Phương pháp nửa phản ứng: Thuật toán

Nhiều quá trình hóa học thử nghiệm với các mức độ thay đổi của quá trình oxy hóa của các nguyên tử hình thành các hợp chất phản ứng. Viết phương trình phản ứng oxi hóa khử loại thường kèm theo khó khăn trong việc thiết lập các hệ số trước mỗi chất công thức. Với mục đích này, các phương pháp đã được phát triển liên quan đến sự cân bằng phân phối phụ trách điện tử hoặc điện tử-ion. Bài báo mô tả cách thứ hai lên các phương trình.

phương pháp nửa phản ứng, bản chất của

Ông cũng kêu gọi electron-ion nhân hệ số phân bố cân bằng. Dựa trên phương pháp trao đổi hạt mang điện tích âm giữa các anion hoặc cation trong môi trường hòa tan với giá trị pH khác nhau.

Trong phản ứng của oxy hóa và khử chất điện loại liên quan với các ion âm hoặc điện tích dương. Phương trình loài ion phân tử, có trụ sở phương pháp phản ứng một nửa là tham gia, thể hiện rõ bản chất của quá trình bất kỳ.

Để tạo sự cân bằng chất điện giải bằng cách sử dụng ký hiệu liên kết mạnh mẽ đặc biệt như các hạt ion và các kết nối lỏng lẻo, và khí mỏ dưới dạng phân tử undissociated. Thành phần phải ghi rõ các hạt mạch mà thay đổi mức độ của họ về quá trình oxy hóa. Để xác định môi trường hòa tan trong sự cân bằng biểu thị tính axit (H ^+), (OH ^-) kiềm và trung tính (H ₂ O) điều kiện.

Đối với những gì sử dụng?

Phương pháp WRA là hướng đến các phương trình nửa phản ứng viết ion riêng cho quá trình oxy hóa và giảm. Số dư cuối cùng sẽ được tổng kết của họ.

giai đoạn thực hiện

Viết có đặc thù riêng của phương pháp nửa phản ứng của nó. Thuật toán bao gồm các bước sau:

- Bước đầu tiên là viết ra công thức cho tất cả các chất phản ứng. Ví dụ:

H ₂ S + KMnO ₄ + HCl

- Sau đó, bạn cần phải cài đặt các tính năng từ một điểm hóa học của xem, mỗi thành phần của quá trình. Trong phản ứng này, KMnO ₄ hoạt động như chất ôxy hóa, H ₂ S là một chất khử và HCl định nghĩa một môi trường có tính axit.

- Bước thứ ba nên được viết trên một dòng công thức mới hợp chất ion phản ứng với một tiềm năng điện giải mạnh mẽ trong các nguyên tử trong đó có sự thay đổi của độ của quá trình oxy hóa. Trong phản ứng này MnO ₄ ^- hoạt động như một tác nhân oxy hóa, H ₂ S là chất phản ứng giảm và H ⁺ oxonium cation hoặc H ₃ O ⁺ định nghĩa một môi trường có tính axit. Hợp chất điện khí, rắn hay yếu bày tỏ công thức phân tử còn nguyên vẹn.

Biết các thành phần khởi động, để cố gắng xác định loại oxy hóa và chất khử sẽ được giảm và hình thức oxy hóa, tương ứng. Đôi khi các chất thức đã được quy định tại các điều kiện, trong đó tạo điều kiện cho công việc. Các phương trình sau đây cho thấy quá trình chuyển đổi H ₂ S (hydrogen sulfide) để S (lưu huỳnh) và anion MnO ₄ ^- ít Mn ²⁺ cation.

Đối với số dư của các hạt nguyên tử ở phần trái và phải trong môi trường axit được bổ sung hydro cation H ⁺ hoặc một nước phân tử. Các giải pháp kiềm đã được bổ sung ion hydroxit OH ^- hoặc H ₂ O.

MnO ₄ ^- → Mn ²⁺

Trong một giải pháp của một nguyên tử oxy cùng với các phân tử nước ion H ⁺ manganatnyh mẫu. Để cân bằng số phần tử được viết dưới dạng phương trình: 8H ^{+ +} MnO ₄ ^- → 4H ₂ O + Mn ^2+.

Sau đó, cân bằng được thực điện. Để làm điều này, hãy xem xét tổng số tiền phí còn lại trong khu vực, nó quay bảy, và sau đó về phía bên phải, hai lối thoát hiểm. Để cân bằng quá trình này sẽ được thêm vào nguyên liệu ban đầu lăm hạt tiêu cực: 8H ^{+ +} MnO ₄ ^- + 5e ^- → 4H ₂ O + Mn ^2+. Hóa ra nửa phản ứng hồi phục.

Bây giờ cân bằng số nguyên tử là quá trình oxy hóa. Để này sẽ được thêm vào các cation bên hydro ngay: H ₂ S → 2H ^{+ +} S.

Sau khi cân bằng phí được thực hiện: H ₂ S -2e ^- → 2H ^{+ +} S. Nó được xem là các hợp chất bắt đầu tiêu thụ hai hạt tiêu cực. Hóa ra phản ứng một nửa của quá trình oxy hóa.

Ghi hai phương trình trong một cột và dòng các diễn viên và các chi phí chấp nhận. Theo nguyên tắc việc xác định nhiều nhất được chọn cho mỗi nửa phản ứng số nhân của bạn. Nó được nhân oxy hóa và phương trình khử.

Bây giờ có thể thực hiện việc tổng kết của hai tờ, gấp hai bên trái và phải cùng nhau và giảm số lượng các loài điện tử.

8H ^{+ +} MnO ₄ ^- + 5e ^- → 4H ₂ O + Mn ²⁺ | 2

H ₂ ^{S -2e - → 2H + + S} | 5

16H ^{+ +} 2MnO ₄ ^- + 5H ₂ S → 8H ₂ ^{O + 2 triệu 2+ + 10H + +} 5S

Phương trình kết quả có thể làm giảm số lượng H ⁺ 10: 6H ^{+ +} 2MnO ₄ ^- + 5H ₂ S → 8H ₂ O + 2 triệu ²⁺ + 5S.

Chúng tôi kiểm tra tính chính xác của sự cân bằng ion bằng cách đếm số lượng các nguyên tử oxy vào mũi tên và sau nó, mà là bằng 8. Đây cũng là cần thiết để xác minh các khoản phí cuối cùng, và một phần ban đầu của sự cân bằng: (6) + (-2) = 4. Nếu mọi thứ đều phù hợp, nó được viết một cách chính xác.

phương pháp nửa phản ứng kết thúc với sự chuyển đổi từ việc ghi ion phân tử để phương trình. Đối với mỗi hạt anion và cation phần số dư còn lại trên phí ngược lại chọn ion. Sau đó, họ được chuyển giao cho phía bên phải, trong số tiền tương tự. Bây giờ, các ion có thể được kết nối với toàn bộ phân tử.

6H ^{+ +} 2MnO ₄ ^- + 5H ₂ S → 8H ₂ O + 2 triệu ²⁺ + 5S

^{6Cl - + 2K + → 6Cl -} + 2K +

H ₂ S + KMnO ₄ + 6HCl → 8H ₂ O + 2MnCl ₂ + 5S + 2KCl.

Áp dụng các phương pháp của nửa phản ứng, các thuật toán mà là viết phương trình phân tử, nó có thể cùng với các loại văn bản số dư điện tử.

Xác định tác nhân oxy hóa

một vai trò như thế được chơi bởi các thực thể ion, nguyên tử hoặc phân tử nhận electron tích điện âm. chất oxy hoá trải qua phục hồi trong các phản ứng. Họ có nhược điểm điện tử, có thể dễ dàng lấp đầy. quá trình này bao gồm phản ứng oxi hóa khử nửa.

Không phải tất cả các chất có khả năng đính kèm electron. Bởi tác nhân oxy hóa mạnh mẽ bao gồm:

• đại diện halogen;
• axit như nitric, sulfuric và selen;
• kali permanganat, dicromat, manganatny, cromat;
• mangan tetravalent và oxit chì;
• bạc và ion vàng;
• oxy khí hợp chất;
• hóa trị hai oxit đồng và đơn trị bạc;
• clo có chứa các thành phần muối;
• vodka hoàng gia;
• hydrogen peroxide.

Xác định giảm

vai trò đó thuộc về ion, hạt nguyên tử hay phân tử, trong đó cung cấp một điện tích âm. Trong các phản ứng giảm chất trải qua tác dụng oxy hóa khi sự phân tách của các electron.

Có đặc tính giảm :

• Đại diện của nhiều kim loại;
• các hợp chất lưu huỳnh tetravalent và hydrogen sulfide;
• axit halogen;
• sắt, crom, mangan và sulfat;
• clorua thiếc;
• chứa nitơ đại lý chẳng hạn như nitơ axit, oxit thiếc, hydrazine và amoniac;
• carbon tự nhiên và các oxit hóa trị hai;
• phân tử hydro;
• axit phốt pho.

Ưu điểm của phương pháp điện tử-ion

Để viết một phản ứng oxi hóa khử, phương pháp nửa phản ứng được sử dụng thường xuyên hơn hơn số dư loại điện tử.

Điều này là do những lợi thế phương pháp điện tử-ion :

1. Tại thời điểm viết phương trình cân nhắc các ion thực tế và các hợp chất mà tồn tại như một phần của giải pháp.
2. Bạn không thể ban đầu có thông tin về việc nhận các hợp chất, họ được xác định trong giai đoạn cuối cùng.
3. Nó không phải là luôn luôn dữ liệu cần thiết vào mức độ của quá trình oxy hóa.
4. Do phương pháp này chúng ta có thể biết được số electron tham gia vào các bán phản ứng như thay đổi giá trị pH của dung dịch.
5. Bằng các phương trình giảm loài ion nghiên cứu tính năng của các quá trình và cấu trúc của các hợp chất tạo thành.

Nửa phản ứng trong dung dịch axit

Thực hiện các phép tính với các ion hydro thừa tuân theo các thuật toán cơ bản. Phương pháp nửa phản ứng trong môi trường axit với một ghi âm bắt đầu một phần của quá trình bất kỳ. Sau đó, họ được thể hiện dưới dạng các phương trình của các loài ion phù hợp với các cân đối của điện tích nguyên tử và điện tử. Riêng ghi lại quá trình oxy hóa và tính cách khử.

Để sắp xếp các nguyên tử oxy này sang bên kia phản ứng với một lượng dư mang cation hydro của nó. Số tiền của H ⁺ nên là đủ để có được nước phân tử. Ngoài thiếu oxy do H ₂ O.

Sau đó, thực hiện sự cân bằng của các nguyên tử hydro và electron.

Thực hiện một tổng hợp các phương trình trước và sau khi vào mũi tên với sự sắp xếp của các hệ số.

Thực hiện việc giảm cùng của các ion và phân tử. Bởi thuốc thử đã được ghi lại trong một tổng bổ sung các thiếu phương trình hoạt động anion và cation loài. số của họ trước và sau khi vào mũi tên phải phù hợp.

Phương trình OVR (phương pháp nửa phản ứng) được coi là hoàn thành khi viết một biểu hiện thành các loài phân tử. Bên cạnh mỗi thành phần phải là một yếu tố nhất định.

Ví dụ về các điều kiện có tính axit

Phản ứng của natri nitrit với axit clorua dẫn đến việc sản xuất natri nitrat và axit clohiđric. Đối với sự sắp xếp của các hệ số sử dụng phương pháp của nửa phản ứng, ví dụ viết phương trình gắn liền với một dấu hiệu của môi trường có tính axit.

NaNO ₂ + HClO ₃ → NaNO ₃ + HCl

ClO ₃ ^{- + 6H + + 6e - →} 3H ₂ O + Cl ^- | 1

NO ₂ ^- + H ₂ O ^- 2e - → NO ₃ ^{- +} 2H + | 3

ClO ₃ ^{- +} 6H + + 3H ₂ O + 3NO ₂ ^- → 3H ₂ O + Cl ^- + 3NO ₃ ^{- +} 6H +

ClO ₃ ^- + 3NO ₂ ^- → Cl ^- + 3NO ₃ ^-

^{3Na + + H + → 3Na +} + H +

3NaNO ₂ + HClO ₃ → 3NaNO ₃ + HCl.

Trong quá trình này, một nitrit natri nitrat thu được, và từ axit clorua tạo thành muối. thay đổi mức độ oxy hóa với nitơ 3-5, và phí clo 5 trở thành -1. Cả hai sản phẩm này không tạo thành một chất kết tủa.

Nửa phản ứng đối với một môi trường kiềm

Tiến hành tính toán khi các ion hydroxit dư thừa tương ứng với các tính toán cho các giải pháp có tính axit. nửa phản ứng phương pháp trong môi trường kiềm cũng bắt đầu thể hiện các thành phần của quá trình này dưới dạng phương trình ion. Sự khác biệt quan sát trong sự liên kết của oxy nguyên tử. Như vậy, ngoài việc phản ứng của nó với dư thừa phân tử mang mặt nước, và phía đối diện gắn thêm các anion hydroxide.

Hệ số phân tử H ₂ O chỉ ra sự khác biệt trong số lượng oxy trước và sau khi vào mũi tên, và cho các ion OH ^- nó gấp đôi. Trong đại lý quá trình oxy hóa làm giảm tác nhân có nguyên tử O bằng anion hydroxyl.

Phương pháp nửa phản ứng kết thúc việc thực hiện các bước còn lại của thuật toán, mà trùng với quá trình đó có sự dư thừa axit. Kết quả cuối cùng là phương trình của các loài phân tử.

Ví dụ cho môi trường kiềm

Khi trộn iốt với natri hydroxit tạo thành natri iodide và iodat, các phân tử nước. Đối với quá trình cân bằng nửa phương pháp phản ứng. Ví dụ về các giải pháp kiềm có chi tiết cụ thể của họ liên quan đến cổ phần hóa các nguyên tử oxy.

NaOH + I ₂ → NaI + NaIO ₃ + H ₂ O

I + e ^- → I ^- | 5

^{6OH - + I - 5e - →} I - + 3H ₂ O + IO ₃ ^- | 1

I + 5I + 6OH ^- → 3H ₂ O + 5I ^- + IO ₃ ^-

6Na ⁺ → Na ^{+ + +} 5Na

6NaOH + 3I ₂ → 5NaI + NaIO ₃ + 3H ₂ O.

Kết quả của phản ứng là sự biến mất của màu tím của iốt phân tử. Có một tình trạng thay đổi quá trình oxy hóa của nguyên tố này 0-1 và 5 để tạo iodide và natri iodat.

Phản ứng trong một môi trường trung tính

Thông thường nó đề cập đến quá trình xảy ra trong quá trình thủy phân để tạo ra muối axit yếu (với giá trị pH từ 6 đến 7) hoặc một chút cơ bản (pH 7-8) giải pháp.

phương pháp phản ứng nửa trong môi trường trung tính được ghi lại trong một số phiên bản.

Trong phương pháp đầu tiên không đưa vào tài khoản các quá trình thủy phân muối. Môi trường được thực hiện như là trung lập và bên trái của mũi tên thuộc tính nước phân tử. Trong phương án này, một nửa phản ứng đưa cho axit, và một người khác - cho kiềm.

Phương pháp thứ hai là phù hợp cho các quá trình trong đó người ta có thể thiết lập giá trị pH tương đối. Sau đó phản ứng với phương pháp ion-electron coi trong dung dịch kiềm hoặc axit.

VÍ DỤ trung trung tính

Khi hydrogen sulfide hợp chất với natri dicromat trong nước thu được lưu huỳnh kết tủa, natri và hóa trị ba crom hydroxit. Đây là một phản ứng điển hình cho một giải pháp trung lập.

Na ₂ Cr ₂ O ₇ + H ₂ S + H2O → NaOH + S + Cr (OH) ₃

H ₂ ^{S - 2e - → S + H} + | 3

7H ₂ O + Cr ₂ O ₇ ^{2- + 6e - → 8OH - +} 2Cr (OH) ₃ | 1

7H ₂ O + 3H ₂ S + Cr ₂ O ₇ ^{2- → 3H + + 3S + 2Cr} (OH) ₃ + 8OH ^-. cation hydro và anion hydroxide khi kết hợp, tạo thành một 6 phân tử nước. Chúng có thể được loại bỏ trong bên phải và trái, để lại dư thừa để vào mũi tên.

H ₂ O + 3H ₂ S + Cr ₂ O ₇ ^2- → 3S + 2Cr (OH) ₃ + 2OH ^-

2na ⁺ → 2na ⁺

Na ₂ Cr ₂ O ₇ + 3H ₂ S + H ₂ O → 2NaOH + 3S + 2Cr ( OH) ₃

Vào cuối của phản ứng kết tủa màu crom hydroxit lưu huỳnh màu xanh và màu vàng trong dung dịch kiềm với sodium hydroxide. Sức mạnh oxy hóa của phần tử S trở nên -2 đến 0, và bị buộc tội crom 6 chuyển đổi sang 3.