Определение на йонно-електронен метод (баланс)

В метод Той има серия от стъпки, които трябва да се извършат, за да се установи правилен баланс на вида. Тази процедура може да бъде разделена на следните етапи:

1) пишете цялата реакция, която искаме да балансираме. От своя страна, ако е възможно, разграничете видовете, които съставляват съединенията, и пренапишете реакцията в йонната й форма със заредените видове.

2) Напишете полуреакциите, които съставляват глобалната реакция. Това включва поставяне на реагентите и продуктите в две различни полуреакции и да идентифицирам коя е окисляване и кое от тях намалението. За това трябва да разберем, че видове който губи електрони и остава положително зареден, повишава степента на окисление, следователно, това е полуреакция на окисление. Междувременно видът, който получава електрони, намалява степента на окисление, така че това е полуреакция на редукция.

3) Напишете балансираните полуреакции, това означава завършване с електроните в играта и, Ако е необходимо, пренапишете ги така, че във всяка една и съща сума пари. електрони. За това може да е необходимо да се намери минимален коефициент, който позволява изравняване.

4) Запишете глобалната реакция като сума от предишните полуреакции. Ако горните стъпки са направени правилно, електроните от двете страни на реакцията трябва да се отменят. Накрая реакцията е балансирана.

Типичен пример

\(A{{l}_{\left( s \right)}}+CuS{{O}_{4}}_{\left(ac \right)}\до ~A{{l}_{2 }}{{\left( S{{O}_{4}} \right)}_{3}}_{\left( ac \right)}+~C{{u}_{\left( s \ вдясно)}}~\)

1) Ние идентифицираме степените на окисление:

• \(A{{l}_{\left( s \right)}}\) се окислява при преминаване към \(A{{l}^{+3}}\) (Първо, алуминият е в състояние на окисление 0 и отива на +3)

• \(C{{u}^{+2}}\) намалява до \(C{{u}_{\left( s \right)}}) (Първо, медта е в състояние на окисление +2 и отива на 0)

2) Ние йонизираме съединенията и идентифицираме реакциите на окисление и редукция поотделно:

\(A{{l}_{\left( s \right)}}^{0}+~C{{u}^{+2}}_{\left( ac \right)}~\до ~A {{l}^{+3}}_{\left( ac \right)}+C{{u}_{\left( s \right)}}^{0}\)

Алуминият е видът, който се окислява, докато медта е видът, който се редуцира.

3) Тази стъпка се състои от записване на балансирани полуреакции:

• \(A{{l}_{\left( s \right)}}^{0}\до ~A{{l}^{+3}}_{\left( ac \right)}+3~ {{e}^{-}}~\) Окисление

• \(C{{u}^{+2}}_{\left( ac \right)}+2~{{e}^{-}}\до ~C{{u}_{\left( s \вдясно)}}^{0}~\) Намаляване

4) Ако наблюдаваме, полуреакциите не включват същия брой електрони в игра, така че трябва да ги балансираме по такъв начин, че зарядите, които трябва да се обменят и в двете, да са равни:

• \(2~x~\left( A{{l}_{\left( s \right)}}^{0}\до ~A{{l}^{+3}}_{\left( ac \right)}+3~{{e}^{-}} \right)~\) Окисление

• \(3~x~(C{{u}^{+2}}_{\left( ac \right)}+2~{{e}^{-}}\до ~C{{u}_ {\left( s \right)}}^{0})~\) Намаляване

В абстрактно:

• \(2A{{l}_{\left( s \right)}}^{0}\до ~2A{{l}^{+3}}_{\left( ac \right)}+6~ {{e}^{-}}~\) Окисление

• \(3C{{u}^{+2}}_{\left(ac \right)}+6~{{e}^{-}}\до ~3C{{u}_{\left(s \вдясно)}}^{0}~\) Намаляване

5) Накрая ще напишем глобалната балансирана реакция като сума от предишните реакции:

\(2A{{l}_{\left( s \right)}}^{0}+~3C{{u}^{+2}}_{\left( ac \right)}\до ~2A{ {l}^{+3}}_{\left( ac \right)}+~3C{{u}_{\left( s \right)}}^{0}\)

Пренаписваме уравнение по-горе с оригиналните съединения:

\(2A{{l}_{\left( s \right)}}+3CuS{{O}_{4}}_{\left( ac \right)}\до ~A{{l}_{2 }}{{\left( S{{O}_{4}} \right)}_{3}}_{\left( ac \right)}+~3C{{u}_{\left( s \ дясно)}}\)

Има два конкретни случая, при които реакциите могат да се проведат в кисела или основна среда. За тези случаи, лечение той е малко по-различен, тъй като изисква добавяне на видове, които позволяват изравняване на реакцията.

В случай на киселинна среда трябва да влезете Вода за баланса на кислорода и водорода и следователно ще видим наличието на протони (H+), които ще показват вида на средата. Докато в основна среда може да се наложи добавянето на OH- (хидроксил) за правилното балансиране.

Нека да разгледаме един пример

\(Cu{{S}_{\left(ac \right)}}+HN{{O}_{3}}_{\left(ac \right)}\до ~Cu{{\left(N{ {O}_{3}} \вдясно)_{2}}_{\left( ac \right)}+~N{{O}_{2}}_{\left( g \right)}+S{{O}_{2}}_{\left( g \right)}+~ {{H}_{2}}{{O}_{\left( ac \right)}}\)

В присъствието на азотна киселина работим в кисела среда.

1) Първо ще идентифицираме степените на окисление:

• \(~{{S}^{-2}}\) се окислява чрез преминаване към \({{S}^{+4}}\) (Първо, сярата е в окислително състояние -2 и преминава в + 4)

• \({{N}^{+5}}\) се намалява при преминаване към \({{N}^{+4}}\) (Първо, азотът е в степен на окисление +5 и преминава към +4)

2) Ние йонизираме съединенията и идентифицираме реакциите на окисление и редукция поотделно:

\({{S}^{-2}}_{\left( ac \right)}+~{{N}^{+5}}_{\left( ac \right)}~\до ~{{ S}^{+4}}_{\left( g \right)}+~{{N}^{+4}}_{\left( g \right)}\)

Сярата е видът, който се окислява, докато азотът е видът, който се редуцира.

3) Записваме балансираните полуреакции:

• \(~\) \(2~{{H}_{2}}{{O}_{\left( ac \right)}}+~{{S}^{-2}}_{\left ( ac \вдясно)}~\до ~S{{O}_{2}}_{\left( g \right)}+4{{H}^{+}}_{\left( ac \right) }+6~{{e}^{-}}\) Окисление

• \(2{{H}^{+}}_{\left( ac \right)}+\) \(N{{O}_{3}}{{^{-}}_{\left( ac \right)}}+1~{{e}^{-}}~\до ~N{{O}_{2}}_{\left( g \right)}+~~{{H}_ {2}}{{O}_{\left( ac \right)}}~\) Намаляване

Както може да се види, добавянето на вода е било необходимо в реакцията на окисление за правилния баланс на водорода и кислорода.

4) Ако наблюдаваме, полуреакциите не включват същия брой електрони в игра, така че трябва да ги балансираме по такъв начин, че зарядите, които трябва да се обменят и в двете, да са равни:

• \(~\) \(2~{{H}_{2}}{{O}_{\left( ac \right)}}+~{{S}^{-2}}_{\left ( ac \вдясно)}~\до ~S{{O}_{2}}_{\left( g \right)}+4{{H}^{+}}_{\left( ac \right) }+6~{{e}^{-}}\) Окисление

• \(12{{H}^{+}}_{\left( ac \right)}+\) \(6N{{O}_{3}}{{^{-}}_{\left( ac \right)}}+6~{{e}^{-}}~\до ~6N{{O}_{2}}_{\left( g \right)}+~~6{{H} 2}}{{O}_{\left( ac \right)}}~\) Намаляване

5) И накрая, ние изразяваме глобалната балансирана реакция в отговор на сбора от адресираните реакции:

\(2~{{H}_{2}}{{O}_{\left( ac \right)}}+~{{S}^{-2}}_{\left( ac \right)} +~12{{H}^{+}}_{\left( ac \right)}+\) \(6N{{O}_{3}}{{^{-}}_{\left(ac \right)}}\до ~S{{O}_{2}}_{\left( g \right)}+4{{H}^{+}}_{\left( ac \right)}+ 6N{{O}_{2}}_{\left(g \right)}+~~6{{H}_{2}}{{O}_{\left(ac \вдясно)}}\)

Пренаписваме предишното уравнение с оригиналните съединения, като вземем предвид, че има видове, като H+, които се появяват както в реагентите, така и в продуктите и следователно част от тях са отменете

$Cu\{\{S\}\_\{\backslash left(ac\; \backslash right)\}\}+8HN\{\{O\}\_\{3\}\}\_\{\backslash left(ac\; \backslash right)\}\backslash до\; ~Cu\{\{\backslash left(N\{\{O\; \}\_\{3\}\}\; \backslash вдясно)\_\{2\}\}\_\{\backslash left(\; ac\; \backslash right)\}+~6N\{\{O\}\_\{2\}\}\_\{\backslash left(\; g\; \backslash right)\}+S\{\{O\}\_\{2\}\}\_\{\backslash left(g\; \backslash right)\}+~\; 4\{\{H\}\_\{2\}\}\{\{O\}\_\{\backslash left(\; ac\; \backslash вдясно)\}\}\backslash )$