Mi a legegyszerűbb magyarázat erre a sztöchiometriai feladatra?

Az egyenletben szereplő sztöchiometriai számok azt adják meg, milyen molarányban reagálnak egymással az anyagok (illetve ehhez képest milyen arányban képződnek a termékek.)

Tehát az egyenlet alapján adott anyagmennyiségű oxigén képződése négyszer ekkora anyagmennyiségű ezüst képződésével jár (2 / 0,5 = 4).

Ebből következik, hogy ha 0,01 mol oxigén képződik, akkor négyszer ennyi, 0,04 mol ezüst fog mellette képződni.

2/0,5=4

Szorozd fel a sztöchiometriai számokat kettővel.

Fél mol helyett lesz 1 MOL oxigénünk, de 4 mol ezüstünk.

Hát mert ilyen arányban képződnek a reakció során. ¯\_(ツ)_/¯

Ez az egyenlet mondjuk eleve elég érdekes, mert szerintem nem nagyon megy végbe ez a reakció... (Vagy ha mégis, akkor csak valami extrém körülmények között.)

Mindenesetre azért azt meg lehet mondani, mi lenne, ha tényleg így menne végbe a reakció. Az egyenetek rendezése egyrészt az anyagmegmaradás (és ionegyenletek esetében töltésmegmaradás) szabálya alapján történik: az egyenlet mindkét oldalán ugyanannyi atomnak kell lennie.

Másrészt ez itt konkrétan egy redoxireakció (azaz elektronátmenettel járó reakció), így kontkrétan meg tudjuk mondani, hogy mi történik (illetve történne, ha végbemenne).

Először sokszor praktikusabb az egyenletet felírni úgy, hogy az összes sztöchiometriai együttható egész szám legyen. (Az általad felírt forma is helyes, de talán egészszámokkal könnyebben megérthető). Jelen esetben meg kell szorozni az összes együtthatót 2-vel:

4 AgNO3 + 2 H2O = 4 Ag + 4 HNO3 + O2

Jelen esetében érdemes az egyenletet ionegyenletként felírni, mert így jobban látjuk, mi vesz részt a reakcióban. Az AgNO3 ionvegyület, Ag+ és NO3- ionokból áll. A salétromsav erős sav, hidrogéniont ad le minden savmolekula vizes oldatban, így ezt is fel lehet írni ionos formában. Az egyenlet átírva:

4 Ag+ + 4 NO3- + 2 H2O = 4 Ag + 4 H+ + 4 NO3- + O2

(Megjegyzem, hidrogénion önmagában valójában nem fordul elő az oldatban, csak oxóniumion formájában, vízhez kötődve, de általában így szokták felírni, az egyszerűség kedvéért.)

Észrevehető, hogy az nitrátionnal az égvilágon semmi nem történt, ezért azt elhagyhatjuk az egyenletből (ezért jobb az ionegyenlet):

4 Ag+ + 2 H2O = 4 Ag + 4 H+ + O2

Az eddigi játék pusztán arra volt jó, hogy átalakítsuk úgy az egyenletet, hogy jobban lássuk, mi történik. Mint említettem, ez egy elektronátmenettel járó reakció. A reakcióban lesz egy elektronfelvevő reagens (oxidálószer) és egy elektronleadó (redukálószer). Erre felírható két félreakció. Az könnyen belátható, hogy az ezüstionok fognak elektront felvenni (fejenként egyet):

Ag+ + e- = Ag

Ha az ezüst ionokat és atomokat kivesszük az egyenletből, ez marad:

2H2O = 4 H+ + O2 + ...

Az ordít az egyenletről, hogy nem teljes (ezt akartam a pontozással jelölni), hiszen nem teljesül a töltésmegmaradás, a baloldalnak nincs töltése a jobboldalnak viszont +4. Értelelmszerűen ezt ki kéne valamivel egyensúlyozni. Az pedig elég triviális, hogy ha a vizet hidrogénionokra és elemi oxigénra bontjuk, akkor mellettük még elektronok fognak képződni:

2H2O = 4 H+ + O2 + 4 e-

Mint látszik, egy oxigénmolekula képződése során négy elektron szabadul fel. Ugyanakkor azt is láttuk a korábbi egyenletből, hogy egy ezüstion ezüstatommá alakításához pusztán egy elektron kell. Azaz az egy oxigénmolekula képződése során felszabaduló négy elektron négy ezüstatom képzésére elég. Ezért fog négyszer annyi ezüstatom képződni, mint amennyi oxigénmolekula.

"3: akkor ha 3 mól lenne az ezüst előtt, akkor 3:0,5 akkor 6-al kellene megszoroznom a 0,01-et? Mert akkor már világos."

Igen.

"4: ez egy elektrolízises feladat bruttóegyenlete."

Ja értem, úgy végbe mehet.

Legegyszerűbben?

Mert nincs FÉL oxigén molekula, meg semmilyen FÉL molekula.

Tehát helyesen az egyenlet: 4Ag + O2