المپیاد شیمی مرحله اول ۱۴۰۱ – پاسخ سوال ۱۸ – مبحث موازنه واکنش اکسایش کاهش

تدریس خصوصی المپیاد شیمی و شیمی کنکور

آموزش شیمی آنلاین (همه شهرها) و حضوری (فقط تهران)

دکتر مهدی نباتی – استاد شیمی رتبه های برتر ایران

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

سوال ۱۸ المپیاد شیمی ۱۴۰۱ مرحله اول

در واکنش زیر، ضریب استوکیومتری ^–OH پس از موازنه کدام است؟

OH^–  +  FeHPO₃  +  OCl^–  →  Fe(OH)₃  +  PO₄^3-  +  Cl^–  +  H₂O

الف: ۳

ب: ۲

ج: ۶

د: ۱

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

پاسخ:

قدم اول:

ابتدا باید ببینیم کدام اتم ها عدد اکسایششان افزایش و کدام اتم ها عدد اکسایششان کاهش پیدا کرده است.

عدد اکسایش Fe در FeHPO₃ برابر با ۲+ بوده و در طرف دوم در Fe(OH)₃ برابر با ۳+ می باشد. بنابراین عدد اکسایش آهن به اندازه ۱ واحد افزایش پیدا کرده است.

از طرفی چون تعداد آهن در ترکیب FeHPO₃ برابر با ۱ می باشد. به همین تغییرات کلی عدد اکسایش آهن ۱ می باشد.

عدد اکسایش P در FeHPO₃ برابر با ۳+ بوده و در طرف دوم در Fe(OH)₃ برابر با ۵+ می باشد. بنابراین عدد اکسایش فسفر به اندازه ۲ واحد افزایش پیدا کرده است.

از طرفی چون تعداد فسفر در ترکیب FeHPO₃ برابر با ۱ می باشد. به همین تغییرات کلی عدد اکسایش فسفر می باشد.

پس در کل، تغییرات عدد اکسایش در ترکیب FeHPO₃ برابر با ۳ واحد افزایش می باشد.

عدد اکسایش Cl در ^–OCl برابر با ۱+ بوده و در طرف دوم در ^–Cl برابر با ۱- می باشد. بنابراین عدد اکسایش کلر به اندازه ۲ واحد کاهش پیدا کرده است.

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

قدم دوم:

حالا میزان تغییرات کلی اعداد اکسایش در دو ترکیب FeHPO₃ و ^–OCl را به صورت اریبی جابجا کرده و به صورت ضریب استوکیومتری برای هم می نویسیم.

OH^–  +  ۲ FeHPO₃  +  ۳ OCl^–  →  Fe(OH)₃  +  PO₄^3-  +  Cl^–  +  H₂O

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

قدم سوم:

سه اتم آهن، فسفر و کلر را در طرف دوم واکنش موازنه می کنیم.

OH^–  +  ۲ FeHPO₃  +  ۳ OCl^–  →  ۲ Fe(OH)₃  +  ۲ PO₄^3-  +  ۳ Cl^–  +  H₂O

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

قدم چهارم:

دو طرف واکنش را از لحاظ بار موازنه می کنیم. در طرف دوم ۹ بار منفی داریم. و در طرف اول ۳ بار منفی داریم. پس برای یون هیدروکسید ضریب ۶ قرار می دهیم تا مجموع بارها در دو طرف واکنش برابر با ۹ بار منفی شود.

۶ OH^–  +  ۲ FeHPO₃  +  ۳ OCl^–  →  ۲ Fe(OH)₃  +  ۲ PO₄^3-  +  ۳ Cl^–  +  H₂O

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

قدم پنجم:

تنها مولکول باقیمانده، مولکول آب است که اگر تعداد هیدروژن را در دو طرف واکنش موازنه کنیم متوجه می شویم که ضریب استوکیومتری مولکول آب باید برابر با ۱ باشد تا تعداد اتم های اکسیژن و هیدروژن در دو طرف واکنش برابر شوند.

از طرفی از نوشتن ضریب استوکیومتری مواد در واکنش ها پرهیز می کنیم. بنابراین واکنش موازنه شده نهایی به صورت زیر است:

۶ OH^–  +  ۲ FeHPO₃  +  ۳ OCl^–  →   ۲ Fe(OH)₃  +  ۲ PO₄^3-  +  ۳ Cl^–  +  H₂O

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

پاسخ صحیح:

با توجه به تحلیل و بررسی انجام شده متوجه می شویم که گزینه ج پاسخ صحیح سوال ۱۸ المپیاد شیمی مرحله اول ۱۴۰۱ می باشد.

تدریس خصوصی آنلاین المپیاد شیمی تهران کرج تبریز مشهد اصفهان شیراز رشت خرم آباد ارومیه اردبیل کرمان اهواز ساری بابل کرمانشاه قم همدان سنندج زنجان

تدریس خصوصی آنلاین المپیاد شیمی تهران کرج تبریز مشهد اصفهان شیراز رشت خرم آباد ارومیه اردبیل کرمان اهواز ساری بابل کرمانشاه قم همدان سنندج زنجان

دکتر مهدی نباتی

استاد المپیاد شیمی ایران

تدریس خصوصی آنلاین المپیاد شیمی تهران کرج تبریز مشهد اصفهان شیراز رشت خرم آباد ارومیه اردبیل کرمان اهواز ساری بابل کرمانشاه قم همدان سنندج زنجان

تدریس خصوصی آنلاین المپیاد شیمی تهران کرج تبریز مشهد اصفهان شیراز رشت خرم آباد ارومیه اردبیل کرمان اهواز ساری بابل کرمانشاه قم همدان سنندج زنجان

تدریس خصوصی آنلاین شیمی کنکور و المپیاد شیمی ایران

تدریس خصوصی آنلاین المپیاد شیمی تهران کرج تبریز مشهد اصفهان شیراز رشت خرم آباد ارومیه اردبیل کرمان اهواز ساری بابل کرمانشاه قم همدان سنندج زنجان