Da ossido di manganese a cloruro di manganese
Esempio: Facciamo reagire l’ossido di manganese con l’acido cloridrico, per ottenere cloruro di manganese, cloro molecolare e acqua.
MnO2 + HCl = MnCl2 + Cl2 + H2O
1° n.o. reagenti
Attribuiamo il numero di ossidazione ai reagenti, i reagenti sono a sinistra, e iniziamo con l’ossigeno:
tranne che nei perossidi, ha sempre numero di ossidazione – 2,
nel MnO2 ci sono due atomi di ossigeno,
per cui nella molecola gli ossigeni avranno stato di ossidazione – 4.
L’ossido di manganese è una molecola neutra, se lo stato di ossidazione degli ossigeni è – 4, significa che lo stato di ossidazione del manganese è + 4.
Nell’acido cloridrico l’idrogeno è – 1 quando reagisce con gli elementi del primo e secondo gruppo, altrimenti l’idrogeno è + 1. Con il cloro l’idrogeno è + 1. L’acido cloridrico è una molecola neutra quindi il cloro sarà forzatamente – 1.
2° n.o. prodotti
Attribuiamo il numero di ossidazione ai prodotti, andiamo a destra dove ci sono i prodotti della reazione:
il cloro molecolare Cl2 ha numero di ossidazione zero, l’acqua ha + 1 per ogni idrogeno e – 2 per l’ossigeno. Un discorso più articolato per il cloruro di manganese MnCl2:
Il cloro ha 3,16 di elettronegatività, Il manganese ha 1,55 di elettronegatività, quindi gli elettroni di legame vanno sul cloro. Fra i numeri di ossidazione del cloro l’unico negativo è – 1, fra i numeri di ossidazione del manganese il minore è + 2, quindi saranno necessari due atomi di cloro per un atomo di manganese per avere una molecola neutra.
3 mettiamo assieme reagenti e prodotti
Eliminiamo la riga dei totali delle ossidazioni sottostanti
Il manganese passando da + 4 a + 2 si è ridotto; e il cloro passando da -1 a 0 si è ossidato.
La semireazione di ossidazione
La semireazione di ossidazione riguarda il cloro.
Osserviamo che il cloro passa da -1 a 0, vuol dire che ha perso un elettrone, lo stato di ossidazione è aumentato, il cloro si è ossidato, ogni molecola di Cl2 ha perso 2 x 1= 2 elettroni
quindi
vuol dire che c’erano 2 molecole di HCl.
La semireazione di riduzione
Lo stato di ossidazione del manganese diminuisce da + 4 a + 2: ha acquisito 2 elettroni, si è ridotto lo stato di ossidazione del manganese:
Il manganese acquisisce i 2 elettroni ceduti dal cloro, passando da più 4 a più 2:
Lo scambio di elettroni tra cloro e manganese ha dato zero, non ci sono elettroni in avanzo.
5 mettiamo a posto le masse
Ora sappiamo che le cariche sono a posto, ma non abbiamo messo a posto il numero delle specie chimiche in gioco.
Riscriviamo la formula iniziale tenendo conto di 2 HCl:
MnO2 + 2HCl = MnCl2 + Cl2 + H2O
Pur avendo aggiustato l’HCl abbiamo solo 2 cloro a sinistra contro i 4 a destra, per cui correggiamo ancora:
MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + H2O
Gli idrogeni sono 4 a sinistra, per averne 4 a destra bisogna portare a 2H2O
MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O
Anche gli ossigeni sono a posto, è ok.
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