Дефиниција јонско-електронске методе (равнотежа)

Тхе методом Има низ корака који се морају извршити како би се успоставила исправна равнотежа врсте. Овај поступак се може поделити у следеће фазе:

1) Пишите целокупну реакцију желимо да избалансирамо. Заузврат, ако је могуће, разликују врсте које чине једињења и препишите реакцију у њеном јонском облику, са наелектрисаним врстама.

2) Напиши полу-реакције које чине глобалну реакцију. Ово укључује стављање реактаната и производа у две различите полу-реакције и идентификовати који је оксидације а који од њих смањење. За ово морамо разумети да врсте који губи електроне и остаје позитивно наелектрисан, повећава своје оксидационо стање, дакле, то је полу-реакција оксидације. У међувремену, врста која добија електроне смањује своје оксидационо стање, тако да је то полу-реакција редукције.

3) Напишите избалансиране полу-реакције, што подразумева комплетирање са електронима у игри и, Ако је потребно, препишите их тако да у свакој буде иста сума новца. електрона. За ово ће можда бити потребно пронаћи минимални коефицијент који омогућава изједначавање.

4) Напиши глобалну реакцију као збир претходних полуреакција. Ако су горњи кораци урађени исправно, електрони са обе стране реакције би требало да се пониште. Коначно, реакција је уравнотежена.

Типичан пример

\(А{{л}_{\лефт( с \ригхт)}}+ЦуС{{О}_{4}}_{\лефт( ац \ригхт)}\до ~А{{л}_{2 }}{{\лефт( С{О}_{4}} \ригхт)}_{3}}_{\лефт( ац \ригхт)}+~Ц{{у}_{\лефт( с \ десно)}}~\)

1) Идентификујемо оксидациона стања:

• \(А{{л}_{\лефт( с \ригхт)}}\) оксидира при преласку у \(А{{л}^{+3}}\) (Прво, алуминијум је у стању оксидације 0 и иде на +3)

• \(Ц{{у}^{+2}}\) се своди на \(Ц{{у}_{\лефт( с \ригхт)}}) (Прво, бакар је у стању оксидације +2 и иде на 0)

2) Јонизујемо једињења и појединачно идентификујемо реакције оксидације и редукције:

\(А{{л}_{\лефт( с \ригхт)}}^{0}+~Ц{{у}^{+2}}_{\лефт( ац \ригхт)}~\до ~А {{л}^{+3}}_{\лефт( ац \ригхт)}+Ц{{у}_{\лефт( с \ригхт)}}^{0}\)

Алуминијум је врста која се оксидира, док је бакар врста која се редукује.

3) Овај корак се састоји од писања уравнотежених полуреакција:

• \(А{{л}_{\лефт( с \ригхт)}}^{0}\до ~А{{л}^{+3}}_{\лефт( ац \ригхт)}+3~ {{е}^{-}}~\) Оксидација

• \(Ц{{у}^{+2}}_{\лефт(ац \ригхт)}+2~{{е}^{-}}\до ~Ц{{у}_{\лефт( с \десно)}}^{0}~\) Смањење

4) Ако посматрамо, полуреакције не укључују исти број електрона у игри, тако да их морамо уравнотежити на такав начин да су наелектрисања која се размењују у оба једнака:

• \(2~к~\лефт( А{{л}_{\лефт( с \ригхт)}}^{0}\до ~А{{л}^{+3}}_{\лефт( ац \ригхт)}+3~{{е}^{-}} \ригхт)~\) Оксидација

• \(3~к~(Ц{{у}^{+2}}_{\лефт( ац \ригхт)}+2~{{е}^{-}}\до ~Ц{{у}_ {\лево( с \десно)}}^{0})~\) Смањење

У апстрактан:

• \(2А{{л}_{\лефт( с \ригхт)}}^{0}\до ~2А{{л}^{+3}}_{\лефт( ац \ригхт)}+6~ {{е}^{-}}~\) Оксидација

• \(3Ц{{у}^{+2}}_{\лефт(ац \ригхт)}+6~{{е}^{-}}\до ~3Ц{{у}_{\лефт( с \десно)}}^{0}~\) Смањење

5) На крају ћемо написати глобалну уравнотежену реакцију, као збир претходних реакција:

\(2А{{л}_{\лефт( с \ригхт)}}^{0}+~3Ц{{у}^{+2}}_{\лефт( ац \ригхт)}\до ~2А{ {л}^{+3}}_{\лефт( ац \ригхт)}+~3Ц{{у}_{\лефт( с \ригхт)}}^{0}\)

Преписујемо једначина горе са оригиналним једињењима:

\(2А{{л}_{\лефт( с \ригхт)}}+3ЦуС{{О}_{4}}_{\лефт( ац \ригхт)}\до ~А{{л}_{2 }}{{\лефт( С{О}_{4}} \ригхт)}_{3}}_{\лефт( ац \ригхт)}+~3Ц{{у}_{\лефт( с \ јел тако)}}\)

Постоје два посебна случаја, где се реакције могу јавити у киселој или базној средини. За те случајеве, третмана нешто је другачије јер захтева додавање врста које омогућавају изједначавање реакције.

У случају киселог медијума, морате унети Вода за равнотежу кисеоника и водоника и, према томе, видећемо присуство протона (Х+) који ће указивати на врсту средине. Док, у базичном медијуму, додавање ОХ- (хидроксила) може бити потребно за правилно балансирање.

Погледајмо пример

\(Цу{{С}_{\лефт(ац \ригхт)}}+ХН{{О}_{3}}_{\лефт(ац \ригхт)}\до ~Цу{{\лефт(Н{ {О}_{3}} \ригхт)_{2}}_{\лефт( ац \ригхт)}+~Н{{О}_{2}}_{\лефт( г \ригхт)}+С{{О}_{2}}_{\лефт( г \ригхт)}+~ {{Х}_{2}}{{О}_{\лефт( ац \ригхт)}}\)

У присуству азотне киселине радимо у киселој средини.

1) Прво ћемо идентификовати оксидациона стања:

• \(~{{С}^{-2}}\) се оксидира преласком у \({{С}^{+4}}\) (Прво, сумпор је у оксидационом стању -2 и прелази у + 4)

• \({{Н}^{+5}}\) се смањује при преласку на \({{Н}^{+4}}\) (Прво, азот је у оксидационом стању +5 и прелази на +4)

2) Јонизујемо једињења и појединачно идентификујемо реакције оксидације и редукције:

\({{С}^{-2}}_{\лефт( ац \ригхт)}+~{{Н}^{+5}}_{\лефт( ац \ригхт)}~\до ~{{ С}^{+4}}_{\лефт( г \ригхт)}+~{{Н}^{+4}}_{\лефт( г \ригхт)}\)

Сумпор је врста која се оксидира, док је азот врста која се редукује.

3) Записујемо уравнотежене полуреакције:

• \(~\) \(2~{{Х}_{2}}{{О}_{\лефт( ац \ригхт)}}+~{{С}^{-2}}_{\лефт ( ац \ригхт)}~\то ~С{{О}_{2}}_{\лефт( г \ригхт)}+4{{Х}^{+}}_{\лефт( ац \ригхт) }+6~{{е}^{-}}\) Оксидација

• \(2{{Х}^{+}}_{\лефт( ац \ригхт)}+\) \(Н{{О}_{3}}{{^{-}}_{\лефт( ац \ригхт)}}+1~{{е}^{-}}~\до ~Н{{О}_{2}}_{\лефт( г \ригхт)}+~~{{Х}_ {2}}{{О}_{\лефт( ац \ригхт)}}~\) Смањење

Као што се може видети, додавање воде је било неопходно у реакцији оксидације за правилну равнотежу водоника и кисеоника.

4) Ако посматрамо, полуреакције не укључују исти број електрона у игри, тако да их морамо уравнотежити на такав начин да су наелектрисања која се размењују у оба једнака:

• \(~\) \(2~{{Х}_{2}}{{О}_{\лефт( ац \ригхт)}}+~{{С}^{-2}}_{\лефт ( ац \ригхт)}~\то ~С{{О}_{2}}_{\лефт( г \ригхт)}+4{{Х}^{+}}_{\лефт( ац \ригхт) }+6~{{е}^{-}}\) Оксидација

• \(12{{Х}^{+}}_{\лефт( ац \ригхт)}+\) \(6Н{{О}_{3}}{{^{-}}_{\лефт( ац \ригхт)}}+6~{{е}^{-}}~\до ~6Н{{О}_{2}}_{\лефт( г \ригхт)}+~~6{{Х} 2}}{{О}_{\лефт( ац \ригхт)}}~\) Смањење

5) На крају, изражавамо глобалну уравнотежену реакцију, као одговор на збир реакција:

\(2~{{Х}_{2}}{{О}_{\лефт( ац \ригхт)}}+~{{С}^{-2}}_{\лефт( ац \ригхт)} +~12{{Х}^{+}}_{\лефт( ац \ригхт)}+\) \(6Н{{О}_{3}}{{^{-}}_{\лефт( ац \ригхт)}}\до ~С{{О}_{2}}_{\лефт( г \ригхт)}+4{{Х}^{+}}_{\лефт(ац \ригхт)}+ 6Н{{О}_{2}}_{\лефт( г \ригхт)}+~~6{{Х}_{2}}{{О}_{\лефт( ац \јел тако)}}\)

Преписујемо претходну једначину са оригиналним једињењима, узимајући у обзир да постоје врсте, као што је Х+, који се појављују и у реактантима и у производима и, према томе, део њих јесу поништити, отказати

$Цу\{\{С\}\_\{\backslash лефт(ац\; \backslash ригхт)\}\}+8ХН\{\{\{О\}\_\{3\}\}\_\{\backslash лефт(ац\; \backslash ригхт)\}\backslash до\; ~Цу\{\{\backslash лефт(Н\{\{О\; \}\_\{3\}\; \backslash десно)\_\{2\}\}\_\{\backslash лефт(\; ац\; \backslash ригхт)\}+~6Н\{\{О\}\_\{2\}\}\_\{\backslash лефт(\; г\; \backslash ригхт)\}+С\{\{О\}\_\{2\}\}\_\{\backslash лефт(\; г\; \backslash ригхт)\}+~\; 4\{\{Х\}\_\{2\}\}\{\{О\}\_\{\backslash лефт(\; ац\; \backslash јел\; тако)\}\}\backslash )$