 2Fe + 2e⁻
III VI
2Cr ⇒ 2Cr + 6e⁻
0 -II
2O + 4e⁻ ⇒ 2O
3. Następnie wymnożymy te trzy równania tak aby liczba elektronów przyjętych i oddanych była jednakowa.
II III
2Fe ⇒ 2Fe + 2e⁻ /·2
III VI
2Cr ⇒ 2Cr + 6e⁻ /·4
0 -II
2O + 4e⁻ ⇒ 2O /·7
Po wymnożeniu:
II III
4Fe ⇒ 4Fe + 4e⁻
III VI
8Cr ⇒ 8Cr + 24e⁻
0 -II
14O + 28e⁻ ⇒ 14O
4. Teraz zapiszemy te trzy równania w postaci jednego równania (lewe strony tych równań przyrównamy do prawych stron).
4Fe + 8Cr + 14O + 28e⁻ ⇒ 4Fe + 4e⁻ + 8Cr + 24e⁻ + 14O
4Fe + 8Cr + 14O + 28e⁻ ⇒ 4Fe + 8Cr + 28e⁻ + 14O
Elektrony można skrócić:
4Fe + 8Cr + 14O ⇒ 4Fe + 8Cr + 14O
5. Teraz uwzględnimy otrzymane liczby atomów w równaniu początkowym.
[tex]4Fe(CrO_{2})_{2}+K_{2}CO_{3} +7O_{2}=2Fe_{2}O_{3}+8K_{2}CrO_{4}+CO_{2}[/tex]
6. Przed pozostałymi związkami musimy dobrać współczynniki poprzez policzenie atomów potasu i tlenu.
[tex]4Fe(CrO_{2})_{2}+8K_{2}CO_{3} +7O_{2}=2Fe_{2}O_{3}+8K_{2}CrO_{4}+8CO_{2}[/tex]
Wszystkie współczynniki stechiometryczne zostały uzgodnione.