Definition av jon-elektronmetoden (balans)

De metod Den har en rad steg som måste utföras för att upprätta en korrekt balans av arten. Denna procedur kan delas in i följande steg:

1) Skriva hela reaktionen vi vill balansera. I sin tur, om möjligt, särskilj arterna som utgör föreningarna och skriv om reaktionen i dess jonform, med den laddade arten.

2) Skriv de halvreaktioner som utgör den globala reaktionen. Detta innebär att reaktanterna och produkterna sätts in i två olika halvreaktioner och att identifiera vilken är oxidation och vilken av dem minskningen. För detta måste vi förstå att arter som förlorar elektroner och förblir positivt laddat, ökar dess oxidationstillstånd, därför är det oxidationshalvreaktionen. Under tiden minskar arten som får elektroner dess oxidationstillstånd, så det är reduktionshalvreaktionen.

3) Skriv de balanserade halvreaktionerna, detta innebär komplettering med elektronerna i spel och, Om det behövs, skriv om dem så att samma summa pengar står på spel i var och en. elektroner. För detta kan det vara nödvändigt att hitta en minimikoefficient som tillåter utjämning.

4) Skriv den globala reaktionen som summan av de föregående halvreaktionerna. Om ovanstående steg gjordes korrekt, bör elektronerna på vardera sidan av reaktionen avbrytas. Slutligen är reaktionen balanserad.

Typiskt exempel

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

1) Vi identifierar oxidationstillstånd:

• \(A{{l}_{\left( s \right)}}\) oxiderar vid övergång till \(A{{l}^{+3}}\) (För det första är aluminium i ett oxidationstillstånd 0 och går till +3)

• \(C{{u}^{+2}}\) minskar till \(C{{u}_{\left( s \right)}}\) (För det första är koppar i ett oxidationstillstånd +2 och går till 0)

2) Vi joniserar föreningarna och identifierar oxidations- och reduktionsreaktioner individuellt:

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

Aluminium är arten som oxideras, medan koppar är arten som reduceras.

3) Detta steg består av att skriva de balanserade halvreaktionerna:

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

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

4) Om vi ​​observerar involverar halvreaktionerna inte samma antal elektroner i spel, så vi måste balansera dem på ett sådant sätt att laddningarna som ska utbytas i båda är lika:

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

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

I abstrakt:

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

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

5) Slutligen kommer vi att skriva den globala balanserade reaktionen, som summan av de tidigare reaktionerna:

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

Vi skriver om ekvation ovan med de ursprungliga föreningarna:

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

Det finns två speciella fall, där reaktionerna kan ske i sura eller basiska medier. För de fallen behandling det är något annorlunda eftersom det kräver tillsats av ämnen som möjliggör utjämning av reaktionen.

När det gäller surt medium måste du ange Vatten för balansen mellan syre och väte och därför kommer vi att se närvaron av protoner (H+) som indikerar typen av medium. Medan i ett basiskt medium kan tillsats av OH- (hydroxyl) krävas för korrekt balansering.

Låt oss titta på ett exempel

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

I närvaro av salpetersyra arbetar vi i ett surt medium.

1) Först kommer vi att identifiera oxidationstillstånd:

• \(~{{S}^{-2}}\) oxideras genom att passera till \({{S}^{+4}}\) (För det första är svavlet i oxidationstillstånd -2 och går över till + 4)

• \({{N}^{+5}}\) reduceras vid övergång till \({{N}^{+4}}\) (För det första är kväve i oxidationstillstånd +5 och går över till + 4)

2) Vi joniserar föreningarna och identifierar oxidations- och reduktionsreaktioner individuellt:

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

Svavel är arten som oxideras, medan kväve är arten som reduceras.

3) Vi skriver de balanserade halvreaktionerna:

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

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

Som kan ses var tillsatsen av vatten nödvändig i oxidationsreaktionen för den korrekta balansen av väte och syre.

4) Om vi ​​observerar involverar halvreaktionerna inte samma antal elektroner i spel, så vi måste balansera dem på ett sådant sätt att laddningarna som ska utbytas i båda är lika:

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

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

5) Slutligen uttrycker vi den globala balanserade reaktionen, som svar på summan av reaktionerna:

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

Vi skriver om den föregående ekvationen med de ursprungliga föreningarna, med hänsyn till att det finns arter, såsom H+, som förekommer i både reaktanter och produkter och därför är en del av dem Avbryt

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