e) [tex]HI + H_{2} SO_{4} =I_{2} +H_{2}S+H_{2}O[/tex]
Zapiszemy sobie tę reakcję w formie jonowej:
[tex]H^{+} +I^{-}+2H^{+}+SO_{4}^{2-}=I_{2}+2H^{+}+S^{2-}+H_{2}O[/tex]
a teraz skrócimy ten zapis o powtarzające się jony:
[tex]H^{+} +I^{-}+SO_{4}^{2-}=I_{2}++S^{2-}+H_{2}O[/tex]
Obecność jonów H⁺ wskazuje nam na kwaśne środowisko reakcji.
W pierwszej kolejności określimy, co nam się utlenienia, a co redukuje.
Utlenia nam się jod, że stopnia utlenienia (-1) na (0).
Redukuje nam się siarka ze stopnia utlenienia (+6) na (-2).
Utleniacz to to, co się redukuje. Reduktor to to, co się utlenia. U nas:
Utleniacz: H₂SO₄
Reduktor: HI
U: [tex]I^{-}---- > I_{2}[/tex]
R: [tex]SO_{4} ^{2-} ---- > S^{2-}[/tex]
W procesie redukcji po lewej stronie występuje nam tlen, natomiast po prawej nie - należy więc po prawej stronie dopisać H₂O, a po lewej H⁺.
Zapisujemy więc nasze reakcje ponownie uwzględniając jednak powyższe i bilansując je:
U: [tex]2I^{-}---- > I_{2}[/tex]
R: [tex]SO_{4} ^{2-} +8H^{+} ---- > S^{2-}+4H_{2}O[/tex]
Teraz należy:
• w procesie utleniania odjąć odpowiednią liczbę elektronów (jod zmienił stopień utlenienia o 1, mamy dwa jody więc odejmujemy 2×1=2 elektrony)
• w procesie redukcji dodać odpowiednią liczbę elektronów (siarka zmieniła stopień utlenienia z +6 na -2, więc dodajemy 6+2=8 elektronów)
Uwzględniając powyższe ponownie zapisujemy połówkowe reakcje utleniania i redukcji:
U: [tex]2I^{-}-2e^{-} ---- > I_{2}[/tex]
R: [tex]SO_{4} ^{2-} +8H^{+} +8e^{-}---- > S^{2-}+4H_{2}O[/tex]
Liczba dodanych elektronów w reakcji redukcji musi być równa liczbie odjętych elektronów w reakcji utleniania, :
U: [tex]8I^{-}-8e^{-} ---- > 4I_{2}[/tex]
R: [tex]SO_{4} ^{2-} +8H^{+} +8e^{-}---- > S^{2-}+4H_{2}O[/tex]
Dodajemy nasze reakcje U i R do siebie:
[tex]8I^{-} +8e^{-}+SO_{4} ^{2-}+8H^{+}+8e^{-}=4I_{2} +S^{2-}+4H_{2} O[/tex]
Redukujemy wyrazy podobne i otrzymujemy zbilansowaną reakcję:
[tex]8I^{-} +SO_{4} ^{2-}+8H^{+}=4I_{2} +S^{2-}+4H_{2} O[/tex]
Teraz podstawiamy te współczynniki pod reakcję zapisaną w sposób cząsteczkowy:
[tex]8HI + H_{2} SO_{4} =4I_{2} +H_{2}S+4H_{2}O[/tex]
b) [tex]SO_{2}+ Br_{2}+H_{2}O=HBr+H_{2}SO_{4}[/tex]
Przykład ten rozwiążemy analogicznie do poprzedniego.
[tex]SO_{2}+Br_{2}+H_{2}O=H^{+} +Br_{-}+2H^{+}+SO_{4}^{2-}[/tex]
Obecność jonów H⁺ wskazuje nam na kwaśne środowisko reakcji.
Utlenia nam się siarka, że stopnia utlenienia (+4) na stopień utlenienia (+6).
Redukuje nam się brom, że stopnia utlenienia (0) na (-1).
Utleniacz: Br₂
Reduktor: SO₂
U: [tex]SO_{2} ---- > SO_{4}^{2-}[/tex]
R: [tex]Br_{2}---- > Br^{-}[/tex]
W reakcji utleniania po lewej stronie dopisujemy H2O (bo po lewej stronie jest mniej tlenu niż po prawej), a po prawej stronie dopisujemy H⁺.
Obie reakcje bilansujemy:
U: [tex]SO_{2}+2H_{2}O ---- > SO_{4}^{2-}+4H^{+}[/tex]
R: [tex]Br_{2}---- > 2Br^{-}[/tex]
• W procesie utleniania odejmujemy 2 elektrony (bo siarka zwiększyła stopień utlenienia o 2)
• W procesie redukcji dodajemy 2 elektrony (bo brom zmienił stopień utlenienia o 1, a mamy dwa bromy, więc 2×1=2)
U: [tex]SO_{2}+2H_{2}O-2e^{-} ---- > SO_{4}^{2-}+4H^{+}[/tex]
R: [tex]Br_{2}+2e^{-} ---- > 2Br^{-}[/tex]
W obu reakcjach liczba elektronów jest taka sama. Można dodać do siebie te reakcje:
[tex]SO_{2}+ 2H_{2}O-2e^{-} +Br_{2}+2e^{-}=SO_{4}^{2-} +4H^{+}+2Br^{-}[/tex]
Redukujemy wyrazy podobne i otrzymujemy zbilansowaną reakcję:
[tex]SO_{2}+ 2H_{2}O +Br_{2}=SO_{4}^{2-} +4H^{+}+2Br^{-}[/tex]
Zauważ, że po prawej stronie reakcji mamy 4 jony H⁺ - dwa z nich są związane z anionem siarczanowym (VI), a drugie dwa z anionami Br⁻:
[tex]SO_{2}+ 2H_{2}O +Br_{2}=[SO_{4}^{2-} +2H^{+}]+[2H^{+}+2Br^{-}][/tex]
W wyniku czego zbilansowana reakcja ma następującą postać:
[tex]SO_{2}+2H_{2}O+ Br_{2}=H_{2}SO_{4}+2HBr[/tex]
