Redox SnS + H2O + HNO3 --> H2SnO3 + H2SO4 + NO

[marco_1004]

salve ragazzi ho un problema con questa redox:

SnS + H2O + HNO3 H2SnO3 + H2SO4 + NO

da svolgersi con metodo ionico elettronico. Ho dedotto che lo stagno si ossida (passa da +2 a +4), l'azoto si riduce (passa da +5 a +2) e lo zolfo si ossida (passa da -2 a + 6)

Ho spezzato prima in forme ioniche o molecolari in base al carattere elettrolitico:

NO3(-) + H(+)+ S(-)+ H2O + Sn(+) --- NO + SnO3 (2-) + 2H(+) + SO4 (2-) + 2H(+)
 
poi ho proceduto al calcolo di ciascuna semi reazione:

1) Sn(+) + 3H2O --- SnO3 (2-) + 6H(+) + 3e                 (x3)

2) NO3(-) + 4H(+) + 3e --- NO + 2H2O                         (x10)

3) S(-)+ 4H2O -- SO4 (2-) + 8H(+) + 7e                        (x3)


ho poi determinato i coefficienti per cui si deve moltiplicare ciascuna reazione (indicati già tra parentesi) 
Ora viene il problema, andando infatti a sommare le semireazioni ottengo:

10NO3(-) + 40H(+)+ 3S(-)+ 12H2O + 3Sn(+) + 9H2O --- 10NO + 20H2O + 3SnO3 (2-) + 42H(+) + 3SO4 (2-) 

andando a semplificare:

10NO3(-) + 10H(+)+ 3S(-)+ 12H2O + 3Sn(+) + 9H2O --- 10NO + 20H2O + 3SnO3 (2-) + 12H(+) + 3SO4 (2-)

Ora sugli appunti che dobbiamo aggiungere le specie chimiche elettronicamente non attive, ma quando ho scomposto io avevo degli ioni H(+), i quali però partecipano alla reazione quindi mi chiedevo se andassero aggiunti o meno... Mi potete delucidare questa cosa? 

Grazie a tutti

[LuiCap]

Hai attribuito i corretti numeri di ossidazione agli elementi che si ossidano, ma poi nelle semireazioni di ossidazione li hai sbagliati

L'SnS è un composto poco solubile in acqua, quindi anche nella forma ionica va scritto indissociato.
L'H2SnO3 è un acido debole, quindi anche nella forma ionica va scritto indissociato.

3 x (SnS + 7H2O H2SnO3 + SO4(2-) + 12H+ + 102-)
10 x (NO3- + 3e- + 4H+ NO + 2H2O)
------------------------------------------------------------------
3SnS + 10NO3- + 4H+ + H2O 3H2SnO3 + 3SO4(2-) + 10NO........... redox bilanciata in forma ionica
3SnS + 10HNO3 + H2O 3H2SnO3 + 3H2SO4 + 10NO.......................redox bilanciata in forma molecolare

[marco_1004]

Innanzitutto grazie mille della risposta, le volevo chiedere però alcuni chiarimenti riguardo ad alcuni dubbi.
Prima di tutto mi chiedevo come si fa a determinare se una specie si dissocia completamente in acqua o meno. 

Le riporto il procedimento che ci ha dato il professore per la risoluzione della redox 
   

In particolare non mi sono chiare le seguenti cose:
1) "Considerando le specie in forma ionica o molecolare" vuol dire che si devono considerare tutte in forma ionica o tutte in forma molecolare oppure che in base al tipo di composto (quindi se si dissocia o meno in acqua) si considera una delle due?
2) "Bilanciare la reazione globale considerando le specie che non prendono parte alla redox (non elettroattive)" 
Una volta arrivati all'espressione della redox in forma ionica come si procede?? 

ad esempio una volta giunti a questa:
3SnS + 10NO3- + 4H+ + H2O  3H2SnO3 + 3SO4(2-) + 10NO

dobbiamo sommare 6H+ a destra e sinistra per poterli combinare rispettivamente con i 10NO3- e con i 3SO4(2-) ?

[LuiCap]

Il metodo di bilanciamento delle redox indicato dal tuo docente è corretto.
Io in realtà ne uso un altro, ma il concetto generale non cambia: ogni semireazione deve essere bilanciata sia dal punto di vista del numero degli atomi, sia dal punto di vista delle cariche elettriche reali.

Qualsiasi reazione chimica dovrebbe sempre essere scritta indicando al pedice delle specie chimiche il loro stato fisico.
Per la redox da bilanciare in questione:

SnS(s) + HNO3(aq) + H2O(l) H2SnO3(aq) + H2SO4(aq) + NO(g)

Se gli stati fisici vengono omessi come di solito viene fatto, per i composti ionici ci si deve affidare ad altre conoscenze:
- gli acidi forti sono: HCl, HBr, HI, HNO3, HClO4, H2SO4 solo per la prima dissociazione (ma nelle redox si considera forte per entrambe le dissociazioni);
- tutti gli altri acidi sono deboli, compresi gli acidi organici;
- sono solubili in acqua i sali di sodio, potassio e ammonio;
- per i sali degli altri cationi occorre conoscere le regole generali di solubilità:
   

Per trasformare la redox in forma ionica bilanciata:
3SnS + 10NO3- + 4H+ + H2O 3H2SnO3 + 3SO4(2-) + 10NO
nella forma molecolare basta riassociare gli H+ e gli NO3- nei reagenti, posso aumentare gli H+, ma non gli NO3-:
3SnS + 10HNO3 + H2O 3H2SnO3 + 3SO4(2-) + 10NO
A questo punto riassocio gli H+ mancanti a destra (6) agli SO4(2-):
3SnS + 10HNO3 + H2O 3H2SnO3 + 3H2SO4 + 10NO
... ed il gioco è fatto!!!

---

Se non vuoi considerare un'unica semireazione di ossidazione, ne devi considerare due separate e poi sommarle:

S(2-) + 4H2O SO4(2-) + 8H+ + 8e-
Sn(2+) + 3H2O H2SnO3 + 4H+ + 2e-
--------------------------------------------------------------------
S(2-) + Sn(2+) + 7 H2O SO4(2-) + H2SnO3 + 12H+ + 10e-

[marco_1004]

perfetto grazie mille delle risposte. Ma se avessi diviso ad esempio H2SnO3 in 2H+ + SnO3 (2-) è sbagliato dal punto di vista formale o anche dal punto di vista matematico per cui il risultato non torna??

Per la seguente realzione
Na2SO4 + Bi2(SO4)3 + Fe(SO4)3 - NaBiO3 + FeS + H2SO4

si ha che:
1) FeS non si ionizza
2) Bi2(SO4)3 si ionizza in Bi2(6+) + (SO4)3(6-)
3) Fe2(SO4)3 si ionizza in Fe2(6+)+ (SO4)3(6-)
4) Na2SO4 si ionizza in Na2 (2+) + SO4 (2-)
5) H2SO4 si ionizza in 2H+ + SO4 (2-)

Corretto??
Per il NaBiO3 come ci si comporta??

[LuiCap]

Ma se avessi diviso ad esempio H2SnO3 in 2H+ + SnO3 (2-) è sbagliato dal punto di vista formale o anche dal punto di vista matematico per cui il risultato non torna??
È sbagliato solo dal punto di vista formale.

Na2SO4 + Bi2(SO4)3 + Fe2(SO4)3 - NaBiO3 + FeS + H2SO4

si ha che:
1) FeS non si ionizza
OK
2) Bi2(SO4)3 si ionizza in Bi2(6+) + (SO4)3(6-)
No, 2 Bi(3+) + 3 SO4(2-)
3) Fe2(SO4)3 si ionizza in Fe2(6+)+ (SO4)3(6-)
No, 2 Fe(3+) + 3 SO4(2-)
4) Na2SO4 si ionizza in Na2 (2+) + SO4 (2-)
No, 2 Na+ + SO4(2-)
5) H2SO4 si ionizza in 2H+ + SO4 (2-)
OK

Per il NaBiO3 come ci si comporta??
Nella tabella delle solubilità mancavano queste due importanti regole:
- tutti i sali dei metalli alcalini e dello ione ammonio sono solubili in acqua; l'unica eccezione è l'Li2CO3 che è insolubile in acqua;
- gli acidi forti sono: HCl, HBr, HI, HClO4, HNO3, H2SO4 (solo per la prima dissociazione), ma nelle redox si considera forte per entrambe le dissociazioni; tutti gli altri acidi, compresi quelli organici sono deboli.

Per il bilanciamento della redox io eseguo i seguenti passaggi:

   

[marco_1004]

Guarda tutto chiarissimo ad eccezione della ragione per cui si deve moltiplicare per 2. Tenendo conto del numero di ioni che si formano di ogni specie chimica, non avremmo dovuto effettuare tale moltiplicazione giusto??

[LuiCap]

Seguendo il metodo delle due semireazioni indicato dal tuo docente i passaggi da eseguire sono:

   

Come vedi la redox risulta egualmente bilanciata, però nei prodotti compare l'Na2S che non era indicato nella redox iniziale non bilanciata.
In conclusione, senza voler peccare di presunzione, il mio metodo è più corretto

---

Se non si moltiplica per 2 la redox bilanciata in forma ionica si ottiene una redox bilanciata in forma molecolare con alcuni coefficienti non interi

   

[marco_1004]

Come si fa a stabilire che in realtà è l' SO4 del ferro s reagire e non quello del sodio? Comunque tutto chiarissimo

Quindi se non considero le quantità degli ioni non avrò sicuramente problemi poi nel passaggio a forma molecolare?

Le volevo infine chiedere se esiste qualche libro che spiega in maniera molto dettagliata suddetto metodo perché su internet non sono riuscito a trovare nulla di approfondito

La volevo ringraziare molto per l'aiuto che mi sta dando

[LuiCap]

Come si fa a stabilire che in realtà è l' SO4 del ferro s reagire e non quello del sodio?
È assolutamente inutile stabilirlo: non esistono molecole di Na2SO4, Fe2(SO4)3 e Bi2(SO4)3 perché sono composti ionici già allo stato fisico solido; in acqua si dissociano in Na+ Fe3+ Bi3+ e SO4(2-), perciò gli ioni SO4(2-) non appartengono più ad alcuno dei tre cationi.

Quindi se non considero le quantità degli ioni non avrò sicuramente problemi poi nel passaggio a forma molecolare?
Esatto.
Tutte le reazioni che coinvolgono composti ionici andrebbero scritte in forma ionica.
Esempio: reazione di doppio scambio:
Na3PO4 + Fe2(SO4)3
Na+ + PO4(3-) + Fe3+ + SO4(2-) FePO4(s) + Na+ + SO4(2-)
La vera reazione che avviene è:
PO4(3-) + Fe3+ FePO4(s)
Gli ioni Na+ e SO4(2-) sono solo ioni spettatori che non partecipano alla reazione e restano liberi in soluzione acquosa.

Per il bilanciamento delle redox ti consiglio questi file:
http://online.scuola.zanichelli.it/chimi.../esp71.pdf
http://online.scuola.zanichelli.it/ruffo...uzione.pdf