Alessandro ha scritto:
Cara professoressa, come si bilancia la seguente reazione di ossidoriduzione?
K2Cr2O7 + CH3CH2OH + H2SO4 → KCr(SO4)2·12 H2O + CH3CHO
La ringrazio in anticipo.
Questa è la risposta:
Quando in una reazione redox sono coinvolti composti organici, è consigliabile procedere al bilanciamento applicando il metodo ionico-elettronico. In questo caso, infatti, il metodo della variazione del numero di ossidazione comporta spesso l’utilizzo per l’atomo di carbonio di numeri di ossidazione medi e con valori non interi, dovuti al fatto che gli atomi di carbonio di una molecola organica hanno un diverso stato di ossidazione a seconda della posizione nella catena carboniosa e dell’appartenenza a un certo gruppo funzionale (per esempio, il numero di ossidazione medio di C in CH3CH2CHO = -4/3 = 1,33).
È necessario pertanto riscrivere la reazione in forma ionica netta e poi procedere al bilanciamento secondo le tappe descritte nell’articolo pubblicato il 5 giugno 2010. Lo schema della reazione in forma ionica netta è:
Cr2O72- + CH3CH2OH + H+ → Cr3+ + CH3CHO
I risultati delle tappe del bilanciamento pertanto sono:
1. Cr2O72- → Cr3+ CH3CH2OH → CH3CHO
2. Cr2O72- → 2 Cr3+ CH3CH2OH → CH3CHO
3. Cr2O72- → 2 Cr3+ + 7 H2O CH3CH2OH → CH3CHO
4. Cr2O72- + 14 H+ → 2 Cr3+ + 7 H2O CH3CH2OH → CH3CHO + 2 H+
5. Cr2O72- + 14 H+ + 6 e– → 2 Cr3+ + 7 H2O CH3CH2OH → CH3CHO + 2 H+ + 2 e–
6. Cr2O72- + 14 H+ + 6 e– → 2 Cr3+ + 7 H2O 3×(CH3CH2OH → CH3CHO + 2 H+ + 2 e–)
7. Cr2O72- + 3 CH3CH2OH + 14 H+ + 6 e– → 2 Cr3+ + 3 CH3CHO + 7 H2O + 6 H+ + 6 e–
8. Cr2O72- + 3 CH3CH2OH + 8 H+ → 2 Cr3+ + 3 CH3CHO + 7 H2O
Questa è l’equazione ionica netta bilanciata; se si vuole riscrivere l’equazione in forma molecolare è necessario ricombinare gli ioni positivi (Cr3+ e H+) e negativi (Cr2O72-) dell’equazione con gli ioni negativi (SO42-) e positivi (K+) presenti in soluzione; quindi:
K2Cr2O7 + 3 CH3CH2OH + 4 H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3 CH3CHO + K2SO4 + 7 H2O
Infine, se si tiene conto del fatto che lo schema di reazione iniziale presentava come prodotto il sale doppio idrato KCr(SO4)2·12 H2O, si possono accorpare le formule del solfato di cromo(III) e del solfato di potassio e bilanciare opportunamente le molecole di acqua di idratazione, cioè:
K2Cr2O7 + 3 CH3CH2OH + 4 H2SO4 + 5 H2O → 2 KCr(SO4)2·12 H2O + 3 CH3CHO + K2SO4
Ecco fatto…è un po’ lungo ma non impossibile!
Ciao e buon lavoro!