Maraming proseso ng kemikal ang nagaganap na may pagbabago sa mga estado ng oksihenasyon ng mga atomo na bumubuo sa mga tumutugong compound. Ang pagsulat ng mga equation para sa mga reaksyon ng uri ng redox ay kadalasang sinasamahan ng kahirapan sa pag-aayos ng mga coefficient sa harap ng bawat formula ng mga sangkap. Para sa mga layuning ito, ang mga diskarte ay binuo na may kaugnayan sa balanse ng electronic o electron-ion ng pamamahagi ng singil. Detalyadong inilalarawan ng artikulo ang pangalawang paraan ng pagsulat ng mga equation.
Paraan ng semi-reaksyon, entity
Tinatawag din itong balanse ng electron-ion ng distribusyon ng mga coefficient factor. Ang pamamaraan ay batay sa pagpapalitan ng mga particle na may negatibong charge sa pagitan ng mga anion o cations sa dissolved media na may iba't ibang pH value.
Sa mga reaksyon ng mga electrolyte ng uri ng oxidizing at reducing, ang mga ion na may negatibo o positibong singil ay kasangkot. Molecular-ionic equationmga uri, batay sa paraan ng mga semi-reaksyon, malinaw na nagpapatunay sa kakanyahan ng anumang proseso.
Upang bumuo ng balanse, ang isang espesyal na pagtatalaga ng mga electrolyte ng isang malakas na link ay ginagamit bilang mga ionic na particle, at mga mahihinang compound, gas at precipitation sa anyo ng mga hindi magkahiwalay na molekula. Bilang bahagi ng scheme, kinakailangang ipahiwatig ang mga particle kung saan nagbabago ang antas ng kanilang oksihenasyon. Para matukoy ang solvent medium sa balanse, acidic (H+), alkaline (OH-) at neutral (H2O) kundisyon.
Para saan ito ginagamit?
Sa OVR, ang paraan ng kalahating reaksyon ay naglalayong magsulat ng mga ionic equation nang hiwalay para sa mga proseso ng oxidative at reduction. Ang huling balanse ay ang kanilang kabuuan.
Mga hakbang sa pagpapatupad
Ang paraan ng kalahating reaksyon ay may sariling mga kakaibang katangian ng pagsulat. Kasama sa algorithm ang mga sumusunod na yugto:
- Ang unang hakbang ay isulat ang mga formula ng lahat ng reactant. Halimbawa:
H2S + KMnO4 + HCl
- Pagkatapos ay kailangan mong itatag ang function, mula sa isang kemikal na pananaw, ng bawat proseso ng bumubuo. Sa reaksyong ito, ang KMnO4 ay gumaganap bilang isang oxidizing agent, ang H2S ay isang reducing agent, at ang HCl ay tumutukoy sa isang acidic na kapaligiran.
- Ang ikatlong hakbang ay isulat mula sa isang bagong linya ang mga formula ng mga ionic reacting compound na may malakas na potensyal na electrolyte, na ang mga atom ay may pagbabago sa kanilang mga estado ng oksihenasyon. Sa pakikipag-ugnayang ito, ang MnO4- ay gumaganap bilang isang oxidizing agent, ang H2S aynagpapababa ng reagent, at tinutukoy ng H+ o oxonium cation H3O+ ang acid environment. Ang mga gaseous, solid o mahina na electrolytic compound ay ipinahayag ng buong molekular na formula.
Alam ang mga paunang bahagi, subukang tukuyin kung aling mga oxidizing at reducing reagents ang magkakaroon ng mga reduced at oxidized na form, ayon sa pagkakabanggit. Minsan ang mga panghuling sangkap ay nakatakda na sa mga kondisyon, na ginagawang mas madali ang trabaho. Ang mga sumusunod na equation ay nagpapahiwatig ng paglipat ng H2S (hydrogen sulfide) sa S (sulfur), at ang anion MnO4 -to Mn cation2+.
Para balansehin ang mga atomic particle sa kaliwa at kanang seksyon, ang hydrogen cation H+ o molecular water ay idinaragdag sa acid medium. Ang mga hydroxide ions na OH- o H2O.
ay idinagdag sa alkaline solution
MnO4-→ Mn2+
Sa solusyon, ang isang oxygen atom mula sa manganate ions kasama ng H+ ay bumubuo ng mga molekula ng tubig. Upang mapantayan ang bilang ng mga elemento, ang equation ay isinusulat tulad ng sumusunod: 2O + Mn2+.
Pagkatapos ay isinasagawa ang electrical balancing. Upang gawin ito, isaalang-alang ang kabuuang halaga ng mga singil sa kaliwang seksyon, lumalabas na +7, at pagkatapos ay sa kanang bahagi, lumalabas na +2. Upang balansehin ang proseso, limang negatibong particle ang idinaragdag sa mga panimulang sangkap: 8H+ + MnO4-+ 5e - → 4H2O + Mn2+. Nagreresulta ito sa pagbawas ng kalahating reaksyon.
Ngayon ang proseso ng oksihenasyon ay sumusunod upang mapantayan ang bilang ng mga atom. Para dito, sa kanang bahagimagdagdag ng mga hydrogen cation: H2S → 2H+ + S.
Pagkatapos mapantayan ang mga singil: H2S -2e- → 2H+ + S. Makikita na ang dalawang negatibong particle ay inalis mula sa mga panimulang compound. Lumalabas ang kalahating reaksyon ng proseso ng oxidative.
Isulat ang parehong equation sa isang column at ipantay ang ibinigay at natanggap na mga singil. Ayon sa panuntunan para sa pagtukoy ng pinakamaliit na multiple, pipiliin ang isang multiplier para sa bawat kalahating reaksyon. Ang equation ng oksihenasyon at pagbabawas ay pinarami nito.
Maaari mo na ngayong idagdag ang dalawang balanse sa pamamagitan ng pagdaragdag ng kaliwa at kanang panig nang magkasama at bawasan ang bilang ng mga electron particle.
8H+ + MnO4- + 5e-→ 4H2O + Mn2+ |2
H2S -2e- → 2H+ + S |5
16H+ + 2MnO4- + 5H2 S → 8H2O + 2Mn2+ + 10H+ + 5S
Sa resultang equation, maaari mong bawasan ang bilang H+ ng 10: 6H+ + 2MnO4 - + 5H2S → 8H2O + 2Mn 2+ + 5S.
Pagsusuri sa kawastuhan ng balanse ng ion sa pamamagitan ng pagbibilang ng bilang ng mga atomo ng oxygen bago at pagkatapos ng arrow, na katumbas ng 8. Kinakailangan din na suriin ang mga singil ng pangwakas at paunang bahagi ng balanse: (+6) + (-2)=+4. Kung magkatugma ang lahat, tama ito.
Ang paraan ng kalahating reaksyon ay nagtatapos sa paglipat mula sa ionic notation patungo sa molecular equation. Para sa bawat anionic atcationic particle ng kaliwang bahagi ng balanse, isang ion na kabaligtaran sa singil ay napili. Pagkatapos ay inilipat sila sa kanang bahagi, sa parehong halaga. Ngayon ang mga ion ay maaaring pagsamahin sa buong molekula.
6H+ + 2MnO4- + 5H2 S → 8H2O + 2Mn2+ + 5S
6Cl- + 2K+ → 6Cl- + 2K +
H2S + KMnO4 + 6HCl → 8H2O + 2MnCl 2 + 5S + 2KCl.
Posibleng ilapat ang paraan ng mga kalahating reaksyon, ang algorithm kung saan bumubuo sa pagsusulat ng molecular equation, kasama ang pagsusulat ng mga balanseng uri ng electronic.
Pagpapasiya ng mga oxidizing agent
Ang papel na ito ay nabibilang sa mga ionic, atomic o molekular na particle na tumatanggap ng mga electron na may negatibong charge. Ang mga sangkap na nag-oxidize ay sumasailalim sa pagbawas sa mga reaksyon. Mayroon silang kakulangan sa elektroniko na madaling mapunan. Kasama sa mga naturang proseso ang mga redox na kalahating reaksyon.
Hindi lahat ng substance ay may kakayahang tumanggap ng mga electron. Kabilang sa mga malakas na oxidizing agent ang:
- halogen representatives;
- acid tulad ng nitric, selenic at sulfuric;
- potassium permanganate, dichromate, manganate, chromate;
- manganese at lead tetravalent oxides;
- pilak at gintong ionic;
- gaseous oxygen compound;
- divalent copper at monovalent silver oxides;
- mga bahagi ng asin na naglalaman ng klorin;
- royal vodka;
- hydrogen peroxide.
Pagpapasiya ng mga nagpapababang ahente
Ang papel na ito ay nabibilang sa mga ionic, atomic o molekular na particle na naglalabas ng negatibong singil. Sa mga reaksyon, ang mga nagpapabawas na substance ay sumasailalim sa isang oxidizing action kapag ang mga electron ay inalis.
Ang mga pag-aari sa pagpapanumbalik ay mayroong:
- kinatawan ng maraming metal;
- sulfur tetravalent compound at hydrogen sulfide;
- halogenated acids;
- iron, chromium at manganese sulfates;
- tin divalent chloride;
- nitrogen-containing reagents gaya ng nitrous acid, divalent oxide, ammonia at hydrazine;
- natural na carbon at ang divalent oxide nito;
- hydrogen molecules;
- phosphorous acid.
Mga kalamangan ng paraan ng electron-ion
Upang magsulat ng mga reaksyong redox, mas madalas na ginagamit ang paraan ng kalahating reaksyon kaysa sa balanse ng electronic form.
Ito ay dahil sa mga pakinabang ng paraan ng electron-ion:
- Kapag nagsusulat ng equation, isaalang-alang ang mga tunay na ion at compound na umiiral sa solusyon.
- Maaaring wala kang impormasyon sa una tungkol sa mga resultang substance, natutukoy ang mga ito sa mga huling yugto.
- Hindi palaging kailangan ang data ng oxidation grade.
- Salamat sa pamamaraan, malalaman mo ang bilang ng mga electron na lumalahok sa mga kalahating reaksyon, kung paano nagbabago ang pH ng solusyon.
- Singularitymga proseso at ang istruktura ng mga resultang substance.
Mga kalahating reaksyon sa acid solution
Ang pagsasagawa ng mga kalkulasyon na may labis na mga hydrogen ions ay sumusunod sa pangunahing algorithm. Ang paraan ng kalahating reaksyon sa isang acid medium ay nagsisimula sa pagtatala ng mga bahagi ng bumubuo ng anumang proseso. Pagkatapos ay ipinahayag ang mga ito sa anyo ng mga equation ng ionic form na may balanse ng atomic at electronic charge. Ang mga prosesong may likas na pag-oxidizing at pagbabawas ay itinatala nang hiwalay.
Upang i-equalize ang atomic oxygen sa direksyon ng mga reaksyon kasama ang labis nito, ang mga hydrogen cation ay ipinakilala. Ang halaga ng H+ ay dapat sapat upang makakuha ng molecular water. Sa direksyon ng kakulangan ng oxygen, H2O.
Pagkatapos ay isagawa ang balanse ng hydrogen atoms at electron.
Sila ay nagbubuod ng mga bahagi ng mga equation bago at pagkatapos ng arrow kasama ang pagkakaayos ng mga coefficient.
Bawasan ang magkaparehong mga ion at molekula. Ang mga nawawalang anionic at cationic na particle ay idinaragdag sa mga naitala na reagents sa pangkalahatang equation. Dapat tumugma ang kanilang numero pagkatapos at bago ang arrow.
Ang OVR equation (half-reaction method) ay tinuturing na natupad kapag nagsusulat ng ready-made na expression ng molecular form. Ang bawat bahagi ay dapat may partikular na multiplier.
Mga halimbawa para sa maaasim na kapaligiran
Ang pakikipag-ugnayan ng sodium nitrite sa chloric acid ay humahantong sa paggawa ng sodium nitrate at hydrochloric acid. Upang ayusin ang mga coefficient, ang paraan ng semi-reaksyon ay ginagamit, mga halimbawa ng pagsulat ng mga equationnauugnay sa pagpapakita ng acidic na kapaligiran.
NaNO2 + HClO3 → NaNO3 + HCl
ClO3- + 6H+ + 6e- → 3H2O + Cl- |1
NO2- + H2O – 2e- → HINDI3- +2H+ |3
ClO3- + 6H+ + 3H2 O + 3NO2- → 3H2O + Cl - + 3NO3- +6H+
ClO3- + 3NO2-→ Cl- + 3NO3-
3Na+ + H+ → 3Na+ + H +
3NaNO2 + HClO3 → 3NaNO3 + HCl.
Sa prosesong ito, ang sodium nitrate ay nabuo mula sa nitrite, at ang hydrochloric acid ay nabuo mula sa chloric acid. Ang estado ng oksihenasyon ng nitrogen ay nagbabago mula +3 hanggang +5, at ang singil ng chlorine +5 ay nagiging -1. Ang parehong mga produkto ay hindi namuo.
Mga semi-reaksyon para sa alkaline medium
Ang pagsasagawa ng mga kalkulasyon na may labis na mga hydroxide ions ay tumutugma sa mga kalkulasyon para sa mga acidic na solusyon. Ang paraan ng kalahating reaksyon sa isang alkaline na daluyan ay nagsisimula din sa pagpapahayag ng mga bahagi ng bumubuo ng proseso sa anyo ng mga ionic equation. Ang mga pagkakaiba ay sinusunod sa panahon ng pagkakahanay ng bilang ng atomic oxygen. Kaya, ang molecular water ay idinaragdag sa gilid ng reaksyon kasama ang labis nito, at ang mga hydroxide anion ay idinaragdag sa kabilang panig.
Ang coefficient sa harap ng H2O molekula ay nagpapakita ng pagkakaiba sa dami ng oxygen pagkatapos at bago ang arrow, at para sa OH-ions ito ay nadoble. Sa panahon ng oksihenasyonang isang reagent na nagsisilbing reducing agent ay nag-aalis ng mga atomo ng O mula sa mga hydroxyl anion.
Ang paraan ng mga kalahating reaksyon ay nagtatapos sa natitirang mga hakbang ng algorithm, na tumutugma sa mga prosesong may acidic na labis. Ang resulta ay isang molecular equation.
Mga halimbawa ng alkalina
Kapag ang iodine ay hinaluan ng sodium hydroxide, ang sodium iodide at iodate, mga molekula ng tubig, ay nabubuo. Upang makuha ang balanse ng proseso, ginagamit ang paraan ng kalahating reaksyon. Ang mga halimbawa para sa mga alkaline na solusyon ay may sariling mga detalye na nauugnay sa equalization ng atomic oxygen.
NaOH + I2 →NaI + NaIO3 + H2O
I + e- → I- |5
6OH- + I - 5e- → I- + 3H 2O + IO3- |1
I + 5I + 6OH- → 3H2O + 5I- + IO 3-
6Na+ → Na+ + 5Na+
6NaOH + 3I2 →5NaI + NaIO3 + 3H2O.
Ang resulta ng reaksyon ay ang pagkawala ng violet na kulay ng molecular iodine. Mayroong pagbabago sa estado ng oksihenasyon ng elementong ito mula 0 hanggang -1 at +5 sa pagbuo ng sodium iodide at iodate.
Mga reaksyon sa isang neutral na kapaligiran
Karaniwan ito ang pangalan ng mga prosesong nagaganap sa panahon ng hydrolysis ng mga asin na may pagbuo ng bahagyang acidic (na may pH na 6 hanggang 7) o bahagyang alkalina (na may pH na 7 hanggang 8) na solusyon.
Ang paraan ng kalahating reaksyon sa isang neutral na medium ay isinulat sa ilangmga opsyon.
Ang unang paraan ay hindi isinasaalang-alang ang hydrolysis ng asin. Ang medium ay kinuha bilang neutral, at ang molekular na tubig ay itinalaga sa kaliwa ng arrow. Sa bersyong ito, ang isang kalahating reaksyon ay kinukuha bilang acidic, at ang isa naman bilang alkaline.
Ang pangalawang paraan ay angkop para sa mga proseso kung saan maaari mong itakda ang tinatayang halaga ng halaga ng pH. Pagkatapos, ang mga reaksyon para sa paraan ng ion-electron ay isinasaalang-alang sa isang alkaline o acidic na solusyon.
Halimbawa ng neutral na kapaligiran
Kapag pinagsama ang hydrogen sulfide sa sodium dichromate sa tubig, nakukuha ang precipitate ng sulfur, sodium at trivalent chromium hydroxides. Isa itong tipikal na reaksyon para sa isang neutral na solusyon.
Na2Cr2O7 + H2 S +H2O → NaOH + S + Cr(OH)3
H2S - 2e- → S + H+ |3
7H2O + Cr2O72- + 6e- → 8OH- + 2Cr(OH)3 |1
7H2O +3H2S + Cr2O 72- → 3H+ +3S + 2Cr(OH)3 +8OH-. Ang mga hydrogen cation at hydroxide anion ay pinagsama upang bumuo ng 6 na molekula ng tubig. Maaaring alisin ang mga ito sa kanan at kaliwang gilid, na iniiwan ang labis sa harap ng arrow.
H2O +3H2S + Cr2O 72- → 3S + 2Cr(OH)3 +2OH-
2Na+ → 2Na+
Na2Cr2O7 + 3H2 S +H2O → 2NaOH + 3S + 2Cr(OH)3
Sa dulo ng reaksyon, isang namuo ng asul na chromium hydroxide at dilawsulfur sa alkaline solution na may sodium hydroxide. Ang oxidation state ng element S na may -2 ay nagiging 0, at ang chromium charge na may +6 ay nagiging +3.
