Metode setengah reaksi: algoritma

Banyak proses kimia diuji dengan derajat perubahan oksidasi dari atom yang membentuk senyawa reaktif. Menulis reaksi persamaan jenis redoks sering disertai dengan kesulitan dalam menetapkan koefisien sebelum setiap zat rumus. Untuk tujuan ini, metode telah dikembangkan berkaitan dengan keseimbangan distribusi muatan elektronik atau electronic-ion. Artikel ini menjelaskan cara kedua atas persamaan.

Metode setengah-reaksi, esensi

Dia juga disebut elektron-ion pengganda koefisien distribusi keseimbangan. Berdasarkan metode pertukaran partikel bermuatan negatif antara anion atau kation dalam medium disolusi dengan nilai pH yang berbeda.

Dalam reaksi oksidatif dan reduktif jenis elektrolit yang terlibat dengan ion negatif atau muatan positif. Persamaan spesies ion molekul, metode reaksi setengah berdasarkan terlibat, jelas menunjukkan esensi dari proses apapun.

Untuk membentuk keseimbangan elektrolit menggunakan notasi link khusus yang kuat sebagai partikel ion dan koneksi longgar, dan deposit gas dalam bentuk molekul terdisosiasi. Komposisi harus menunjukkan partikel sirkuit yang mengubah gelar mereka dari oksidasi. Untuk menentukan medium disolusi dalam keseimbangan menunjukkan asam (H ^+), alkali (OH ^-) dan netral (H ₂ O) kondisi.

Untuk apa gunanya?

Metode WRA diarahkan untuk persamaan setengah reaksi menulis ion secara terpisah untuk proses oksidasi dan reduksi. Saldo akhir akan jumlah mereka.

tahap implementasi

Menulis memiliki kekhasan metode setengah reaksinya. Algoritma ini terdiri dari langkah-langkah berikut:

- Langkah pertama adalah menuliskan rumus untuk semua reaktan. Sebagai contoh:

H ₂ S + _KMnO4 + HCl

- Kemudian Anda perlu menginstal fitur dari sudut pandang kimia, setiap komponen dari proses. Dalam reaksi ini, _KMnO4 bertindak sebagai oksidator, H ₂ S adalah reduktor dan HCl mendefinisikan lingkungan asam.

- Langkah ketiga harus ditulis pada formula baris baru senyawa ionik bereaksi dengan potensi elektrolit kuat dalam atom-atom yang ada perubahan derajat oksidasi. Dalam reaksi ini MnO ₄ ^- bertindak sebagai agen pengoksidasi, H ₂ S adalah reagen mengurangi dan H ⁺ oksonium kation atau H ₃ O ⁺ mendefinisikan lingkungan asam. The gas, padat atau lemah senyawa elektrolit menyatakan rumus molekul utuh.

Mengetahui komponen mulai, untuk mencoba untuk menentukan jenis oksidator dan reduktor akan berkurang dan teroksidasi bentuk, masing-masing. Kadang-kadang zat akhir telah ditetapkan dalam kondisi yang memfasilitasi pekerjaan. Persamaan berikut menunjukkan transisi H ₂ S (hidrogen sulfida) ke S (sulfur), dan anion MnO ₄ ^- di Mn ²⁺ kation.

Untuk keseimbangan partikel atom di bagian kiri dan kanan di lingkungan asam ditambahkan hidrogen kation H ⁺ atau molekul air. Larutan alkali ditambahkan ion hidroksida OH ^- atau H ₂ O.

MnO ₄ ^- → Mn ²⁺

Dalam larutan atom oksigen bersama-sama dengan molekul air ion manganatnyh H ⁺ bentuk. Untuk menyamakan jumlah elemen ditulis sebagai persamaan: 8H ^{+ +} MnO ₄ ^- → 4H ₂ O + Mn ^2+.

Kemudian, balancing dilakukan listrik. Untuk melakukan hal ini, mempertimbangkan jumlah total biaya yang tersisa di daerah, ternyata tujuh, dan kemudian ke sisi kanan, dua pintu keluar. Untuk menyeimbangkan proses ini ditambahkan ke bahan awal lima partikel negatif: 8H ^{+ +} MnO ₄ ^- + 5e ^- → 4H ₂ O + Mn ^2+. Ternyata setengah reaksi pulih.

Sekarang menyamakan jumlah atom menjadi proses oksidasi. Untuk ini ditambahkan ke kation sisi hidrogen kanan: H ₂ S → 2H ^{+ +} S.

Setelah menyamakan biaya dilakukan: H ₂ S -2e ^- → 2H ^{+ +} S. Hal ini terlihat bahwa senyawa-senyawa awal mengkonsumsi dua partikel negatif. Ternyata reaksi setengah dari proses oksidasi.

Merekam dua persamaan dalam kolom dan baris pemain dan biaya diterima. Menurut aturan penentuan setidaknya beberapa dipilih untuk masing-masing setengah-reaksi multiplier Anda. Hal ini dikalikan dengan oksidatif dan persamaan reduktif.

Sekarang adalah mungkin untuk melakukan penjumlahan dari dua lembar, dilipat sisi kiri dan kanan bersama-sama dan mengurangi jumlah 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 + 2 juta 2+ + 10H + +} 5S

Persamaan yang dihasilkan dapat mengurangi jumlah H ⁺ 10: 6H ^{+ +} 2MnO ₄ ^- + 5H ₂ S → 8H ₂ O + 2 juta ²⁺ + 5S.

Kami memeriksa kebenaran dari keseimbangan ion dengan menghitung jumlah atom oksigen ke panah dan setelah itu, yang sama dengan 8. Hal ini juga diperlukan untuk memverifikasi tuduhan akhir, dan bagian awal dari keseimbangan: (6) + (-2) = 4. Jika semuanya cocok, tertulis dengan benar.

Metode setengah reaksi berakhir dengan transisi dari rekaman ion molekuler untuk persamaan. Untuk setiap partikel anion dan kation bagian saldo tersisa pada muatan yang berlawanan ion yang dipilih. Kemudian mereka dipindahkan ke sisi kanan, dalam jumlah yang sama. Sekarang, ion dapat dihubungkan ke seluruh molekul.

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

^{6Cl - + 2K + → 6Cl -} + 2K +

H ₂ S + _KMnO4 + 6HCl → 8H ₂ O + 2MnCl ₂ + 5S + 2KCl.

Menerapkan metode setengah reaksi, algoritma yang menulis persamaan molekul, dapat bersama dengan jenis tulisan saldo elektronik.

Penentuan zat pengoksidasi

peran tersebut dimainkan oleh entitas ion, atom atau molekul yang menerima elektron bermuatan negatif. zat pengoksidasi menjalani pemulihan dalam reaksi. Mereka memiliki kelemahan elektronik, yang dapat dengan mudah diisi. Proses tersebut meliputi setengah reaksi redoks.

Tidak semua zat memiliki kemampuan untuk melampirkan elektron. Dengan reagen pengoksidasi kuat meliputi:

• perwakilan halogen;
• asam seperti nitrat, sulfat dan selenium;
• kalium permanganat, dikromat, manganatny, kromat;
• mangan tetravalen dan oksida timah;
• perak dan ion emas;
• Senyawa gas oksigen;
• divalen oksida tembaga dan perak monovalen;
• klor yang mengandung komponen garam;
• vodka kerajaan;
• hidrogen peroksida.

Penentuan mengurangi

peran itu milik ionik, partikel atom atau molekul, yang memberikan muatan negatif. Dalam reaksi mengurangi zat menjalani efek oksidatif pada pembelahan elektron.

Memiliki mengurangi sifat :

• Perwakilan dari banyak logam;
• senyawa sulfur tetravalen dan hidrogen sulfida;
• asam halogen;
• besi, kromium, dan sulfat mangan;
• stannous klorida;
• mengandung nitrogen agen seperti nitrous acid, oksida stannous, hidrazin dan amonia;
• karbon alami dan divalen oksida;
• hidrogen molekul;
• asam fosfor.

Keuntungan dari metode elektron-ion

Untuk menulis reaksi redoks, metode setengah reaksi lebih sering digunakan dari saldo jenis elektronik.

Hal ini disebabkan keuntungan Metode elektron-ion :

1. Pada saat menulis persamaan mengingat ion aktual dan senyawa yang ada sebagai bagian dari solusi.
2. Anda tidak dapat awalnya memiliki informasi tentang menerima senyawa, mereka ditentukan dalam tahap akhir.
3. Hal ini tidak selalu data yang diperlukan pada tingkat oksidasi.
4. Karena metode adalah mungkin untuk mengetahui jumlah elektron yang terlibat dalam setengah reaksi sebagai mengubah nilai pH larutan.
5. Dengan persamaan berkurang spesies ionik mempelajari fitur dari proses dan struktur senyawa yang dihasilkan.

Setengah reaksi dalam larutan asam

Melakukan perhitungan dengan ion hidrogen berlebih mematuhi algoritma dasar. Metode setengah reaksi dalam medium asam dengan rekaman memulai bagian dari proses apapun. Kemudian mereka dinyatakan dalam bentuk persamaan dari spesies ion sesuai dengan keseimbangan muatan atom dan elektronik. Secara terpisah mencatat proses oksidatif dan karakter reduktif.

Untuk menyelaraskan atom oksigen ke sisi reaksi dengan kelebihan membawa kation hidrogen. Jumlah H ⁺ harus cukup untuk mendapatkan air molekul. Selain kekurangan oksigen dikaitkan H ₂ O.

Kemudian dilakukan keseimbangan atom hidrogen dan elektron.

Membuat penjumlahan dari persamaan sebelum dan sesudah panah dengan susunan koefisien.

Lakukan pengurangan yang sama ion dan molekul. Dengan reagen sudah tercatat dalam tambahan total hilang persamaan beroperasi anionik dan spesies kationik. Jumlah mereka sebelum dan sesudah panah harus sesuai.

Persamaan OVR (metode setengah reaksi) dianggap dipenuhi ketika menulis ekspresi selesai dari spesies molekuler. Di samping masing-masing komponen harus menjadi faktor tertentu.

Contoh kondisi asam

Reaksi natrium nitrit dengan asam klorida menyebabkan produksi natrium nitrat dan asam klorida. Untuk susunan koefisien menggunakan metode setengah reaksi, contoh penulisan persamaan terkait dengan indikasi lingkungan asam.

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 diperoleh, dan dari asam klorida membentuk garam. Perubahan tingkat oksidasi dengan nitrogen 3 sampai 5, dan biaya klorin 5 menjadi -1. Kedua produk tidak membentuk endapan.

Setengah-reaksi terhadap lingkungan alkalin

Melakukan perhitungan ketika ion hidroksida berlebih sesuai dengan perhitungan untuk larutan asam. Metode setengah reaksi dalam medium alkali juga mulai untuk mengungkapkan komponen dari proses dalam bentuk persamaan ionik. Perbedaan diamati selama penyelarasan atom oksigen. Dengan demikian, selain dari reaksinya dengan kelebihan molekul membawa air, dan ke sisi berlawanan menambahkan anion hidroksida.

Koefisien molekul dari H ₂ O menunjukkan perbedaan dalam jumlah oksigen sebelum dan setelah panah, dan untuk ion OH ^- itu ganda. Selama agen oksidasi bertindak sebagai pereduksi mengambil atom O oleh anion hidroksil.

Metode setengah reaksi selesai melakukan langkah-langkah yang tersisa dari algoritma, yang bertepatan dengan proses yang memiliki kelebihan asam. Hasil akhirnya adalah persamaan dari spesies molekuler.

Contoh untuk media alkali

Ketika pencampuran yodium dengan natrium hidroksida membentuk natrium iodida dan iodat, molekul air. Untuk proses keseimbangan menggunakan setengah metode reaksi. Contoh solusi alkali memiliki spesifik mereka terkait dengan pemerataan 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 reaksi adalah hilangnya warna ungu yodium molekul. Ada keadaan perubahan oksidasi elemen dari 0 ke 1 dan 5 untuk membentuk iodida dan natrium iodat.

Reaksi dalam lingkungan yang netral

Biasanya mengacu pada proses yang terjadi di hidrolisis untuk membentuk garam asam lemah (dengan nilai pH antara 6 dan 7) atau sedikit basa (pH 7 sampai 8) solusi.

Metode reaksi setengah di media netral dicatat dalam beberapa versi.

Pada metode pertama tidak memperhitungkan hidrolisis garam. medium diambil sebagai netral dan di sebelah kiri panah atribut air molekul. Dalam perwujudan ini, setengah-reaksi mengambil untuk asam, dan lain - untuk basa.

Metode kedua adalah cocok untuk proses di mana dimungkinkan untuk menetapkan nilai pH perkiraan. Maka reaksi untuk metode ion-elektron dianggap dalam larutan alkali atau asam.

media netral CONTOH

Ketika senyawa hidrogen sulfida dengan natrium dikromat dalam air diperoleh endapan sulfur, natrium dan kromium trivalen hidroksida. Ini merupakan respon khas untuk solusi netral.

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 anion hidroksida bila dikombinasikan, membentuk 6 molekul air. Mereka dapat dihapus di kanan dan kiri, meninggalkan kelebihan untuk 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 reaksi endapan warna krom hidroksida biru dan kuning belerang dalam larutan alkali dengan natrium hidroksida. Kekuatan oksidatif dari elemen S menjadi -2 ke 0, dan didakwa dengan kromium 6 dikonversi ke 3.