İyon-Elektron Yönteminin Tanımı (denge)

bu yöntem Türlerin doğru bir dengesini kurmak için gerçekleştirilmesi gereken bir dizi adım vardır. Bu prosedür aşağıdaki aşamalara ayrılabilir:

1) Yazmak tüm reaksiyonu dengelemek istiyoruz. Sırayla, mümkünse, bileşikleri oluşturan türleri ayırt edin ve reaksiyonu iyonik formunda yüklü türlerle yeniden yazın.

2) Küresel tepkimeyi oluşturan yarı tepkimeleri yazınız. Bu, reaktanları ve ürünleri iki farklı yarı reaksiyona sokmayı ve tespit etmek hangisi oksidasyon ve bunlardan hangisi azalma. Bunun için şunu anlamalıyız ki, Türler elektronları kaybeder ve pozitif yüklü kalır, oksidasyon durumunu arttırır, bu nedenle oksidasyon yarı reaksiyonudur. Bu arada, elektron kazanan türler oksidasyon durumunu azaltır, bu nedenle indirgeme yarı reaksiyonudur.

3) Dengeli yarı reaksiyonları yazın, bu, oyundaki elektronlarla tamamlamayı ifade eder ve, Gerekirse, her birinde aynı miktarda para tehlikede olacak şekilde bunları yeniden yazın. elektronlar. Bunun için eşitlemeye izin veren minimum bir katsayı bulmak gerekebilir.

4) Küresel tepkimeyi önceki yarı tepkimelerin toplamı olarak yazın. Yukarıdaki adımlar doğru yapıldıysa, reaksiyonun her iki tarafındaki elektronlar iptal edilmelidir. Son olarak, reaksiyon dengelenir.

Tipik örnek

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

1) Oksidasyon durumlarını tanımlarız:

• \(A{{l}_{\left( s \right)}}\) \(A{{l}^{+3}}\'ye geçerken oksitlenir) (Birincisi, Alüminyum oksidasyon durumundadır 0 ve +3'e gider

• \(C{{u}^{+2}}\) \(C{{u}_{\left( s \right)}}\)'ye düşer (İlk olarak, Bakır +2 oksidasyon durumundadır ve 0'a gider

2) Bileşikleri iyonize eder ve oksidasyon ve indirgeme reaksiyonlarını ayrı ayrı tanımlarız:

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

Alüminyum oksitlenen türdür, bakır ise indirgenen türdür.

3) Bu adım, dengeli yarı reaksiyonların yazılmasından oluşur:

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

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

4) Gözlemlersek, yarı reaksiyonlar oyunda aynı sayıda elektron içermez, bu yüzden onları, her ikisinde de değiş tokuş edilecek yükler eşit olacak şekilde dengelememiz gerekir:

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

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

İçinde Öz:

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

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

5) Son olarak, önceki reaksiyonların toplamı olarak global dengeli reaksiyonu yazacağız:

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

yeniden yazıyoruz denklem orijinal bileşiklerle yukarıda:

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

Reaksiyonların asidik veya bazik ortamda meydana gelebileceği iki özel durum vardır. Bu durumlar için, tedavi reaksiyonu eşitlemeye izin veren türlerin eklenmesini gerektirdiğinden biraz farklıdır.

Asit ortam olması durumunda, girmelisiniz su oksijen ve hidrojen dengesi için ve bu nedenle, ortamın türünü gösterecek protonların (H+) varlığını göreceğiz. Bazik bir ortamda, doğru dengeleme için OH- (hidroksil) ilavesi gerekebilir.

Bir örneğe bakalım

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

Nitrik asit varlığında asit ortamında çalışıyoruz.

1) İlk önce oksidasyon durumlarını belirleyeceğiz:

• \(~{{S}^{-2}}\) \({{S}^{+4}}\)'ye geçerek oksitlenir (Önce Kükürt -2 oksidasyon durumundadır ve +'ya geçer 4)

• \({{N}^{+5}}\) \({{N}^{+4}}\'ye geçerken azalır) (Birincisi, Azot +5 oksidasyon durumundadır ve +4'e geçer)

2) Bileşikleri iyonize eder ve oksidasyon ve indirgeme reaksiyonlarını ayrı ayrı tanımlarız:

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

Kükürt oksitlenen türdür, Azot ise indirgenen türdür.

3) Dengeli yarı reaksiyonları yazıyoruz:

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

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

Görülebileceği gibi, doğru hidrojen ve oksijen dengesi için oksidasyon reaksiyonunda su ilavesi gerekliydi.

4) Gözlemlersek, yarı reaksiyonlar oyunda aynı sayıda elektron içermez, bu yüzden onları, her ikisinde de değiş tokuş edilecek yükler eşit olacak şekilde dengelememiz gerekir:

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

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

5) Son olarak, ele alınan reaksiyonların toplamına yanıt olarak küresel dengeli reaksiyonu ifade ediyoruz:

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

Türlerin olduğunu göz önünde bulundurarak önceki denklemi orijinal bileşiklerle yeniden yazıyoruz, Hem reaktanlarda hem de ürünlerde görülen H+ gibi ve bu nedenle bunların bir kısmı iptal etmek

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