Jonu-elektronu metodes definīcija (līdzsvars)

The metodi Tam ir virkne darbību, kas jāveic, lai izveidotu pareizu sugu līdzsvaru. Šo procedūru var iedalīt šādos posmos:

1) Rakstiet visu reakciju, kuru vēlamies līdzsvarot. Savukārt, ja iespējams, atšķirt sugas, kas veido savienojumus un pārrakstīt reakciju tās jonu formā, ar lādētajām sugām.

2) Uzrakstiet pusreakcijas, kas veido globālo reakciju. Tas ietver reaģentu un produktu ievietošanu divās dažādās pusreakcijās un identificēt kurš no tiem ir oksidēšanās un kurš no tiem samazinājums. Lai to izdarītu, mums ir jāsaprot, ka sugas kas zaudē elektronus un paliek pozitīvi lādēts, paaugstina savu oksidācijas pakāpi, tāpēc tā ir oksidācijas pusreakcija. Tikmēr sugas, kas iegūst elektronus, samazina savu oksidācijas stāvokli, tāpēc tā ir reducēšanas pusreakcija.

3) Uzrakstiet līdzsvarotās pusreakcijas, kas nozīmē, ka tiek pabeigti spēlējošie elektroni un Ja nepieciešams, pārrakstiet tos tā, lai katrā būtu uz spēles vienāda naudas summa. elektroni. Šim nolūkam var būt nepieciešams atrast minimālo koeficientu, kas ļauj izlīdzināt.

4) Uzrakstiet globālo reakciju kā iepriekšējo pusreakciju summu. Ja iepriekš minētās darbības tika veiktas pareizi, elektroniem abās reakcijas pusēs vajadzētu atcelt. Visbeidzot, reakcija ir līdzsvarota.

Tipisks piemērs

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

1) Mēs identificējam oksidācijas stāvokļus:

• \(A{{l}_{\left( s \right)}}\) oksidējas, pārejot uz \(A{{l}^{+3}}\) (pirmkārt, alumīnijs ir oksidācijas stāvoklī 0 un iet uz +3)

• \(C{{u}^{+2}}\) samazina līdz \(C{{u}_{\left( s \right)}}\) (Pirmkārt, varš ir oksidācijas stāvoklī +2 un iet uz 0)

2) Mēs jonizējam savienojumus un identificējam oksidācijas un reducēšanas reakcijas atsevišķi:

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

Alumīnijs ir tā suga, kas tiek oksidēta, savukārt varš ir suga, kas tiek reducēta.

3) Šis solis sastāv no līdzsvarotu pusreakciju rakstīšanas:

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

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

4) Ja mēs novērojam, pusreakcijās nav iesaistīts vienāds elektronu skaits spēlē, tāpēc mums tie jāsabalansē tā, lai abās apmaināmās lādiņi būtu vienādi:

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

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

In abstrakts:

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

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

5) Visbeidzot, mēs rakstīsim globālo sabalansēto reakciju kā iepriekšējo reakciju summu:

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

Mēs pārrakstām vienādojums iepriekš ar oriģinālajiem savienojumiem:

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

Ir divi īpaši gadījumi, kad reakcijas var notikt skābā vai bāziskā vidē. Tādos gadījumos, ārstēšana tas ir nedaudz atšķirīgs, jo tas prasa pievienot sugas, kas ļauj izlīdzināt reakciju.

Skābās vides gadījumā jums jāievada Ūdens skābekļa un ūdeņraža līdzsvaram, un tāpēc mēs redzēsim protonu (H+) klātbūtni, kas norādīs vides veidu. Lai gan pamata barotnē pareizai balansēšanai var būt nepieciešams pievienot OH- (hidroksilgrupu).

Apskatīsim piemēru

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

Slāpekļskābes klātbūtnē mēs strādājam skābā vidē.

1) Vispirms mēs noteiksim oksidācijas stāvokļus:

• \(~{{S}^{-2}}\) tiek oksidēts, pārejot uz \({{S}^{+4}}\) (Pirmkārt, sērs ir oksidācijas stāvoklī -2 un pāriet uz + 4)

• \({{N}^{+5}}\) tiek samazināts, pārejot uz \({{N}^{+4}}\) (Pirmkārt, slāpeklis ir oksidācijas stāvoklī +5 un pāriet uz + 4)

2) Mēs jonizējam savienojumus un identificējam oksidācijas un reducēšanas reakcijas atsevišķi:

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

Sērs ir tā suga, kas tiek oksidēta, savukārt slāpeklis ir suga, kas tiek reducēta.

3) Mēs rakstām līdzsvarotās pusreakcijas:

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

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

Kā redzams, ūdens pievienošana oksidācijas reakcijā bija nepieciešama pareizam ūdeņraža un skābekļa līdzsvaram.

4) Ja mēs novērojam, pusreakcijās nav iesaistīts vienāds elektronu skaits spēlē, tāpēc mums tie jāsabalansē tā, lai abās apmaināmās lādiņi būtu vienādi:

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

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

5) Visbeidzot, mēs izsakām globālu līdzsvarotu reakciju, reaģējot uz risināto reakciju summu:

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

Mēs pārrakstām iepriekšējo vienādojumu ar sākotnējiem savienojumiem, ņemot vērā, ka ir sugas, piemēram, H+, kas parādās gan reaģentos, gan produktos, un tāpēc daļa no tiem ir atcelt

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