Definícia iónovo-elektrónovej metódy (zostatok)

The metóda Má sériu krokov, ktoré sa musia vykonať, aby sa vytvorila správna rovnováha druhov. Tento postup možno rozdeliť do nasledujúcich etáp:

1) Napíšte celú reakciu chceme vyvážiť. Na druhej strane, ak je to možné, rozlíšte druhy, ktoré tvoria zlúčeniny, a prepíšte reakciu do jej iónovej formy s nabitými druhmi.

2) Napíšte polovičné reakcie, ktoré tvoria globálnu reakciu. To zahŕňa uvedenie reaktantov a produktov do dvoch rôznych polovičných reakcií a identifikovať ktorý z nich je oxidácia a ktoré z nich zníženie. Na to musíme pochopiť, že druhov ktorý stráca elektróny a zostáva kladne nabitý, zvyšuje svoj oxidačný stav, preto ide o oxidačnú polovičnú reakciu. Medzitým druh, ktorý získava elektróny, znižuje svoj oxidačný stav, takže ide o polovičnú redukčnú reakciu.

3) Napíšte vyvážené polovičné reakcie, to znamená dokončenie s elektrónmi v hre a, V prípade potreby ich prepíšte tak, aby v každej išlo o rovnakú sumu peňazí. elektróny. Na to môže byť potrebné nájsť minimálny koeficient, ktorý umožňuje vyrovnanie.

4) Napíšte globálnu reakciu ako súčet predchádzajúcich polovičných reakcií. Ak boli vyššie uvedené kroky vykonané správne, elektróny na oboch stranách reakcie by sa mali zrušiť. Nakoniec je reakcia vyrovnaná.

Typický príklad

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

1) Identifikujeme oxidačné stavy:

• \(A{{l}_{\left( s \right)}}\) oxiduje pri prechode do \(A{{l}^{+3}}\) (Po prvé, hliník je v stave oxidácie 0 a prejde na +3)

• \(C{{u}^{+2}}\) sa zníži na \(C{{u}_{\left( s \right)}}\) (Po prvé, meď je v stave oxidácie +2 a ide na 0)

2) Ionizujeme zlúčeniny a identifikujeme oxidačné a redukčné reakcie individuálne:

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

Hliník je druh, ktorý sa oxiduje, zatiaľ čo meď je druh, ktorý sa redukuje.

3) Tento krok pozostáva z napísania vyvážených polovičných reakcií:

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

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

4) Ak pozorujeme, polovičné reakcie nezahŕňajú rovnaký počet elektrónov v hre, takže ich musíme vyvážiť tak, aby náboje, ktoré sa majú vymeniť v oboch, boli rovnaké:

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

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

In abstraktné:

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

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

5) Nakoniec napíšeme globálnu vyváženú reakciu ako súčet predchádzajúcich reakcií:

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

Prepisujeme rovnica vyššie s pôvodnými zlúčeninami:

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

Existujú dva konkrétne prípady, kedy reakcie môžu prebiehať v kyslom alebo zásaditom prostredí. Pre tieto prípady, liečbe je trochu iný, pretože vyžaduje pridanie látok, ktoré umožňujú vyrovnanie reakcie.

V prípade kyslého média musíte zadať Voda pre rovnováhu kyslíkov a vodíkov, a preto uvidíme prítomnosť protónov (H+), ktoré budú indikovať typ média. Zatiaľ čo v zásaditom médiu môže byť pre správne vyváženie potrebné pridanie OH- (hydroxylu).

Pozrime sa na príklad

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

V prítomnosti kyseliny dusičnej pracujeme v kyslom prostredí.

1) Najprv identifikujeme oxidačné stavy:

• \(~{{S}^{-2}}\) sa oxiduje prechodom na \({{S}^{+4}}\) (Po prvé, síra je v oxidačnom stave -2 a prechádza do + 4)

• \({{N}^{+5}}\) sa zníži pri prechode na \({{N}^{+4}}\) (Po prvé, dusík je v oxidačnom stave +5 a prejde na +4)

2) Ionizujeme zlúčeniny a identifikujeme oxidačné a redukčné reakcie individuálne:

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

Síra je druh, ktorý sa oxiduje, zatiaľ čo dusík je druh, ktorý sa redukuje.

3) Zapíšeme vyvážené polovičné reakcie:

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

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

Ako je možné vidieť, pridanie vody bolo nevyhnutné v oxidačnej reakcii pre správnu rovnováhu vodíkov a kyslíkov.

4) Ak pozorujeme, polovičné reakcie nezahŕňajú rovnaký počet elektrónov v hre, takže ich musíme vyvážiť tak, aby náboje, ktoré sa majú vymeniť v oboch, boli rovnaké:

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

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

5) Nakoniec vyjadríme globálnu vyváženú reakciu ako odpoveď na súčet oslovených reakcií:

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

Predchádzajúcu rovnicu prepíšeme pôvodnými zlúčeninami, berúc do úvahy, že existujú druhy, ako je H+, ktoré sa vyskytujú v reaktantoch aj produktoch, a preto sú ich súčasťou Zrušiť

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