- Mga Hakbang
- - Pangkalahatan
- Suriin ang mga numero ng oksihenasyon ng mga reaksyon at produkto
- Kilalanin ang oxidizing at pagbabawas ng mga species
- Isulat ang mga kalahating reaksyon at balanse ng mga atomo at singil
- Ang mga coefficient ng kapalit ng ionic equation sa pangkalahatang equation
- - Balanse sa medium medium
- - Balanse sa pangunahing daluyan
- Mga halimbawa
- Pagsasanay
- Ehersisyo 1
- Pangkalahatang mga hakbang
- Balanse sa pangunahing daluyan
- Mag-ehersisyo 2
- Pangkalahatang mga hakbang
- Balanse sa medium medium
- Mga Sanggunian
Ang pamamaraan ng pagbabawas ng redox ay isa na nagpapahintulot sa pagbabalanse ng mga kemikal na equation ng redox reaksyon, na kung hindi man ay magiging sakit ng ulo. Narito ang isa o higit pang mga species palitan ng mga electron; ang isa na nag-donate o nawawala ang mga ito ay tinatawag na species ng oxidizing, samantalang ang isang tumatanggap o nakakuha ng mga ito, ang pagbawas ng species.
Sa pamamaraang ito mahalaga na malaman ang mga bilang ng oksihenasyon ng mga species na ito, dahil isinisiwalat nila kung gaano karaming mga electron ang nakakuha o nawala sa bawat taling. Salamat sa ito, posible na balansehin ang mga singil ng kuryente sa pamamagitan ng pagsulat ng mga electron sa mga equation na kung sila ay mga reaksyon o produkto.
Pangkalahatang semi-reaksyon ng isang reaksyon ng redox kasama ang tatlong mga protagonista sa panahon ng kanilang pagbabalanse: H +, H2O at OH-. Pinagmulan: Gabriel Bolívar.
Ang itaas na imahe ay nagpapakita kung gaano kabisa ang mga electron, e - ay inilalagay bilang mga reaksyon kapag nakuha ng mga oxidizing species ang mga ito; at bilang mga produkto kapag nawala ang mga species na ito. Tandaan na balansehin ang ganitong uri ng mga equation kinakailangan upang makabisado ang mga konsepto ng mga bilang ng oksihenasyon at pagbawas sa oksihenasyon.
Ang mga H + , H 2 O at OH - species , depende sa pH ng reaksyon ng daluyan, pinapayagan ang pagbabalanse ng redox, na kung bakit ito ay napaka-pangkaraniwan upang mahanap ang mga ito sa mga ehersisyo. Kung ang medium ay acidic, we resort to the H + ; ngunit kung sa kabaligtaran ang medium ay pangunahing, pagkatapos ay ginagamit namin ang OH - para sa pagbabalanse.
Ang likas na katangian ng reaksyon mismo ay nagdidikta kung ano ang dapat na pH ng daluyan. Iyon ang dahilan kung bakit, kahit na ang pagbabalanse ay maaaring isagawa sa pag-aakalang isang acidic o basic medium, ang panghuling balanse na equation ay magpapahiwatig kung ang mga H + at OH - ion ay talagang disensable o hindi .
Mga Hakbang
- Pangkalahatan
Suriin ang mga numero ng oksihenasyon ng mga reaksyon at produkto
Ipalagay ang sumusunod na equation ng kemikal:
Cu (s) + AgNO 3 (aq) → Cu (HINDI 3 ) 2 + Ag (s)
Ito ay tumutugma sa isang redox reaksyon, kung saan ang pagbabago ay nangyayari sa mga bilang ng oksihenasyon ng mga reaksyon:
Cu 0 (s) + Ag + HINDI 3 (aq) → Cu 2+ (HINDI 3 ) 2 + Ag (s) 0
Kilalanin ang oxidizing at pagbabawas ng mga species
Ang mga nag-oxidizing species ay nakakakuha ng mga electron sa pamamagitan ng pag-oxidize sa pagbawas ng mga species. Samakatuwid, ang bilang ng oksihenasyon nito ay bumababa: nagiging mas positibo ito. Samantala, ang bilang ng oksihenasyon ng pagbawas ng mga species ay nagdaragdag, dahil nawawala ang mga elektron: nagiging mas positibo ito.
Kaya, sa nakaraang reaksyon, ang tanso ay na-oxidized, dahil ipinapasa ito mula sa Cu 0 hanggang Cu 2+ ; at ang pilak ay nabawasan, dahil ito ay mula Ag + hanggang Ag 0 . Copper ay ang pagbabawas ng mga species, at pilak ang oxidizing species.
Isulat ang mga kalahating reaksyon at balanse ng mga atomo at singil
Ang pagtukoy kung aling mga species ang nakakakuha o nawalan ng mga electron, ang redox half-reaksyon para sa parehong pagbawas at mga reaksiyon ng oksihenasyon ay nakasulat:
Cu 0 → Cu 2+
Ag + → Ag 0
Ang Copper ay nawawala ang dalawang elektron, habang ang mga pilak ay nakakakuha ng isa. Inilalagay namin ang mga electron sa parehong kalahating reaksyon:
Cu 0 → Cu 2+ + 2e -
Ag + + e - → Ag 0
Tandaan na ang mga naglo-load ay mananatiling balanse sa parehong kalahating reaksyon; ngunit kung sila ay idinagdag nang magkasama, ang batas ng pag-iingat ng bagay ay nilabag: ang bilang ng mga electron ay dapat na pantay sa dalawang kalahating reaksyon. Samakatuwid, ang pangalawang equation ay pinarami ng 2 at ang dalawang equation ay idinagdag:
(Cu 0 → Cu 2+ + 2e - ) x 1
(Ag + + e - → Ag 0 ) x 2
Cu 0 + 2Ag + + 2e - → Cu 2+ + 2Ag 0 + 2e -
Kinansela ng mga elektron dahil nasa panig ng mga reaktor at produkto:
Cu 0 + 2Ag + → Cu 2+ + 2Ag 0
Ito ang global equation ionic.
Ang mga coefficient ng kapalit ng ionic equation sa pangkalahatang equation
Sa wakas, ang mga coefficient ng stoichiometric mula sa nakaraang equation ay inilipat sa unang equation:
Cu (s) + 2AgNO 3 (aq) → Cu (HINDI 3 ) 2 + 2Ag (s)
Tandaan na ang 2 ay nakaposisyon sa AgNO 3 dahil sa salt salt na ito ay bilang Ag + , at ang parehong nangyayari sa Cu (NO 3 ) 2 . Kung ang equation na ito ay hindi balanseng sa dulo, nagpapatuloy kami upang magsagawa ng pagsubok.
Ang equation na iminungkahi sa mga naunang hakbang ay maaaring balanse nang direkta sa pamamagitan ng pagsubok at error. Gayunpaman, mayroong mga reaksyon ng redox na nangangailangan ng isang acidic (H + ) o pangunahing (OH - ) medium na magaganap. Kapag nangyari ito, hindi ito magiging balanse sa pag-aakala na ang daluyan ay neutral; tulad ng ipinakita lamang (ni H + ni OH - ay idinagdag ).
Sa kabilang banda, ito ay maginhawa upang malaman na ang mga atomo, ions o compound (karamihan sa mga oxides) kung saan nagaganap ang mga pagbabago sa mga bilang ng oksihenasyon ay nakasulat sa kalahating reaksyon. Ito ay mai-highlight sa seksyon ng pagsasanay.
- Balanse sa medium medium
Kapag ang daluyan ay acid, kinakailangan na huminto sa dalawang kalahating reaksyon. Sa oras na ito kung binabalanse namin ang mga atom at hydrogen, at pati na rin ang mga electron. Ang mga electron ay balansehin sa dulo.
Pagkatapos, sa gilid ng reaksyon na may mas kaunting mga atomo ng oxygen, nagdaragdag kami ng mga molekula ng tubig upang makagawa nito. Sa kabilang panig, binabalanse namin ang mga hydrogens na may mga H + ion . At sa wakas, idinagdag namin ang mga electron at magpatuloy sa pamamagitan ng pagsunod sa mga pangkalahatang hakbang na nakabalangkas.
- Balanse sa pangunahing daluyan
Kung ang daluyan ay pangunahing, ang isa ay magpapatuloy sa parehong paraan tulad ng sa acidic medium na may isang maliit na pagkakaiba-iba: sa oras na ito sa gilid kung saan may higit na oxygen, isang bilang ng mga molekula ng tubig na katumbas ng labis na oxygen na ito ay matatagpuan; at sa kabilang panig, ang mga ion ng OH - upang mabayaran ang mga hydrogen.
Sa wakas, ang mga electron ay balanse, ang dalawang kalahating reaksyon ay idinagdag, at ang mga koepisyent ng pandaigdigang ekwasyon ng ionic ay nahalili sa pangkalahatang equation.
Mga halimbawa
Ang mga sumusunod na balanse at hindi balanseng mga equation ng redox ay nagsisilbing halimbawa upang makita kung gaano sila nagbabago pagkatapos mag-apply sa pamamaraang ito ng pagbabalanse:
P 4 + ClO - → PO 4 3- + Cl - (walang balanseng)
P 4 + 10 ClO - + 6 H 2 O → 4 PO 4 3- + 10 Cl - + 12 H + (balanseng acid medium)
P 4 + 10 ClO - + 12 OH - → 4 PO 4 3- + 10 Cl - + 6 H 2 O (balanseng pangunahing daluyan)
I 2 + KNO 3 → I - + KIO 3 + HINDI 3 - (hindi balanseng)
3I 2 + KNO 3 + 3H 2 O → 5I - + KIO 3 + HINDI 3 - + 6H + (balanseng acid medium)
Cr 2 O 2 7- + HNO 2 → Cr 3+ + HINDI 3 - (hindi balanseng)
3HNO 2 + 5H + + Cr 2 O 2 7- → 3NO 3 - + 2Cr 3+ + 4H 2 O (balanseng acid medium)
Pagsasanay
Ehersisyo 1
Balansehin ang sumusunod na equation sa pangunahing daluyan:
I 2 + KNO 3 → I - + KIO 3 + HINDI 3 -
Pangkalahatang mga hakbang
Nagsisimula kami sa pamamagitan ng pagsulat ng mga numero ng oksihenasyon ng mga species na pinaghihinalaan namin na na-oxidized o nabawasan; sa kasong ito, ang mga iodine atoms:
I 2 0 + KNO 3 → I - + KI 5+ O 3 + HINDI 3 -
Tandaan na ang iodine ay na-oxidized at sa parehong oras ay nabawasan, kaya't ipinagpapatuloy naming isulat ang kanilang dalawang magkasamang kalahating reaksyon:
I 2 → Ako - (pagbawas, para sa bawat I - 1 elektron ay natupok)
I 2 → IO 3 - (Ang oksihenasyon, para sa bawat IO 3 - 5 elektron ay pinakawalan)
Sa oksihenasyon na kalahating reaksyon ay inilalagay namin ang anion IO 3 - , at hindi ang yodo ng yodo habang 5+ ako . Nababalanse namin ang mga atomo ng yodo:
I 2 → 2I -
I 2 → 2IO 3 -
Balanse sa pangunahing daluyan
Ngayon nakatuon kami sa pagbabalanse ng oxidation semi-reaksyon sa isang pangunahing daluyan, dahil mayroon itong isang oxygenated species. Nagdaragdag kami sa gilid ng produkto ng parehong bilang ng mga molekula ng tubig dahil mayroong mga atomo ng oxygen:
I 2 → 2IO 3 - + 6H 2 O
At sa kaliwang bahagi binabalanse namin ang hydrogen sa OH - :
I 2 + 12OH - → 2IO 3 - + 6H 2 O
Sinusulat namin ang dalawang kalahating reaksyon at idinagdag ang nawawalang mga elektron upang balansehin ang mga negatibong singil:
Ako 2 + 2e - → 2I -
I 2 + 12OH - → 2IO 3 - + 6H 2 O + 10e -
Pinaghahambing namin ang mga bilang ng mga electron sa parehong kalahating reaksyon at idagdag ang mga ito:
(I 2 + 2e - → 2I - ) x 10
(I 2 + 12OH - → 2IO 3 - + 6H 2 O + 10e - ) x 2
12I 2 + 24 OH - + 20e - → 20I - + 4IO 3 - + 12H 2 O + 20e -
Kinansela ang mga elektron at hinati namin ang lahat ng mga koepisyente ng apat upang gawing simple ang pandaigdigang ekwasyon ng ionic:
(12I 2 + 24 OH - → 20I - + 4IO 3 - + 12H 2 O) x ¼
3I 2 + 6OH - → 5I - + IO 3 - + 3H 2 O
At sa wakas, pinalitan namin ang mga koepisyent ng ionic equation sa unang equation:
3I 2 + 6OH - + KNO 3 → 5I - + KIO 3 + HINDI 3 - + 3H 2 O
Ang equation ay balanseng. Ihambing ang resulta sa pagbabalanse sa medium medium sa Halimbawa 2.
Mag-ehersisyo 2
Balansehin ang sumusunod na equation sa isang medium medium:
Fe 2 O 3 + CO → Fe + CO 2
Pangkalahatang mga hakbang
Tinitingnan namin ang mga bilang ng oksihenasyon ng bakal at carbon upang malaman kung alin sa dalawa ang na-oxidized o nabawasan:
Fe 2 3+ O 3 + C 2+ O → Fe 0 + C 4+ O 2
Nabawasan ang iron, ginagawa itong mga species ng oxidizing. Samantala, ang carbon ay na-oxidized, na kumikilos bilang pagbawas ng mga species. Ang kalahating reaksyon para sa oksihenasyon at pagbabawas nababahala ay:
Fe 2 3+ O 3 → Fe 0 (pagbabawas, para sa bawat Fe 3 electrons ay natupok)
CO → CO 2 (oksihenasyon, para sa bawat CO 2 2 electrons ay pinakawalan)
Tandaan na isinulat namin ang oxide, Fe 2 O 3 , dahil naglalaman ito ng Fe 3+ , kaysa sa paglalagay lamang ng Fe 3+ . Nababalanse namin ang mga atomo na kinakailangan maliban sa oxygen:
Fe 2 O 3 → 2Fe
CO → CO 2
At nagpapatuloy kami upang maisakatuparan ang pagbabalanse sa isang medium medium sa parehong semi-reaksyon, dahil mayroong mga oxygenated species sa pagitan.
Balanse sa medium medium
Nagdaragdag kami ng tubig upang mabalanse ang mga oxygengens, at pagkatapos ay ang H + upang balansehin ang mga hydrogens:
Fe 2 O 3 → 2Fe + 3H 2 O
6H + + Fe 2 O 3 → 2Fe + 3H 2 O
CO + H 2 O → CO 2
CO + H 2 O → CO 2 + 2H +
Ngayon binabalanse namin ang mga singil sa pamamagitan ng paglalagay ng mga electron na kasangkot sa kalahating reaksyon:
6H + + 6e - + Fe 2 O 3 → 2Fe + 3H 2 O
CO + H 2 O → CO 2 + 2H + + 2e -
Pinaghahambing namin ang bilang ng mga electron sa parehong kalahating reaksyon at idinagdag ang mga ito:
(6H + + 6e - + Fe 2 O 3 → 2Fe + 3H 2 O) x 2
(CO + H 2 O → CO 2 + 2H + + 2e - ) x 6
12 H + + 12e - + 2Fe 2 O 3 + 6CO + 6H 2 O → 4Fe + 6H 2 O + 6CO 2 + 12H + + 12e -
Kinansela namin ang mga electron, H + ion at mga molekula ng tubig:
2Fe 2 O 3 + 6CO → 4Fe + 6CO 2
Ngunit ang mga koepisyentong ito ay maaaring nahahati sa dalawa upang gawing simple ang equation, higit pa, pagkakaroon:
Fe 2 O 3 + 3CO → 2Fe + 3CO 2
Ang tanong na ito ay lumitaw: kinakailangan ba ang redox balancing para sa equation na ito? Sa pamamagitan ng pagsubok at pagkakamali ay mas mabilis ito. Ipinapakita nito na ang reaksyon na ito ay magpapatuloy anuman ang pH ng daluyan.
Mga Sanggunian
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemistry (Ika-8 ed.). CENGAGE Pag-aaral.
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Setyembre 22, 2019). Paano Balansehin ang Mga Reaksyon ng Redox. Nabawi mula sa: thoughtco.com
- Ann Nguyen & Luvleen Brar. (Hunyo 05, 2019). Pagbabalanse ng Reaksyon ng Redox. Chemistry LibreTexts. Nabawi mula sa: chem.libretexts.org
- Quimitube. (2012). Mag-ehersisyo 19: Pagsasaayos ng isang reaksyon ng redox sa pangunahing daluyan na may dalawang oksihenasyon na kalahating reaksyon. Nabawi mula sa: quimitube.com
- Washington University sa St. Louis. (sf). Mga Suliranin sa Pagsasanay: Mga Reaksyon ng Redox. Nabawi mula sa: chemistry.wustl.edu
- John Wiley at Mga Anak. (2020). Paano Balanse ang Red Equation. Nabawi mula sa: dummies.com
- Rubén Darío OG (2015). Pagbalanse ng mga equation ng kemikal. Nabawi mula sa: aprendeenlinea.udea.edu.co