Reazione rompicapo: bilanciamento
Una reazione di ossidoriduzione può essere bilanciata con il metodo del numero di ossidazione o con il metodo delle semireazioni.
Vi sono poi reazioni in cui due specie si ossidano e una si riduce o viceversa che presentano un grado di difficoltà maggiore. Seguendo, tuttavia le regole indicate, si arriva con relativa facilità alla soluzione.
Una reazione che esula da quelle che sono abitualmente proposte è la seguente:
KI + O3 + H2O → I2 + O2 + KOH
Bilanciare questa reazione a vista è molto facile ma è richiesto di bilanciarla con il metodo delle semireazioni.
Dopo aver individuato che K+ è uno spettatore si può senz’altro scriverla come:
I– + O3 + H2O → I2 + O2 + OH–
Semireazioni
Pertanto la semireazione di ossidazione è:
I– → I2
Dopo aver bilanciato la massa e la carica la semireazione diviene:
2 I– → I2 + 2 e–
Rimane quindi:
O3 + H2O → O2 + OH–
Si osserva che sia O3 che O2 hanno numero di ossidazione pari a zero.
Inoltre l’ossigeno sia in H2O che in OH– ha numero di ossidazione pari a -2.
Si individuano quindi due semireazioni:
O3 → OH–
e
H2O → O2
Si bilanciano entrambe:
O3 + 3 H+ + 6 e– → 3 OH–
2 H2O → O2 + 4 H+ + 4 e–
Vi sono quindi tre semireazioni di cui due sono di ossidazione e una è di riduzione:
2 I– → I2 + 2 e–
2 H2O → O2 + 4 H+ + 4 e–
O3 + 3 H+ + 6 e– → 3 OH–
Il totale degli elettroni persi nelle prime due semireazioni sono pari a 2+4= 6 e il numero di elettroni acquistati nella semireazione di riduzione è pari a 6. Si possono quindi sommare membro a membro le tre semireazioni semplificando gli elettroni:
2 I– + 2 H2O + O3 + 3 H+ → I2 + O2 + 4 H+ + 3 OH–
Si semplificano gli ioni H+ presenti a sinistra e a destra:
2 I– + 2 H2O + O3 → I2 + O2 + H+ + 3 OH–
Poiché H+ + OH– → H2O
A destra si può scrivere:
2 I– + 2 H2O + O3 → I2 + O2 + H2O + 2 OH–
Si semplifica H2O a sinistra e a destra:
2 I– + H2O + O3 → I2 + O2 + 2 OH–
Infine si introduce lo ione spettatore:
2 KI + H2O + O3 → I2 + O2 + 2 KOH
la reazione è così bilanciata
