Reakcja dysproporcjonowania — zasada
Reakcja dysproporcjonowania to reakcja, w której ta sama substancja jednocześnie się utlenia i redukuje. Wymaga pośredniego stopnia utlenienia.
Reakcja dysproporcjonowania to reakcja, w której ta sama substancja jednocześnie się utlenia i redukuje. Część atomów podwyższa stopień utlenienia, część obniża.
Na czym polega
W zwykłej reakcji redoks jedna substancja oddaje elektrony, a druga je przyjmuje. Przy dysproporcjonowaniu obie role pełni ten sam pierwiastek.
Warunkiem jest występowanie pierwiastka na pośrednim stopniu utlenienia. Musi mieć możliwość zarówno podwyższenia, jak i obniżenia tej wartości — dlatego pierwiastek na stopniu skrajnym nigdy nie ulega tej reakcji.
Przykłady
- Chlor w wodzie — powstają kwas chlorowy I oraz chlorowodór
- Nadtlenek wodoru — rozkład na wodę i tlen
- Reakcja Cannizzaro — aldehyd daje alkohol i kwas
- Tlenek azotu IV w wodzie — powstają dwa różne kwasy
Rozkład nadtlenku wodoru jest przykładem najprostszym. Tlen występuje w nim na stopniu minus jeden — część atomów przechodzi na minus dwa w wodzie, a część na zero w tlenie cząsteczkowym.
Jak rozpoznać w zadaniu
Wystarczy obliczyć stopnie utlenienia po obu stronach równania. Jeśli ten sam pierwiastek pojawia się wśród produktów na dwóch różnych stopniach, mamy dysproporcjonowanie.
Wskazówką bywa też jeden substrat dający dwa produkty zawierające ten sam pierwiastek. Rachunek stopni utlenienia rozstrzyga jednak pewniej niż wygląd równania, bo podobny układ mogą mieć reakcje innego typu.
Reakcja odwrotna
Proces przeciwny, w którym dwie formy tego samego pierwiastka dają jedną o stopniu pośrednim, nazywa się komproporcjonowaniem albo synproporcjonowaniem.
Przykładem jest reakcja siarkowodoru z tlenkiem siarki IV, dająca siarkę elementarną. Oba procesy pokazują, że ten sam pierwiastek może być zarówno utleniaczem, jak i reduktorem — decyduje o tym stopień utlenienia, a nie rodzaj atomu.
Stopnie utlenienia w skrócie
- Pierwiastek w stanie wolnym — zawsze zero
- Tlen w związkach — zwykle minus dwa
- Wodór — zwykle plus jeden
- Suma w cząsteczce obojętnej — zero
Ostatnia reguła pozwala wyliczyć wartość dla dowolnego pierwiastka w związku. Bez niej rozpoznanie dysproporcjonowania sprowadza się do zgadywania, więc warto ją opanować przed przystąpieniem do zadań z reakcji redoks.
Znaczenie praktyczne
Dysproporcjonowanie chloru w wodzie leży u podstaw dezynfekcji basenów i wody pitnej. Powstający kwas chlorowy I działa bakteriobójczo.
Ten sam mechanizm tłumaczy działanie wybielaczy zawierających podchloryn. Zjawisko opisywane w podręczniku jako abstrakcyjny typ reakcji ma więc bezpośrednie zastosowanie w rozwiązaniach używanych codziennie.