Metodo di semireazione: algoritmo

Molti processi chimici passano con un cambiamentogradi ossidativi di atomi, che formano composti reattivi. La scrittura delle equazioni delle reazioni di riduzione dell'ossidazione è spesso accompagnata da difficoltà nella disposizione dei coefficienti prima di ogni formula di sostanze. Per questi scopi, sono state sviluppate tecniche relative al bilancio di elettroni o ioni elettrone della distribuzione di carica. Il secondo metodo per costruire equazioni è descritto in dettaglio nell'articolo.

Metodo di semireazione, essenza

È anche chiamato il bilancio degli ioni elettronicoefficienti del fattore di distribuzione. Un metodo è basato sullo scambio di particelle caricate negativamente tra anioni o cationi in mezzi sciolti con diversi valori dell'indice di idrogeno.

Nelle reazioni degli elettroliti dell'ossidativo eGli ioni di carica negativa o positiva partecipano al processo di riduzione. Le equazioni del tipo di ioni molecolari, basate sul metodo della mezza reazione, dimostrano chiaramente l'essenza di ogni processo.

Per formare un equilibrio, usa uno specialela designazione di elettroliti a legame forte come particelle ioniche e composti deboli, gas e sedimenti sotto forma di molecole indissociate. Nella composizione dello schema è necessario indicare le particelle in cui varia il grado della loro ossidazione. Per determinare il mezzo di dissoluzione nel bilancio, acido (H⁺), alcalino (OH^-) e neutro (H₂O) condizioni.

Per quale uso?

In OVR, il metodo di mezza reazione è finalizzato alla scrittura di equazioni ioniche separatamente per i processi ossidativi e riducenti. Il saldo finale sarà la loro somma.

Fasi di attuazione

Le sue peculiarità della scrittura hanno il metodo delle mezze reazioni. L'algoritmo include le seguenti fasi:

- Il primo passo è scrivere le formule di tutti i reagenti. Ad esempio:

H₂S + KMnO₄ + HCl

- Quindi è necessario stabilire la funzione, da un punto di vista chimico, di ciascun processo costituente. In questa reazione KMnO₄ agisce come un agente ossidante, H₂S è un agente riducente e HCl determina l'ambiente acido.

- Il terzo passo è scrivere una nuova riga.formule di composti a reazione ionica con un forte potenziale elettrolitico, i cui atomi hanno un cambiamento nei gradi della loro ossidazione. In questa interazione, MnO₄^- agisce come una sostanza ossidante, H₂S è un agente riducente e H⁺ o cationi di ossonio H₃O⁺ determina l'ambiente acido. Composti elettrolitici gassosi, solidi o deboli sono espressi da formule molecolari.

Conoscendo i componenti originali, prova a determinarequale reagente ossidante e riducente avrà una forma ridotta e ossidata, rispettivamente. A volte le sostanze finali sono già impostate nelle condizioni, il che facilita il lavoro. Le seguenti equazioni indicano la transizione H₂S (idrogeno solforato) in S (zolfo) e anione MnO₄^- nella Mnicazione²⁺.

Per bilanciare le particelle atomiche nelle regioni sinistra e destra, il catione di idrogeno H viene aggiunto al mezzo acido.⁺ o acqua molecolare. Gli ioni idrossido OH vengono aggiunti alla soluzione alcalina.^- o H₂O.

MnO₄^-→ Mn²⁺

In soluzione, un atomo di ossigeno di ioni manganato insieme a H⁺ formare molecole d'acqua. Per allineare il numero di elementi, l'equazione è scritta come: 8H⁺ + MnO₄^- → 4H₂O + Mn²⁺.

Quindi eseguire il bilanciamento elettrico. Per fare ciò, considera la quantità totale di cariche nella sezione sinistra, risulta +7, e poi nella parte destra, risulta +2. Per bilanciare il processo, vengono aggiunte cinque particelle negative ai materiali di partenza: 8H⁺ + MnO₄^- + 5e^- → 4H₂O + Mn²⁺. Risulta mezzo recupero.

Ora, il numero di atomi dovrebbe essere equalizzato dal processo di ossidazione. A tal fine, i cationi di idrogeno vengono aggiunti sul lato destro: H₂S → 2H⁺ + S.

Dopo aver effettuato l'equalizzazione delle cariche: H₂S-2e^- → 2H⁺ + S. Si può vedere che due particelle negative vengono rimosse dai composti di partenza. Si ottiene una mezza reazione del processo ossidativo.

Annota entrambe le equazioni in una barra e allineasi è arreso e ha ricevuto le accuse. In base alla regola di determinare i multipli più piccoli, viene selezionato un fattore per ciascuna semireazione. L'equazione ossidativa e riducente viene moltiplicata per questo.

Ora puoi riassumere i due equilibri piegando i lati sinistro e destro tra loro e riducendo il numero di particelle di elettroni.

8H⁺ + MnO₄^- + 5e^- → 4H₂O + Mn²⁺ | 2

H₂S-2e^- → 2H⁺ + S | 5

16H⁺ + 2 minuti₄^- + 5H₂S → 8H₂O + 2Mn²⁺ + 10H⁺ + 5S

Nell'equazione risultante è possibile numerare H⁺ tagliato per 10: 6H⁺ + 2 minuti₄^- + 5H₂S → 8H₂O + 2Mn²⁺ + 5 s.

Controlliamo la correttezza della preparazione dello ioneequilibrio contando il numero di atomi di ossigeno prima della freccia e dopo di esso, che è uguale a 8. È anche necessario verificare le cariche delle parti finali e iniziali del bilancio: (+6) + (-2) = +4. Se tutto è uguale, allora è corretto.

Il mezzo metodo di reazione termina con una transizione darecord di ioni all'equazione molecolare. Per ciascuna particella anionica e cationica della parte sinistra del bilanciamento, viene selezionato uno ione caricato in modo opposto. Quindi vengono trasferiti sul lato destro, nella stessa quantità. Ora gli ioni possono essere combinati in molecole intere.

6H⁺ + 2 minuti₄^- + 5H₂S → 8H₂O + 2Mn²⁺ + 5S

6CL^- + 2K⁺ → 6Cl^- + 2K⁺

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

L'applicazione del metodo di mezza reazione, il cui algoritmo è ridotto alla scrittura di un'equazione molecolare, è possibile insieme alla scrittura di bilanci di tipo elettronico.

Determinazione degli agenti ossidanti

Tale ruolo appartiene a ionico, atomico oparticelle molecolari che accettano elettroni caricati negativamente. Le sostanze ossidanti subiscono riduzione delle reazioni. Hanno un difetto elettronico che può essere facilmente reintegrato. Tali processi includono mezze reazioni redox.

Non tutte le sostanze hanno la capacità di attaccare gli elettroni. I forti agenti ossidanti includono:

• rappresentanti alogeni;
• tipo acido nitrico, selenico e solforico;
• permanganato di potassio, dicromato, manganato, cromato;
• manganese e piombo ossidi tetravalenti;
• argento e ioni d'oro;
• composti di ossigeno e gas;
• ossidi monovalenti di rame bivalenti e argento;
• componenti salini contenenti cloro;
• vodka reale;
• perossido di idrogeno.

Determinazione di agenti riducenti

Tale ruolo appartiene a ionico, atomico oparticelle molecolari che danno una carica negativa. Nelle reazioni, le sostanze riducenti subiscono un effetto ossidante sull'eliminazione degli elettroni.

Proprietà riparatorie hanno:

• rappresentanti di molti metalli;
• composti di zolfo tetravalente e acido solfidrico;
• acidi alogenati;
• solfati di ferro, cromo e manganese;
• cloruro di stagno bivalente;
• reagenti contenenti azoto come acido nitroso, ossido bivalente, ammoniaca e idrazina;
• carbonio naturale e il suo ossido bivalente;
• molecole di idrogeno;
• acido fosforoso.

Vantaggi del metodo elettrone-ione

Per scrivere le reazioni di ossidoriduzione, il metodo di mezza reazione viene usato più spesso del bilancio della forma elettronica.

Questo è dovuto ai benefici metodo degli ioni di elettroni:

1. Al momento di scrivere l'equazione, vengono considerati gli ioni e i composti reali presenti nella soluzione.
2. Inizialmente non puoi avere informazioni sulle sostanze risultanti, sono determinate nelle fasi finali.
3. Non sempre sono necessari dati sul grado di ossidazione.
4. Grazie al metodo, puoi scoprire il numero di elettroni che partecipano a mezze reazioni, come cambia il valore del pH di una soluzione.
5. Usando equazioni abbreviate della forma ionica, studiamo la peculiarità dei processi e la struttura delle sostanze risultanti.

Mezza reazione in soluzione acida

Esecuzione di calcoli con un eccesso di idrogenoioni obbedisce all'algoritmo di base. Il metodo delle mezze reazioni in un ambiente acido inizia con la registrazione delle parti costituenti di qualsiasi processo. Quindi sono espressi sotto forma di equazioni della forma ionica con l'equilibrio di carica atomica ed elettronica. Registrare separatamente i processi di natura ossidativa e riducente.

Per equalizzare l'ossigeno atomico nella direzione delle reazioni con il suo eccesso, vengono introdotti i cationi di idrogeno. H importi⁺ dovrebbe essere sufficiente per ottenere acqua molecolare Nella direzione della mancanza di ossigeno attribuita a H₂O.

Quindi mantenere l'equilibrio di atomi di idrogeno ed elettroni.

Fai la sommatoria delle parti delle equazioni prima e dopo la freccia con la disposizione dei coefficienti.

Effettuare la riduzione di ioni identici emolecole. Ai reagenti già scritti nell'equazione riassuntiva, aggiungere le particelle anioniche e cationiche mancanti. Il loro numero dopo e prima della freccia deve corrispondere.

L'equazione OVR (metodo delle mezze reazioni) è considerata soddisfatta quando si scrive un'espressione già pronta di una specie molecolare. Ogni componente dovrebbe avere un certo moltiplicatore.

Esempi per l'ambiente acido

L'interazione del nitrito di sodio con l'acidoil cloruro produce nitrato di sodio e acido cloridrico. Per la disposizione dei coefficienti, viene utilizzato il metodo delle mezze reazioni, esempi di equazioni di scrittura sono associati all'indicazione di un mezzo acido.

NaNO₂ + HClO₃ → NaNO₃ + HCl

ClO₃^- + 6H⁺ + 6e^- → 3H₂O + Cl^- | 1

NO₂^- + H₂O - 2e^- → NO₃^- + 2H⁺ | 3

ClO₃^- + 6H⁺ + 3H₂O + 3NO₂^- → 3H₂O + Cl^- + 3NO₃^- + 6H⁺

ClO₃^- + 3NO₂^- → Cl^- + 3NO₃^-

3na⁺ + H⁺ → 3Na⁺ + H⁺

3NaNO₂ + HClO₃ → 3NaNO₃ + HCl.

In questo processo, il nitrito è ottenuto dal nitrito.sodio e dall'acido cloridrico acido cloridrico si forma. Il grado di ossidazione dell'azoto cambia da +3 a +5, e la carica di cloro +5 diventa -1. Entrambi i prodotti non formano un precipitato.

Mezza reazione alcalina

Esecuzione di calcoli con un eccesso di idrossidoioni corrisponde ai calcoli per soluzioni acide. Il metodo delle mezze reazioni in un mezzo alcalino inizia anche con l'espressione delle parti costituenti del processo sotto forma di equazioni ioniche. Le differenze sono osservate durante l'allineamento dell'ossigeno atomico. Quindi, l'acqua molecolare viene aggiunta al lato della reazione con il suo eccesso e gli anioni di idrossido vengono aggiunti alla parte opposta.

Coefficiente prima della molecola H₂O mostra la differenza nella quantità di ossigeno dopo e prima della freccia, e per gli ioni OH^- è raddoppiato. Durante l'ossidazione, un reagente che agisce come agente riducente, allontana gli atomi di O dagli anioni di idrossile.

Il metodo di mezza reazione termina con i restanti passi dell'algoritmo, che coincidono con processi che hanno un eccesso acido. Il risultato finale è l'equazione molecolare.

Esempi per l'ambiente alcalino

Quando lo iodio viene miscelato con idrossido di sodiosi formano ioduro di sodio e iodato, molecole d'acqua. Per ottenere l'equilibrio del processo, utilizzare il metodo di mezza reazione. Esempi di soluzioni alcaline hanno le loro specifiche relative all'equalizzazione dell'ossigeno atomico.

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.

Il risultato della reazione è la scomparsa della colorazione viola dello iodio molecolare. C'è un cambiamento nel grado di ossidazione di questo elemento da 0 a -1 e +5 con la formazione di ioduro e sodio iodato.

Reazioni neutre

Di solito, questo è il nome dei processi che avvengono durante l'idrolisi dei sali con la formazione di una soluzione debolmente acida (con un indice di idrogeno da 6 a 7) o leggermente alcalina (con un pH da 7 a 8).

Il metodo delle mezze reazioni in un mezzo neutro è registrato in diverse varianti.

Il primo metodo non tiene conto dell'idrolisi salina. Il terreno è considerato neutro e l'acqua molecolare è attribuita alla sinistra della freccia. In questa forma di realizzazione, una mezza reazione viene presa come acida e l'altra per alcalino.

Il secondo metodo è adatto per processi in cui è possibile impostare un valore approssimativo del pH. Quindi le reazioni per il metodo degli ioni-elettroni sono considerate in soluzione alcalina o acida.

Esempio medio neutro

Quando l'idrogeno solforato è combinato con sodio bicromato in acqua, si ottiene un precipitato di idrossidi di zolfo, sodio e cromo trivalente. Questa è una reazione tipica per una soluzione neutra.

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^-. Cationi di idrogeno e anioni di idrossido, quando combinati, formano 6 molecole d'acqua. Possono essere rimossi sul lato destro e sinistro, lasciando un surplus davanti alla freccia.

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

2na⁺ → 2Na⁺

na₂Cr₂O₇ + 3H₂S + H₂O → 2NaOH + 3S + 2Cr (OH)₃

Alla fine della reazione si forma un precipitato di idrossidoblu di cromo e zolfo giallo in una soluzione alcalina con idrossido di sodio. Il grado di ossidazione dell'elemento S con -2 diventa 0, e la carica di cromo con +6 diventa +3.