Metoda semireakcji: algorytm

Wiele procesów chemicznych zachodzi ze zmianamiutlenianie stopni atomów tworzących związki reaktywne. Pisząc równania reakcji typu redoks często towarzyszy trudność w umieszczeniu współczynników przed każdą formułą substancji. W tym celu opracowano techniki związane z rozkładem ładunku elektronów lub jonów elektronów. Artykuł opisuje szczegółowo drugi sposób tworzenia równań.

Metoda połowy reakcji, jednostka

Jest również nazywany równowagą elektronowo-jonową.rozkład współczynników współczynników. Metoda opiera się na wymianie ujemnie naładowanych cząstek między anionami lub kationami w rozpuszczonych mediach o różnych wartościach pH.

W reakcjach elektrolitów utleniających iTyp redukcyjny dotyczył jonów o ładunku ujemnym lub dodatnim. Równania postaci molekularno-jonowej, oparte na metodzie połowicznej reakcji, jasno dowodzą istoty każdego procesu.

Aby utworzyć saldo, użyj specjalnegooznaczenie elektrolitów silnego ogniwa jako cząstek jonowych oraz słabych związków, gazów i strącania w postaci niezdysocjowanych cząsteczek. W ramach schematu konieczne jest wskazanie cząstek, w których zmieniają się stopnie ich utleniania. W celu określenia medium rozpuszczającego w równowadze, kwasowe (H.⁺), alkaliczny (OH^-) i neutralny (H.₂O) warunki.

Do jakiego celu?

W OVR metoda półreaktywna ma na celu zapisywanie równań jonowych oddzielnie dla procesów utleniających i redukujących. Saldo końcowe będzie ich sumowaniem.

Etapy wdrażania

Jego osobliwości pisania ma metodę połowicznego reagowania. Algorytm obejmuje następujące etapy:

- Pierwszym krokiem jest zapisanie formuł wszystkich reagentów. Na przykład:

H₂S + KMnO₄ + HCl

- Następnie konieczne jest ustalenie funkcji, z chemicznego punktu widzenia, każdego procesu składowego. W tej reakcji KMnO₄działa jako środek utleniający, H₂S jest środkiem redukującym, a HCl określa środowisko kwasowe.

- Trzecim krokiem jest napisanie nowej linii.formuły związków reagujących z jonami o silnym potencjale elektrolitowym, których atomy mają zmianę stopnia utlenienia. W tej interakcji MnO₄^-działa jako substancja utleniająca, H₂S oznacza reduktor, a H⁺ lub kation oksoniowy H₃O⁺ określa kwaśne środowisko. Gazy, stałe lub słabe związki elektrolityczne są wyrażane za pomocą wzorów cząsteczkowych.

Znając oryginalne komponenty, spróbuj określićktóry to odczynnik utleniający i redukujący będzie miał odpowiednio zredukowaną i utlenioną postać. Czasami substancje końcowe są już ustawione w warunkach, które ułatwiają pracę. Następujące równania wskazują przejście H₂S (siarkowodór) w S (siarka) i anion MnO₄^- w kodzie Mn²⁺.

Dla równowagi cząstek atomowych w regionach lewym i prawym, kation wodoru H dodaje się do środowiska kwasowego.⁺ lub woda cząsteczkowa. Jony wodorotlenowe OH dodaje się do roztworu alkalicznego.^- lub H₂O.

MnO₄^-→ Mn²⁺

W roztworze atom tlenu jonów manganowych razem z H⁺ tworzą cząsteczki wody. Aby wyrównać liczbę elementów, równanie jest zapisywane jako: 8H⁺+ MnO₄^- → 4H₂O + Mn²⁺.

Następnie przeprowadzić wyważenie elektryczne. Aby to zrobić, weź pod uwagę całkowitą ilość ładunków w lewej sekcji, okazuje się +7, a następnie po prawej stronie okazuje się +2. Aby zrównoważyć proces, do materiałów wyjściowych dodaje się pięć ujemnych cząstek: 8H⁺+ MnO₄^- + 5e^-→ 4H₂O + Mn²⁺. Okazuje się, że połowa odzysku.

Teraz liczba atomów powinna zostać wyrównana przez proces utleniania. W tym celu po prawej stronie dodaje się kationy wodoru: H₂S → 2H⁺ + S.

Po przeprowadzeniu wyrównania obciążeń: H₂S -2e^- → 2H⁺ + S. Można zauważyć, że dwie negatywne cząstki są usuwane ze związków wyjściowych. Otrzymuje się połowiczną reakcję procesu utleniania.

Zapisz oba równania na pasku i wyrównajzrzekł się i otrzymał opłaty. Zgodnie z zasadą wyznaczania najmniejszych wielokrotności, wybiera się współczynnik dla każdej połowy reakcji. Równanie oksydacyjne i redukujące jest przez to pomnożone.

Teraz możesz podsumować te dwa salda, składając lewą i prawą stronę między sobą i zmniejszając liczbę cząstek elektronowych.

8H⁺+ MnO₄^- + 5e^-→ 4H₂O + Mn²⁺ | 2

H₂S -2e^- → 2H⁺ + S | 5

16H⁺ + 2MnO₄^- + 5H₂S → 8H₂O + 2Mn²⁺ + 10H⁺ + 5S

W otrzymanym równaniu możesz wpisać H⁺ cięcie o 10: 6H⁺ + 2MnO₄^- + 5H₂S → 8H₂O + 2Mn²⁺ + 5s.

Sprawdzamy poprawność przygotowania jonusaldo przez zliczenie liczby atomów tlenu przed strzałką i po niej, co jest równe 8. Konieczne jest również sprawdzenie ładunków końcowych i początkowych części wagi: (+6) + (-2) = +4. Jeśli wszystko jest takie samo, to jest poprawne.

Metoda połowicznej reakcji kończy się przejściem zrejestracja jonów do równania molekularnego. Dla każdej anionowej i kationowej cząstki z lewej części wagi wybiera się przeciwjonnie naładowany jon. Następnie są przenoszone na prawą stronę, w tej samej ilości. Teraz jony można łączyć w całe cząsteczki.

6H⁺ + 2MnO₄^- + 5H₂S → 8H₂O + 2Mn²⁺ + 5S

6Cl^- + 2K⁺ → 6Cl^- + 2K⁺

H₂S + KMnO₄ + 6 HCl → 8H₂O + 2MnCl₂ + 5S + 2KCl.

Stosowanie metody półreakcji, której algorytm jest zredukowany do pisania równania molekularnego, jest możliwe wraz z zapisaniem wag elektronicznych.

Oznaczanie utleniaczy

Taka rola należy do jonowej, atomowej lubcząsteczki cząsteczkowe, które akceptują ujemnie naładowane elektrony. Substancje utleniające ulegają redukcji w reakcjach. Mają wadę elektroniczną, którą można łatwo uzupełnić. Takie procesy obejmują reakcje połówkowe redoks.

Nie wszystkie substancje mają zdolność przyłączania elektronów. Silne utleniacze obejmują:

przedstawiciele halogenów;
kwas azotowy, selenowy i siarkowy;
nadmanganian potasu, dichromian, manganat, chromian;
czterowartościowe tlenki manganu i ołowiu;
jon srebra i złota;
związki tlenu z gazem;
dwuwartościowe tlenki miedzi i monowalentne tlenki srebra;
składniki soli zawierające chlor;
królewska wódka;
nadtlenek wodoru.

Oznaczanie czynników redukujących

Taka rola należy do jonowej, atomowej lubcząsteczki cząsteczkowe, które dają ładunek ujemny. W reakcjach substancje redukujące ulegają utleniającemu wpływowi na eliminację elektronów.

Właściwości regeneracyjne mają:

przedstawiciele wielu metali;
trójwartościowe związki siarki i siarkowodór;
kwasy halogenowe;
siarczany żelaza, chromu i manganu;
chlorek dwuwartościowy cyny;
odczynniki zawierające azot, takie jak kwas azotawy, dwuwartościowy tlenek, amoniak i hydrazyna;
naturalny węgiel i jego dwuwartościowy tlenek;
cząsteczki wodoru;
kwas fosforowy.

Zalety metody jonowej elektronów

Aby pisać reakcje redoks, metoda połowy reakcji jest wykorzystywana częściej niż równowaga formy elektronicznej.

Wynika to z korzyści metoda jonów elektronowych:

W chwili pisania równania rozważane są realne jony i związki występujące w roztworze.
Początkowo nie można uzyskać informacji o powstałych substancjach, które określa się na końcowym etapie.
Nie zawsze potrzebują danych dotyczących stopnia utlenienia.
Dzięki tej metodzie można dowiedzieć się, ile elektronów uczestniczy w połowie reakcji, jak zmienia się wartość pH roztworu.
Używając skróconych równań formy jonowej, badamy specyfikę procesów i strukturę powstających substancji.

Połowa reakcji w roztworze kwasu

Przeprowadzanie obliczeń z nadmiarem wodorujony są posłuszne podstawowemu algorytmowi. Metoda połowicznych reakcji w kwaśnym środowisku rozpoczyna się od zapisywania części składowych dowolnego procesu. Następnie wyrażane są w postaci równań formy jonowej z równowagą ładunków atomowych i elektronicznych. Oddzielnie rejestruj procesy utleniające i redukujące naturę.

Aby wyrównać tlen atomowy w kierunku reakcji z jego nadmiarem, wprowadza się kationy wodoru. Ilości H⁺ powinno wystarczyć do uzyskania wody molekularnej. W kierunku braku tlenu przypisuje się H₂O.

Następnie utrzymuj równowagę atomów wodoru i elektronów.

Wykonaj sumowanie części równań przed i za strzałką z rozmieszczeniem współczynników.

Przeprowadzić redukcję identycznych jonów icząsteczki. Do już napisanych odczynników w równaniu podsumowania dodaj brakujące cząstki anionowe i kationowe. Ich liczba po strzale i przed nią musi się zgadzać.

Równanie OVR (metoda połowicznych reakcji) uważa się za spełnione przy pisaniu gotowego wyrażenia gatunku molekularnego. Każdy komponent powinien mieć określony mnożnik.

Przykłady kwaśnego środowiska

Interakcja azotynu sodu z kwasemchlorowanie prowadzi do azotanu sodu i kwasu solnego. Do rozmieszczenia współczynników stosuje się metodę pół-reakcji, przykłady równań zapisu wiążą się ze wskazaniem medium kwaśnego.

NaNO₂ + HClO₃ → NaNO₃ + HCl

Clo₃^- + 6H⁺ + 6e^- → 3H₂O + Cl^- | 1

NIE₂^- + H₂O - 2e^- → NIE₃^- + 2H⁺ | 3

Clo₃^- + 6H⁺ + 3H₂O + 3NO₂^-→ 3H₂O + Cl^- + 3NO₃^- + 6H⁺

Clo₃^- + 3NO₂^-→ Cl^- + 3NO₃^-

3Na⁺ + H⁺ → 3Na⁺ + H⁺

3NaNO₂ + HClO₃ → 3NaNO₃ + HCl.

W tym procesie azotyn otrzymuje się z azotynów.sodu, az kwasu chlorowego powstaje kwas chlorowodorowy. Stopień utleniania azotu zmienia się z +3 na +5, a ładunek chloru +5 staje się -1. Oba produkty nie tworzą osadu.

Alkaliczna reakcja połowiczna

Przeprowadzanie obliczeń z nadmiarem wodorotlenkujony odpowiadają obliczeniom dla roztworów kwaśnych. Metoda połowicznych reakcji w środowisku alkalicznym rozpoczyna się również od ekspresji części składowych procesu w postaci równań jonowych. Różnice obserwuje się podczas wyrównania tlenu atomowego. Tak więc, po stronie reakcji z nadmiarem dodaje się wodę cząsteczkową, a do przeciwnej części dodaje się aniony wodorotlenkowe.

Współczynnik przed cząsteczką H₂O pokazuje różnicę w ilości tlenu po i przed strzałką oraz w przypadku jonów OH^- jest podwojona. Podczas utleniania odczynnik, który działa jako środek redukujący, usuwa atomy O z anionów hydroksylowych.

Metoda połowicznej reakcji kończy się pozostałymi etapami algorytmu, które pokrywają się z procesami, które mają nadmiar kwasowy. Końcowym wynikiem jest równanie molekularne.

Przykłady środowiska alkalicznego

Po zmieszaniu jodu z wodorotlenkiem sodupowstaje jodek sodu i jodan, cząsteczki wody. Aby uzyskać równowagę procesu, użyj metody półreakcji. Przykłady roztworów alkalicznych mają swoją specyfikę związaną z wyrównywaniem tlenu atomowego.

NaOH + I₂→ NaI + NaIO₃ + H₂O

I + e^- → I^- | 5

6OH^- + I - 5e^- → I^-+ 3H₂O + IO₃^- | 1

I + 5I + 6OH^- → 3H₂O + 5I^- + IO₃^-

6Na⁺ → Na⁺ + 5Na⁺

6NaOH + 3I₂→ 5NaI + NaIO₃ + 3H₂O.

Wynikiem reakcji jest zanik fioletowego zabarwienia jodu cząsteczkowego. Następuje zmiana stopnia utlenienia tego pierwiastka od 0 do -1 i +5 z utworzeniem jodku i jodanu sodu.

Neutralne reakcje

Zwykle jest to nazwa procesów zachodzących podczas hydrolizy soli z utworzeniem słabo kwasowego (o wskaźniku wodoru od 6 do 7) lub słabo zasadowego (o pH od 7 do 8).

Sposób połowicznych reakcji w środowisku obojętnym jest rejestrowany w kilku wariantach.

Pierwsza metoda nie uwzględnia hydrolizy soli. Podłoże uważa się za neutralne, a cząsteczkę wody przypisuje się lewej stronie strzałki. W tym przykładzie wykonania jedną połowę reakcji uważa się za kwaśną, a drugą za zasadową.

Druga metoda jest odpowiednia dla procesów, w których można ustawić przybliżoną wartość pH. Następnie reakcje na metodę jonowo-elektronową rozważa się w roztworze alkalicznym lub kwaśnym.

Medium neutralne Przykład

Po połączeniu siarkowodoru z dwuchromianem sodu w wodzie otrzymuje się osad trójwartościowych wodorotlenków siarki, sodu i chromu. Jest to typowa reakcja na obojętny roztwór.

Na₂Cr₂O₇ + H₂S + H2O → NaOH + S + Cr (OH)₃

H₂S - 2e^- → S + H⁺ | 3

7H₂O + Cr₂O₇^2- + 6e^- → 8OH^-+ 2Cr (OH)₃ | 1

7H₂O + 3H₂S + Cr₂O₇^2- → 3H⁺ + 3S + 2Cr (OH)₃ + 8OH^-. Kationy wodoru i aniony wodorotlenkowe po połączeniu tworzą 6 cząsteczek wody. Można je usunąć po prawej i lewej stronie, pozostawiając nadwyżkę przed strzałką.

H₂O + 3H₂S + Cr₂O₇^2- → 3S + 2Cr (OH)₃ + 2OH^-

2Na⁺ → 2Na⁺

Na₂Cr₂O₇ + 3H₂S + H₂O → 2NaOH + 3S + 2Cr (OH)₃

Pod koniec reakcji wytrąca się osad formy wodorotlenkusiarka chromowo-żółta i żółta w roztworze alkalicznym z wodorotlenkiem sodu. Stopień utleniania pierwiastka S z -2 wynosi 0, a ładunek chromu z +6 zmienia się w +3.