הגדרה של שיטת יון-אלקטרון (איזון)

ה שיטה יש לו סדרה של שלבים שיש לבצע על מנת ליצור איזון נכון של המין. ניתן לחלק את הליך זה לשלבים הבאים:

1) לִכתוֹב כל התגובה שאנו רוצים לאזן. בתורו, אם אפשר, הבדיל בין המינים המרכיבים את התרכובות ושכתב את התגובה בצורתה היונית, עם המינים הטעונים.

2) כתבו את חצאי התגובות המרכיבות את התגובה הגלובלית. זה כרוך בהכנסת המגיבים והמוצרים לשתי חצי תגובות שונות ו לזהות איזה מהם הוא חִמצוּן ומי מהם ההפחתה. לשם כך, עלינו להבין כי מִין שמאבד אלקטרונים ונשאר טעון חיובי, מגביר את מצב החמצון שלו, לכן, זוהי חצי תגובת החמצון. בינתיים, המין שצובר אלקטרונים מקטין את מצב החמצון שלו, כך שזוהי חצי תגובת ההפחתה.

3) כתוב את חצי התגובות המאוזנות, זה מרמז על השלמה עם האלקטרונים במשחק ו, במידת הצורך, כתוב אותם מחדש כך שאותו סכום כסף מונח על כף המאזניים בכל אחד מהם. אלקטרונים. לשם כך, ייתכן שיהיה צורך למצוא מקדם מינימלי המאפשר שוויון.

4) כתבו את התגובה הגלובלית כסכום של חצי התגובות הקודמות. אם השלבים שלעיל נעשו נכון, האלקטרונים משני צדי התגובה צריכים לבטל. לבסוף, התגובה מאוזנת.

דוגמה טיפוסית

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

1) אנו מזהים מצבי חמצון:

• \(A{{l}_{\left( s \right)}}\) מתחמצן בעת ​​מעבר ל-\(A{{l}^{+3}}\) (ראשית, האלומיניום נמצא במצב של חמצון 0 ועובר ל-+3)

• \(C{{u}^{+2}}\) מפחית ל-\(C{{u}_{\left( s \right)}}\) (ראשית, נחושת נמצאת במצב של חמצון +2 ועובר ל-0)

2) אנו מייננים את התרכובות ומזהים תגובות חמצון והפחתה בנפרד:

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

אלומיניום הוא המין שמתחמצן, בעוד שנחושת היא המין שמצטמצם.

3) שלב זה מורכב מכתיבת חצי התגובות המאוזנות:

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

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

4) אם אנו מתבוננים, חצי התגובות אינן כוללות את אותו מספר אלקטרונים במשחק, ולכן עלינו לאזן אותם בצורה כזו שהמטענים שיש להחליף בשתיהן יהיו שווים:

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

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

ב תַקצִיר:

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

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

5) לבסוף, נכתוב את התגובה המאוזנת הגלובלית, כסכום התגובות הקודמות:

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

אנחנו כותבים מחדש את משוואה למעלה עם התרכובות המקוריות:

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

ישנם שני מקרים מסוימים, שבהם התגובות יכולות להתרחש במדיה חומצית או בסיסית. עבור אותם מקרים, ה יַחַס זה שונה במקצת מכיוון שהוא דורש תוספת של מינים המאפשרים השוואת התגובה.

במקרה של המדיום החומצי, יש להיכנס מים לאיזון של חמצן ומימן, ולכן, נראה נוכחות של פרוטונים (H+) שיצביעו על סוג המדיום. בעוד שבמדיום בסיסי, ייתכן שתידרש תוספת של OH- (הידרוקסיל) לאיזון נכון.

בואו נסתכל על דוגמה

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

בנוכחות חומצה חנקתית אנו עובדים במדיום חומצי.

1) ראשית נזהה מצבי חמצון:

• \(~{{S}^{-2}}\) מתחמצן על ידי מעבר ל-\({{S}^{+4}}\) (ראשית, הגופרית נמצאת במצב חמצון -2 ועוברת ל- + 4)

• \({{N}^{+5}}\) מצטמצם בעת מעבר ל-\({{N}^{+4}}\) (ראשית, חנקן נמצא במצב חמצון +5 ועובר ל-+4)

2) אנו מייננים את התרכובות ומזהים תגובות חמצון והפחתה בנפרד:

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

גופרית היא המין שמתחמצן, בעוד חנקן הוא המין שמצטמצם.

3) אנו כותבים את חצי התגובות המאוזנות:

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

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

כפי שניתן לראות, תוספת מים הייתה הכרחית בתגובת החמצון לאיזון נכון של מימנים וחמצנים.

4) אם אנו מתבוננים, חצי התגובות אינן כוללות את אותו מספר אלקטרונים במשחק, ולכן עלינו לאזן אותם בצורה כזו שהמטענים שיש להחליף בשתיהן יהיו שווים:

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

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

5) לבסוף, אנו מבטאים את התגובה הגלובלית המאוזנת, כתגובה לסכום התגובות שנדונו:

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

אנו משכתבים את המשוואה הקודמת עם התרכובות המקוריות, תוך התחשבות בכך שיש מינים, כגון H+, המופיעים הן במגיבים והן במוצרים, ולכן חלק מהם לְבַטֵל

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