Definisi Metode Ion-Elektron (keseimbangan)

Itu metode Ini memiliki serangkaian langkah yang harus dilakukan untuk membangun keseimbangan spesies yang benar. Prosedur ini dapat dibagi menjadi beberapa tahap berikut:

1) Menulis seluruh reaksi yang ingin kita seimbangkan. Sebaliknya, jika memungkinkan, bedakan spesi yang menyusun senyawa dan tulis ulang reaksi dalam bentuk ioniknya, dengan spesi bermuatan.

2) Tuliskan setengah reaksi yang membentuk reaksi global. Ini melibatkan menempatkan reaktan dan produk menjadi dua setengah-reaksi yang berbeda dan untuk mengidentifikasi yang mana oksidasi dan yang mana dari mereka pengurangan. Untuk ini, kita harus memahami bahwa jenis yang kehilangan elektron dan tetap bermuatan positif, meningkatkan keadaan oksidasinya, oleh karena itu, ini adalah setengah reaksi oksidasi. Sedangkan spesi yang memperoleh elektron menurunkan bilangan oksidasinya, sehingga terjadi setengah reaksi reduksi.

3) Tulis setengah reaksi yang seimbang, ini berarti melengkapi dengan elektron yang bermain dan, Jika perlu, tulis ulang sehingga jumlah uang yang sama dipertaruhkan di masing-masing. elektron. Untuk ini, mungkin perlu untuk menemukan koefisien minimum yang memungkinkan pemerataan.

4) Tulis reaksi global sebagai jumlah dari setengah reaksi sebelumnya. Jika langkah-langkah di atas dilakukan dengan benar, elektron di kedua sisi reaksi harus dibatalkan. Akhirnya, reaksi seimbang.

Contoh tipikal

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

1) Kami mengidentifikasi keadaan oksidasi:

• \(A{{l}_{\left( s \right)}}\) teroksidasi ketika diteruskan ke \(A{{l}^{+3}}\) (Pertama, Aluminium dalam keadaan oksidasi 0 dan menuju ke +3)

• \(C{{u}^{+2}}\) direduksi menjadi \(C{{u}_{\left( s \right)}}\) (Pertama, Tembaga dalam keadaan oksidasi +2 dan pergi ke 0)

2) Kami mengionisasi senyawa dan mengidentifikasi reaksi oksidasi dan reduksi secara individual:

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

Aluminium adalah spesies yang dioksidasi, sedangkan tembaga adalah spesies yang direduksi.

3) Langkah ini terdiri dari penulisan setengah reaksi yang seimbang:

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

• \(C{{u}^{+2}}_{\left( ac \right)}+2~{{e}^{-}}\ke ~C{{u}_{\left( s \kanan)}}^{0}~\) Pengurangan

4) Jika kita amati, setengah reaksi tidak melibatkan jumlah elektron yang sama, jadi kita harus menyetarakannya sedemikian rupa sehingga muatan yang akan dipertukarkan keduanya sama:

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

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

Di abstrak:

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

• \(3C{{u}^{+2}}_{\left( ac \right)}+6~{{e}^{-}}\ke ~3C{{u}_{\left( s \kanan)}}^{0}~\) Pengurangan

5) Akhirnya, kami akan menulis reaksi seimbang global, sebagai jumlah dari reaksi sebelumnya:

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

Kami menulis ulang persamaan di atas dengan senyawa asal:

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

Ada dua kasus khusus, di mana reaksi dapat terjadi dalam media asam atau basa. Untuk kasus tersebut, perlakuan ini agak berbeda karena memerlukan penambahan spesies yang memungkinkan pemerataan reaksi.

Dalam hal media asam, Anda harus memasukkan Air untuk keseimbangan oksigen dan hidrogen dan, oleh karena itu, kita akan melihat keberadaan proton (H+) yang akan menunjukkan jenis medium. Sementara, dalam medium basa, penambahan OH- (hidroksil) mungkin diperlukan untuk penyeimbangan yang benar.

Mari kita lihat contohnya

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

Dengan adanya asam nitrat kami bekerja dalam media asam.

1) Pertama kita akan mengidentifikasi keadaan oksidasi:

• \(~{{S}^{-2}}\) dioksidasi dengan melewatkan ke \({{S}^{+4}}\) (Pertama, Sulfur berada dalam keadaan oksidasi -2 dan berpindah ke + 4)

• \({{N}^{+5}}\) berkurang ketika diteruskan ke \({{N}^{+4}}\) (Pertama, Nitrogen berada dalam keadaan oksidasi +5 dan diteruskan ke + 4)

2) Kami mengionisasi senyawa dan mengidentifikasi reaksi oksidasi dan reduksi secara individual:

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

Sulfur adalah spesies yang dioksidasi, sedangkan Nitrogen adalah spesies yang direduksi.

3) Kami menulis setengah reaksi yang seimbang:

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

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

Seperti dapat dilihat, penambahan air diperlukan dalam reaksi oksidasi untuk keseimbangan hidrogen dan oksigen yang benar.

4) Jika kita amati, setengah reaksi tidak melibatkan jumlah elektron yang sama, jadi kita harus menyetarakannya sedemikian rupa sehingga muatan yang akan dipertukarkan keduanya sama:

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

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

5) Akhirnya, kami menyatakan reaksi seimbang global, sebagai tanggapan terhadap jumlah reaksi yang ditujukan:

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

Kami menulis ulang persamaan sebelumnya dengan senyawa asli, dengan mempertimbangkan bahwa ada spesies, seperti H+, yang muncul dalam reaktan dan produk dan, oleh karena itu, sebagian dari mereka adalah membatalkan

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