イオン電子法の定義（天びん）

ザ 方法 種の正しいバランスを確立するために実行しなければならない一連のステップがあります。 この手順は、次の段階に分けることができます。

1) 書く バランスを取りたい反応全体。 次に、可能であれば、化合物を構成する化学種を区別し、荷電種を使用してイオン形態で反応を書き換えます。

2）グローバルな反応を構成する半反応を記述します。 これには、反応物と生成物を2つの異なる半反応式に入れることが含まれます。 識別するために どれが 酸化 そしてそれらのどれが削減。 このために、私たちはそれを理解する必要があります 種族 電子を失い、正に帯電したままで、その酸化状態を増加させるので、それは酸化半反応です。 一方、電子を獲得する化学種は酸化状態を低下させるため、還元半反応式になります。

3）バランスの取れた半反応式を記述します。これは、電子が作用している状態で完了することを意味します。 必要に応じて、それぞれに同じ金額がかかるように書き直してください。 電子。 このために、等化を可能にする最小係数を見つける必要があるかもしれません。

4）グローバルリアクションを前のハーフリアクションの合計として記述します。 上記の手順が正しく行われた場合、反応の両側の電子はキャンセルされます。 最後に、反応のバランスが取れています。

典型的な例

\（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 \右）}}〜\）

1）酸化状態を特定します。

•\（A {{l} _ {\ left（s \ right）}} \）は\（A {{l} ^ {+ 3}} \）に渡されるときに酸化します（まず、アルミニウムは酸化状態にあります0および+3に進みます）

•\（C {{u} ^ {+ 2}} \）は\（C {{u} _ {\ left（s \ right）}} \）に還元されます（最初に、銅は酸化状態+2にありますそして0に行きます）

2）化合物をイオン化し、酸化および還元反応を個別に特定します。

\（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} \）

アルミニウムは酸化されている種であり、銅は還元されている種です。

3）このステップは、バランスの取れた半反応式を記述することで構成されます。

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

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

4）観察すると、半反応には同じ数の電子が作用していないため、両方で交換される電荷​​が等しくなるようにバランスをとる必要があります。

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

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

の 概要:

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

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

5）最後に、前の反応の合計として、グローバルバランスの取れた反応を記述します。

\（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} \）

書き直します 方程式 上記の元の化合物：

\（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 \右）}}\）

反応が酸性または塩基性媒体で発生する可能性がある2つの特定のケースがあります。 そのような場合、 処理 反応を均等化できる種を追加する必要があるため、多少異なります。

酸性媒体の場合は、入力する必要があります 水 酸素と水素のバランスについては、したがって、媒体のタイプを示すプロトン（H +）の存在がわかります。 一方、基本的な媒体では、正しいバランスを取るためにOH-（ヒドロキシル）の添加が必要になる場合があります。

例を見てみましょう

\（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）}} \）

硝酸の存在下で、私たちは酸性媒体で作業しています。

1）まず、酸化状態を特定します。

•\（〜{{S} ^ {-2}} \）は\（{{S} ^ {+ 4}} \）に渡されることによって酸化されます（最初に、硫黄は酸化状態-2にあり、+に渡されます4）

•\（{{N} ^ {+ 5}} \）は、\（{{N} ^ {+ 4}} \）に渡されるときに減少します（最初に、窒素は酸化状態+5にあり、+ 4に渡されます）

2）化合物をイオン化し、酸化および還元反応を個別に特定します。

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

硫黄は酸化されている種であり、窒素は還元されている種です。

3）バランスの取れた半反応式を記述します。

•\（〜\）\（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} ^ {-}} \）酸化

•\（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）}}〜\）削減

見てわかるように、水素と酸素の正しいバランスのために、酸化反応で水の添加が必要でした。

4）観察すると、半反応には同じ数の電子が作用していないため、両方で交換される電荷​​が等しくなるようにバランスをとる必要があります。

•\（〜\）\（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} ^ {-}} \）酸化

•\（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）}}〜\）削減

5）最後に、対処された反応の合計に応じて、グローバルなバランスの取れた反応を表現します。

\（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 \右）}}\）

種があることを考慮して、元の化合物で前の方程式を書き直します。 H +など、反応物と生成物の両方に現れるため、それらの一部は キャンセル

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