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Bilanciamento di ossido-riduzioni con composti organici

Come si effettua il bilanciamento di reazioni redox con composti organici

Il bilanciamento di reazioni redox in cui sono coinvolti composti organici viene fatto usualmente utilizzando il metodo ione-elettrone chiamato anche metodo delle semireazioni.

Prima di procedere con un esempio di bilanciamento vi consigliamo la lettura di queste due dispense:

come si bilanciano le reazioni redox;

come si attribuisce il numero di ossidazione ai composti organici.

Bilanciamo la seguente reazione.

K2Cr2O7 + CH3CH2OH → KCr(SO4)2 · 12H2O + CH3CHO

1) Scriviamo la reazione in forma ionica

Cr2O72-+ CH3CH2OH → Cr3+ + CH3CHO

2) Attribuiamo i numeri di ossidazione ai vari elementi e individuiamo le semireazioni di ossidazione e di riduzione.

Il cromo diminuisce il suo numero di ossidazione da +6 a +3 (reazione di riduzione) mediante un acquisto di 3 elettroni, mentre ogni atomo di carbonio (attenzione: ce ne sono due) passa da -2 a -1 (reazione di ossidazione) mediante perdita di un elettrone.

3) Scriviamo separatamente le due semireazioni.

Cr2O72- → Cr3+ (reazione di riduzione)

CH3CH2OH → CH3CHO (reazione di ossidazione)

4) Bilanciamo gli elementi che partecipano alla reazione di ossidazione e di riduzione e determiniamo il numero di elettroni persi ed acquistati nelle due semireazioni.

6e- + Cr2O72- → 2 Cr3+

CH3CH2OH → CH3CHO + 2e-

5) Bilanciamo le cariche utilizzando ioni H+ e aggiungiamo molecole di H2O per bilanciare il numero di atomi di ossigeno.

14H+ + 6e- + Cr2O72- → 2 Cr3+ + 7H2O

CH3CH2OH → CH3CHO + 2e- + 2H+

6) Eguagliamo gli elettroni ceduti con quelli acquistati.

Moltiplichiamo la seconda semireazione x3

14H+ + 6e- + Cr2O72- → 2 Cr3+ + 7H2O

3 CH3CH2OH → 3 CH3CHO + 6e- + 6H+

7) Sommiamo le due semireazioni e semplifichiamo gli elettroni.

8H+ + Cr2O72- + 3 CH3CH2OH → 2 Cr3+ + 7H2O + 3 CH3CHO

8) Inseriamo i coefficienti stechiometrici appena trovati (solo di quelle specie che si ossidano o che si riducono) nell'equazione chimica iniziale.

1 K2Cr2O7 + 3 CH3CH2OH → 2 KCr(SO4)2 · 12H2O + 3 CH3CHO

9) Bilanciamo le massa

Allo scopo di bilanciare i gruppi SO4 ggiungiamo 4 H2SO4 tra i reagenti

1 K2Cr2O7 + 3 CH3CH2OH + 4 H2SO4 → 2 KCr(SO4)2 · 12H2O + 3 CH3CHO

Contiamo le molecole di acqua:

a sinistra: 7 + 3 + 16 = 26

a destra: 40 + 3 = 43

Aggiungiamo quindi 17 molecole di acqua a sinistra.

K2Cr2O7 + 3 CH3CH2OH + 4 H2SO4 + 17 H2O → 2 KCr(SO4)2 · 12H2O + 3 CH3CHO

Contiamo gli atomi di idrogeno:

a sinistra: 18 + 8 + 34 = 60

a destra = 48 + 12= 60

La reazione è bilanciata!

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