Cara setengah tindak balas: algoritma

Banyak proses kimia diuji dengan darjah perubahan pengoksidaan atom yang membentuk sebatian reaktif. Menulis persamaan tindak balas jenis redoks sering disertai dengan kesukaran dalam menentukan pekali sebelum setiap bahan formula. Bagi tujuan ini, kaedah telah dibangunkan yang berkaitan dengan keseimbangan taburan cas elektronik atau elektronik ionik. Artikel ini menjelaskan cara kedua sehingga persamaan.

Cara setengah tindak balas, intipati

Beliau juga dikenali sebagai elektron-ion pengganda pekali pengagihan kira-kira. Berdasarkan kaedah untuk bertukar-tukar zarah bercas negatif antara anion atau kation dalam medium pembubaran itu dengan nilai pH yang berbeza.

Dalam tindak balas pengoksidaan dan penurunan yang elektrolit jenis terlibat dengan ion negatif atau caj positif. Persamaan spesies ion molekul, kaedah tindak balas setengah berdasarkan terlibat, jelas menunjukkan intipati proses lain.

Untuk membentuk keseimbangan elektrolit menggunakan notasi link khas kuat seperti zarah ion dan sambungan yang longgar, dan deposit gas dalam bentuk molekul undissociated. komposisi mesti menunjukkan litar zarah yang menukar tahap mereka pengoksidaan. Untuk menentukan medium pembubaran dalam imbangan mewakili berasid (H ^+), alkali (OH ^-) dan neutral (H ₂ O) syarat.

Untuk apa digunakan?

Kaedah WRA ditujukan kepada persamaan setengah tindak balas bertulis ionik berasingan untuk proses pengoksidaan dan penurunan. Baki akhir akan menjadi jumlah mereka.

peringkat pelaksanaan

Penulisan mempunyai keunikan sendiri kaedah setengah tindak balas. algoritma terdiri daripada langkah-langkah berikut:

- Langkah pertama adalah untuk menulis formula untuk semua bahan tindak balas. Sebagai contoh:

H ₂ S + KMnO ₄ + HCl

- Kemudian anda perlu memasang ciri dari sudut kimia berpendapat, setiap komponen proses. Dalam tindak balas ini, KMnO ₄ bertindak sebagai pengoksida, H ₂ S adalah ejen mengurangkan dan HCl mentakrifkan persekitaran yang berasid.

- Langkah ketiga hendaklah ditulis pada formula baris baru sebatian ion bertindak balas dengan potensi elektrolit yang kukuh dalam atom yang terdapat perubahan darjah pengoksidaan. Dalam tindak balas ini MnO ₄ ^- bertindak sebagai agen pengoksidaan, H ₂ S reagen mengurangkan dan H ⁺ oxonium kation atau H ₃ O ⁺ mentakrifkan persekitaran yang berasid. Perkarangan elektrolisis gas, pepejal atau lemah melahirkan formula molekul utuh.

Mengetahui komponen bermula, cuba untuk menentukan apa jenis pengoksidaan dan agen penurunan akan dikurangkan dan masing-masing bentuk teroksida. Kadang-kadang bahan-bahan akhir telah pun dinyatakan dalam syarat-syarat, yang memudahkan kerja. Persamaan berikut menunjukkan peralihan H ₂ S (hidrogen sulfida) untuk S (sulfur), dan anion MnO ₄ ^- pada Mn ²⁺ kation.

Bagi baki zarah atom di bahagian kiri dan kanan dalam persekitaran berasid ditambah hidrogen kation H ⁺ atau air yang molekul. Penyelesaian alkali ditambah ion hidroksida OH ^- atau H ₂ O.

MnO ₄ ^- → Mn ²⁺

Dalam larutan atom oksigen bersama-sama dengan ion manganatnyh H ⁺ bentuk molekul air. Menyamakan kedudukan bilangan unsur ditulis sebagai persamaan: 8H ^{+ +} MnO ₄ ^- → 4H ₂ O + Mn ^2+.

Kemudian, pengimbangan dijalankan elektrik. Untuk melakukan ini, mengambil kira jumlah caj meninggalkan kawasan ini, ternyata tujuh, dan kemudian ke sebelah kanan, dua jalan keluar. Untuk mengimbangi proses ditambah kepada bahan-bahan permulaan lima zarah negatif: 8H ^{+ +} MnO ₄ ^- + 5e ^- → 4H ₂ O + Mn ^2+. Ternyata setengah tindak balas pulih.

Sekarang menyamakan bilangan atom menjadi proses pengoksidaan. Untuk ini ditambah kepada kation sebelah hidrogen yang betul: H ₂ S → 2H ^{+ +} S.

Selepas menyamakan caj dilakukan: H ₂ S -2e ^- → 2H ^{+ +} S. Ia dilihat bahawa permulaan sebatian memakan dua zarah negatif. Ternyata separuh reaksi proses pengoksidaan.

Merekodkan dua persamaan dalam lajur dan garis cast dan bayaran diterima. Menurut peraturan penentuan gandaan dipilih bagi setiap setengah tindak balas pengganda anda. Ia didarab dengan oksidatif dan persamaan penurunan yang.

Kini ia adalah mungkin untuk menjalankan penjumlahan dua kepingan, dilipat dua belah kiri dan kanan bersama-sama dan mengurangkan bilangan spesies elektronik.

8H ^{+ +} MnO ₄ ^- + 5e ^- → 4H ₂ O + Mn ²⁺ | 2

H ₂ ^{S -2e - → 2H + + S} | 5

16H ^{+ +} 2MnO ₄ ^- + 5H ₂ S → 8H ₂ ^{O + 2Mn 2+ + 10H + +} 5S

Persamaan terhasil boleh mengurangkan jumlah H ⁺ 10: 6H ^{+ +} 2MnO ₄ ^- + 5H ₂ S → 8H ₂ O + 2Mn ²⁺ + 5S.

Kami memeriksa ketepatan keseimbangan ion dengan mengira bilangan atom oksigen kepada anak panah dan selepas itu, yang adalah sama dengan 8. Ia juga perlu untuk mengesahkan caj akhir, dan bahagian awal kira-kira: (+6) + (-2) = 4. Jika semuanya perlawanan, ia ditulis dengan betul.

Cara setengah tindak balas berakhir dengan peralihan dari rakaman ion molekul bagi persamaan. Bagi setiap zarah anion dan kation bahagian daripada baki ditinggalkan di ion caj bertentangan yang dipilih. Kemudian mereka dipindahkan ke sebelah kanan, dalam jumlah yang sama. Sekarang, ion boleh disambungkan ke seluruh molekul.

6H ^{+ +} 2MnO ₄ ^- + 5H ₂ S → 8H ₂ O + 2Mn ²⁺ + 5S

^{6Cl - + 2K + → 6Cl -} + 2K +

H ₂ S + KMnO ₄ + 6HCl → 8H ₂ O + 2MnCl ₂ + 5S + 2KCl.

Menggunakan kaedah setengah tindak balas, algoritma yang adalah untuk menulis persamaan molekul, ia boleh bersama-sama dengan jenis penulisan baki elektronik.

Penentuan agen pengoksidaan

Peranan yang dimainkan oleh entiti ionik, atom atau molekul yang menerima bercas negatif elektron. bahan-bahan pengoksidaan menjalani pemulihan dalam tindak balas. Mereka mempunyai kelemahan elektronik, yang boleh dengan mudah diisi. proses tersebut termasuk setengah tindak balas redoks.

Tidak semua bahan-bahan mempunyai keupayaan untuk melampirkan elektron. Oleh reagen pengoksidaan yang kuat termasuk:

• wakil halogen;
• asid seperti nitrik, sulfurik dan selenium;
• kalium permanganat, dikromat, manganatny, kromat;
• mangan tetravalent dan oksida plumbum;
• perak dan ion emas;
• oksigen gas kompaun;
• divalent oksida tembaga dan monovalen perak;
• klorin yang mengandungi komponen garam;
• vodka raja;
• hidrogen peroksida.

Penentuan mengurangkan

peranan yang dimiliki ionik, zarah atom atau molekul, yang memberikan cas negatif. Dalam tindak balas mengurangkan bahan-bahan menjalani kesan oksidatif kepada belahan elektron.

Mempunyai ciri-ciri mengurangkan :

• Wakil-wakil banyak logam;
• sebatian sulfur tetravalent dan hidrogen sulfida;
• asid halogen;
• besi, kromium, dan sulfat mangan;
• klorida stannous;
• nitrogen yang mengandungi ejen yang nitrus asid, oksida stannous, hidrazin dan ammonia;
• karbon semula jadi dan oksida divalent itu;
• molekul hidrogen;
• asid fosforus.

Kelebihan kaedah elektron-ion

Untuk menulis tindak balas redoks, kaedah setengah tindak balas digunakan lebih kerap daripada baki jenis elektronik.

Ini adalah kerana kelebihan Cara elektron-ion :

1. Pada masa yang menulis persamaan mengingati ion sebenar dan sebatian yang wujud sebagai sebahagian daripada penyelesaian.
2. Anda tidak boleh pada mulanya mempunyai maklumat mengenai menerima kompaun, mereka telah dipilih di peringkat akhir.
3. Ia tidak selalunya data yang diperlukan kepada tahap pengoksidaan.
4. Oleh kerana kaedah yang ia adalah mungkin untuk mengetahui bilangan elektron yang terlibat dalam setengah tindak balas seperti menukar nilai pH daripada penyelesaian.
5. Oleh persamaan dikurangkan spesies ionik ciri proses dan struktur sebatian menyebabkan dikaji.

Setengah tindak balas dalam larutan asid

Menjalankan pengiraan dengan ion hidrogen berlebihan taat kepada algoritma asas. Cara setengah tindak balas dalam medium asid dengan rakaman mula sebahagian daripada proses lain. Kemudian mereka telah dinyatakan dalam bentuk persamaan spesies ion mematuhi baki caj atom dan elektronik. Dirakamkan secara berasingan proses oksidatif dan watak penurunan yang.

Untuk menyelaraskan oksigen atom ke sisi tindak balas dengan lebihan yang membawa kation hidrogen. Amaun H ⁺ hendaklah mencukupi untuk mendapatkan air molekul. Selain kekurangan oksigen disebabkan H ₂ O.

Kemudian dijalankan baki atom hidrogen dan elektron.

Membuat penjumlahan persamaan sebelum dan selepas anak panah dengan susunan pekali.

Melaksanakan pengurangan yang sama ion dan molekul. Oleh reagen telah direkodkan dalam jumlah penambahan hilang persamaan beroperasi anionik dan spesies kationik. Bilangan mereka sebelum dan selepas anak panah mesti sepadan.

Persamaan OVR (kaedah setengah tindak balas) tidak dipenuhi semasa menulis ungkapan siap spesies molekul. Di sebelah setiap komponen perlu menjadi faktor tertentu.

Contoh keadaan berasid

Tindak balas natrium nitrit dengan asid chloric membawa kepada pengeluaran natrium nitrat dan asid hidroklorik. Untuk pengaturan pekali menggunakan kaedah setengah tindak balas, contoh persamaan bertulis yang berkaitan dengan petunjuk persekitaran berasid.

Nano ₂ + HClO ₃ → nano ₃ + HCl

CLO ₃ ^{- + 6H + + 6e - →} 3H ₂ O + Cl ^- | 1

NO ₂ ^- + H ₂ O ^- 2e - → NO ₃ ^{- +} 2H + | 3

CLO ₃ ^{- +} 6H + + 3H ₂ O + 3NO ₂ ^- → 3H ₂ O + Cl ^- + 3NO ₃ ^{- +} 6H +

CLO ₃ ^- + 3NO ₂ ^- → Cl ^- + 3NO ₃ ^-

^{3NA + + H + → 3NA +} + H +

3NaNO ₂ + HClO ₃ → 3NaNO ₃ + HCl.

Dalam proses ini, nitrit natrium nitrat diperolehi, dan dari asid chloric membentuk garam. perubahan tahap pengoksidaan dengan nitrogen 3 hingga 5, dan caj klorin 5 menjadi -1. Kedua-dua produk tidak membentuk mendakan.

Half-reaksi kepada persekitaran yang beralkali

Menjalankan pengiraan apabila ion hidroksida berlebihan sepadan dengan pengiraan bagi penyelesaian berasid. Cara separuh Rawatan dalam medium beralkali juga mula meluahkan komponen proses dalam bentuk persamaan ion. Perbezaan diperhatikan semasa penjajaran oksigen atom. Oleh itu, selain daripada tindak balas dengan lebihan molekul membawa air, dan ke seberang Melampirkan anion hidroksida.

Pekali molekul H ₂ O menunjukkan perbezaan dalam jumlah oksigen sebelum dan selepas anak panah, dan bagi ion OH ^- ia double. Semasa agen pengoksidaan yang bertindak sebagai agen penurunan mengambil atom O dengan anion hidroksil.

Cara setengah tindak balas selesai melaksanakan langkah-langkah selebihnya algoritma, yang bertepatan dengan proses yang mempunyai lebihan asid. Hasilnya adalah persamaan spesies molekul.

Contoh-contoh untuk medium beralkali

Mencampur iodin dengan natrium hidroksida membentuk natrium iodida dan iodate, molekul air. Untuk proses kira menggunakan kaedah tindak balas separuh. Contoh penyelesaian alkali mempunyai khusus mereka yang berkaitan dengan persamaan oksigen atom.

NaOH + I ₂ → Nai + NaIO ₃ + H ₂ O

I + e ^- → I ^- | 5

^{6OH - + I - 5e - →} I - + 3H ₂ O + IO ₃ ^- | 1

I + 5I + 6OH ^- → 3H ₂ O + 5I ^- + IO ₃ ^-

6Na ⁺ → Na ^{+ + +} 5NA

6NaOH + 3I ₂ → 5NaI + NaIO ₃ + 3H ₂ O.

Hasil daripada tindak balas adalah kehilangan warna ungu iodin molekul. Terdapat nyatakan perubahan pengoksidaan unsur 0-1 dan 5 untuk membentuk iodida dan natrium iodate.

Tindak balas dalam persekitaran yang neutral

Biasanya ia merujuk kepada proses yang berlaku dalam hidrolisis untuk membentuk garam asid lemah (dengan nilai pH antara 6 dan 7) atau sedikit asas (pH 7-8) penyelesaian.

kaedah tindak balas setengah dalam medium neutral direkodkan dalam beberapa versi.

Dalam kaedah pertama tidak mengambil kira hidrolisis garam. sederhana ini diambil sebagai neutral dan sebelah kiri anak panah sifat air molekul. Dalam penjelmaan ini, setengah tindak balas mengambil asid, dan lain - untuk alkali.

Kaedah kedua adalah sesuai untuk proses di mana ia adalah mungkin untuk mewujudkan nilai pH anggaran. Maka tindak balas untuk kaedah ion-elektron dianggap dalam larutan alkali atau berasid.

CONTOH medium neutral

Apabila hidrogen sulfida kompaun dengan natrium dikromat di dalam air diperolehi sulfur mendakan, natrium dan trivalen kromium hidroksida. Ini adalah tindak balas biasa untuk penyelesaian neutral.

Na ₂ Cr ₂ O ₇ + H ₂ S + H2O → NaOH + S + Cr (OH) ₃

H ₂ ^{S - 2e - → S + H} + | 3

7H ₂ O + Cr ₂ O ₇ ^{2- + 6e - → 8OH - +} 2Cr (OH) ₃ | 1

7H ₂ O + 3H ₂ S + Cr ₂ O ₇ ^{2- → 3H + + 3S + 2Cr} (OH) ₃ + 8OH ^-. kation hidrogen dan ion negatif hidroksida apabila digabungkan, membentuk 6 molekul air. Mereka boleh dikeluarkan di kanan dan kiri, meninggalkan berlebihan untuk anak panah.

H ₂ O + 3H ₂ S + Cr ₂ O ₇ ^2- → 3S + 2Cr (OH) ₃ + 2OH ^-

2na ⁺ → 2na ⁺

Na ₂ Cr ₂ O ₇ + 3H ₂ S + H ₂ O → 2NaOH + 3S + 2Cr ( OH) ₃

Pada akhir tindak balas mendakan warna kromium hidroksida sulfur biru dan kuning dalam larutan alkali dengan natrium hidroksida. Kuasa oksidatif unsur S menjadi -2 kepada 0, dan didakwa dengan kromium 6 ditukar kepada 3.