Metodu nofs Reazzjoni: algoritmu

Ħafna proċessi kimiċi ttestjati bil-gradi tibdil fil tal ossidazzjoni ta 'l-atomi li jiffurmaw il-kompost reattiv. Kitba reazzjonijiet ekwazzjonijiet tip redox huwa spiss akkumpanjati minn diffikultà sabiex jistabbilixxu l-koeffiċjenti qabel kull sustanza formula. Għal dan il-għan, il-metodi ġew żviluppati dwar il-bilanċ ta 'distribuzzjoni ħlas elettroniku jew elettroniku joniku. L-artikolu jiddeskrivi l-mod tat-tieni l-ekwazzjonijiet.

Metodu nofs reazzjoni, l-essenza ta '

Talab ukoll elettron 'jone koeffiċjent ta' distribuzzjoni bilanċ multiplikaturi. Ibbażat fuq metodu ta 'skambju partiċelli ċċarġjati negattiv bejn anjoni jew katjoni fil-mezz dissoluzzjoni mal-valur tal-pH differenti.

Fil-reazzjonijiet ta ossidattiv u riduttiv tip elettroliti involuti bil-joni negattivi jew ħlas pożittiv. Ekwazzjonijiet speċi jone molekulari, nofs metodu reazzjoni bbażat huwa involut, juru biċ-ċar l-essenza ta 'kwalunkwe proċess.

Biex jiffurmaw il-bilanċ tal-elettroliti li jużaw notazzjoni rabta qawwija speċjali bħala partikoli joniċi u l-konnessjonijiet maħlula, u depożiti ta 'gass fil-forma ta' molekuli undissociated. Il-kompożizzjoni għandu jindika partiċelli ċirkwiti li jbiddlu grad ta 'ossidazzjoni tagħhom. Biex tiddetermina l-medja dissoluzzjoni fil-bilanċ juri aċidużi (H ^+), alkali (OH ^-) u newtrali (H ₂ O) kondizzjonijiet.

Għal dak l-użu?

Il-metodu wra hija diretta lejn ekwazzjonijiet nofs reazzjoni miktub ijoniċi separatament għall-proċessi ta 'ossidazzjoni u ta' tnaqqis. Il-bilanċ finali se jkun is-somma tagħhom.

stadji ta 'implimentazzjoni

Kitba għandha metodu tagħha pekuljaretajiet stess nofs reazzjoni. L-algoritmu tinkludi l-passi li ġejjin:

- L-ewwel pass huwa li tikteb formuli għat reactants kollha. Per eżempju:

H ₂ S + KMnO ₄ + HCl

- Imbagħad għandek bżonn biex tinstalla l-karatteristika minn punt kimika tal-vista, kull komponent tal-proċess. F'dan il-reazzjoni, KMnO ₄ taġixxi bħala ossidant, H ₂ S hija aġent li jnaqqas u HCl jiddefinixxi ambjent aċidużi.

- It-tielet pass għandu jkun miktub fuq ġdida formula linja komposti joniċi reazzjoni b'potenzjal elettrolit qawwi fil-atomi li jkun hemm bidla ta 'gradi ta' ossidazzjoni. F'dan il-reazzjoni MnO ₄ ^- jaġixxi bħala aġent ossidanti, H ₂ S hija l-reaġent tnaqqis u H ⁺ oxonium kazzjoni jew H ₃ O ⁺ jiddefinixxi ambjent aċidużi. Il-kompost elettrolitiku gass, solidu jew dgħajjef espressa formuli molekolari intatti.

Jafu l-komponenti tal-bidu, li wieħed jipprova jiddetermina liema tip ta 'ossidanti u t-tnaqqis aġent se jitnaqqsu u l-forma ossidati, rispettivament. Kultant sustanzi finali jkunu diġà ġew speċifikati l-kondizzjonijiet, li jiffaċilita x-xogħol. L-ekwazzjonijiet li ġejjin jindikaw tranżizzjoni H ₂ S (sulfid tal-idroġenu) sa S (kubrit), u anjoni MnO ₄ ^- fil Mn ^{2 +} katjoni.

Għall-bilanċ tal-partiċelli atomika fil-parti tax-xellug u tal-lemin fl-ambjent aċidużi huwa miżjud kazzjoni idroġenu H ⁺ jew ilma molekulari. Is-soluzzjoni alkalina ġie miżjud joni idrossidu OH ^- jew H ₂ O.

MnO ₄ ^- → Mn ²⁺

F'soluzzjoni ta 'atomu ossiġnu flimkien ma molekuli ilma joni manganatnyh H ⁺ formola. Li jiddaqqas l-għadd ta 'elementi huwa miktub bħala l-ekwazzjoni: 8H ^{+ +} MnO ₄ ^- → 4H ₂ O + Mn ^{2 +.}

Imbagħad, ibbilanċjar titwettaq elettriku. Biex tagħmel dan, jikkunsidraw l-ammont totali ta 'ħlas jitħalla fil-qasam, jirriżulta seba', u mbagħad għad-lemin, żewġ ħruġ. Sabiex jibbilanċja l-proċess huwa miżjud ma 'l-materjali tal-bidu ħames partiċelli negattiv: 8H ^{+ +} MnO ₄ ^- + 5e ^- → 4H ₂ O + Mn ^{2 +.} Jirriżulta nofs reazzjoni jirkupraw.

Issa jiddaqqas l-għadd ta 'atomi li jkunu proċess ta' ossidazzjoni. Għal dan huwa miżjud ma 'l-cations idroġenu ġenb dritt: H ₂ S → 2H ^{+ +} S.

Wara draw ħlas hija mwettqa: H ₂ S -2e ^- → 2H ^{+ +} S. Huwa meqjus li l-komposti ta 'tluq jikkunsmaw żewġ partiċelli negattivi. Jirriżulta nofs reazzjoni tal-proċess ta 'ossidazzjoni.

Irreġistra l-żewġ ekwazzjonijiet fil-kolonna u l-linja l-fondut u ħlasijiet aċċettati. Skond ir-regola d-determinazzjoni tal-inqas multipli hija magħżula għal kull nofs reazzjoni multiplikatur tiegħek. Huwa mmultiplikat bil ossidattiv u ekwazzjoni riduttiv.

Issa huwa possibbli li jitwettqu l-għadd totali taż-żewġ folji, mitwi naħat tax-xellug u tal-lemin flimkien u jitnaqqas in-numru ta 'speċi elettroniċi.

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 + 2Mn 2 + + 10h + +} 5S

L-ekwazzjoni li jirriżulta jista 'jnaqqas l-għadd ta' H ⁺ 10: 6h ^{+ +} 2MnO ₄ ^- + 5H ₂ S → 8H ₂ O + 2Mn ^{2 +} + 5S.

Aħna jivverifika l-korrettezza tal-bilanċ jone mill għadd tan-numru ta 'atomi ta' ossiġenu għall-vleġeġ u wara dan, li huwa ugwali għal 8. Huwa wkoll meħtieġ li tivverifika l-ħlasijiet finali, u l-parti inizjali tal-bilanċ: (6) + (-2) = 4. Jekk kollox logħbiet, huwa miktub korrettament.

Metodu nofs reazzjoni jispiċċa mat-tranżizzjoni mir-reġistrazzjoni jone molekulari l-ekwazzjoni. Għal kull partiċella tal-anion u kazzjoni porzjon tal-bilanċ xellug fuq il-ħlas oppost ions magħżula. Allura dawn huma trasferiti lill--lemin, fl-istess ammont. Issa, l-jonji jista 'jiġi konness mal-molekula kollu.

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

^{6Cl - + 2K + → 6Cl -} + 2K +

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

Applika l-metodu ta 'nofs reazzjonijiet, l-algoritmu li huwa li tikteb l-ekwazzjoni molekulari, jista flimkien mat-tip kitba bilanċi elettroniċi.

Kalkolu ta 'aġenti ossidanti

Tali rwol hu f'idejn entitajiet joniċi, atomika jew molekulari li jirċievu elettroni negattiv mitluba. Sustanzi ossidanti jgħaddu restawr fil-reazzjonijiet. Huma għandhom żvantaġġ elettroniċi, li jistgħu jiġu faċilment mimlija. Proċessi bħal dawn jinkludu nofs reazzjoni redox.

Mhux sustanzi kollha għandhom l-abbiltà li tehmeż elettroni. Billi reaġenti ossidanti qawwija jinkludu:

• rappreżentanti aloġenu;
• Aċidu bħal nitriku, sulfuriku u selenju;
• permanganat tal-potassju, dikromat, manganatny, kromat;
• manganiż tetravalenti u ossidi taċ-ċomb;
• fidda u jone deheb;
• ossiġnu gass kompost;
• bivalenti ossidi tar-ram u fidda monovalenti;
• komponenti melħ li fihom il-klorin;
• royal vodka;
• perossidu idroġenu.

Determinazzjoni tat-tnaqqis

Dan ir-rwol tappartjeni għall ijoniċi, partiċelli atomika jew molekulari, li jagħtu ħlas negattiv. Fil-reazzjonijiet tnaqqis sustanzi jgħaddu effett ossidattiv fuq qsim ta 'elettroni.

Għandhom proprjetajiet li jnaqqsu :

• Rappreżentanti ta 'ħafna metalli;
• komposti tal-kubrit tetravalenti u l-idroġenu sulfide;
• aċidi aloġenu;
• ħadid, kromju, u sulfat tal-manganiż;
• stannous chloride;
• aġenti bħal fihom in-nitroġenu nitriku aċidu, ossidu stannjuż, idrażin u ammonja;
• karbonju naturali u l-ossidu bivalenti;
• molekula idroġenu;
• aċidu fosforu.

Vantaġġi tal-metodu ta 'elettron' jone

Biex tikteb reazzjoni redox, il-metodu nofs reazzjoni tintuża aktar spiss mill-bilanċ tip elettronika.

Dan huwa dovut għall-vantaġġi Metodu elettroni-jone :

1. Fiż-żmien tal-kitba l-ekwazzjoni li kkunsidrat l-jonji attwali u komposti li jeżistu bħala parti mis-soluzzjoni.
2. Inti ma tistax inizjalment jkollhom informazzjoni dwar jirċievu il-kompost, huma determinati fl-istadji finali.
3. Mhuwiex dejjem dejta meħtieġa dwar il-grad ta 'ossidazzjoni.
4. Minħabba l-metodu huwa possibbli li jaf in-numru ta 'elettroni involuti fin-nofs-reazzjoni kif jinbidlu l-valur pH tas-soluzzjoni.
5. Bl-ekwazzjonijiet mnaqqsa ispeċijiet joniċi studjat karatteristika ta 'proċessi u l-istruttura tal-komposti li jirriżultaw.

Nofs-reazzjoni f'soluzzjoni ta 'aċidu

Twettiq tal-kalkoli mill-joni idroġenu żejjed tobdi l-algoritmu bażiku. Metodu nofs reazzjoni medja aċidu ma 'reġistrazzjoni tibda parti ta' xi proċess. Allura dawn kienu espressi fil-forma ta 'l-ekwazzjonijiet tal-ispeċi jone f'konformità mal-bilanċ tal-ħlas atomika u elettroniku. Separatament rreġistrati proċessi ta 'ossidattivi u l-karattru riduttiv.

Biex tallinja l- ossiġnu atomiku għal oħra reazzjonijiet b'eċċess iġibu kazzjonijiet idroġenu tagħha. L-ammonti ta 'H ⁺ għandu jkun biżżejjed biex jiksbu l-ilma molekulari. Apparti nuqqas ta 'ossiġnu attribwita H ₂ O.

Imbagħad wettaq il-bilanċ ta 'atomi u elettroni idroġenu.

Agħmel kalkolu totali ta 'ekwazzjonijiet qabel u wara l-vleġġa bl-arranġament tal-koeffiċjenti.

Wettaq l-istess tnaqqis ta 'joni u molekoli. Billi reaġenti diġà rreġistrati, żieda totali ta 'ekwazzjoni nieqsa joperaw anjonika u speċi katjoniċi. In-numru tagħhom qabel u wara l-vleġġa għandhom jaqblu.

Ekwazzjoni OVR (metodu nofs reazzjoni) hija kkunsidrata bħala sodisfatta meta kitba ta 'espressjoni lest tal-ispeċi molekulari. Li jmiss għall kull komponenti għandha tkun fattur ċerta.

Eżempji ta 'kondizzjonijiet aċidużi

Ir-reazzjoni ta 'nitrat tas-sodju bl-aċidu chloric twassal għall-produzzjoni ta' nitrat tas-sodju u l-aċidu idrokloriku. Għall-arranġament tal-koeffiċjenti jużaw il-metodu ta 'nofs-reazzjonijiet, eżempji ta' kitba ekwazzjonijiet assoċjati ma 'indikazzjoni tal-ambjent aċidużi.

_NaNO2 + HClO ₃ → NaNO ₃ + HCl

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

NO ₂ ^- + H ₂ O ^- 2e - → LE 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.

F'dan il-proċess, nitrat ta 'nitrat tas-sodju huwa miksub, u mill-aċidu chloric ffurmaw melħ. bidliet grad ossidazzjoni b'nitroġen 3 sa 5, u l-ħlas klorin 5 isir -1. Iż-żewġ prodotti ma jiffurmawx preċipitat.

Nofs reazzjoni għal ambjent alkalin

Twettiq kalkoli meta kien jonji idrossidu żejda jikkorrispondi għall-kalkoli għal soluzzjonijiet aċidużi. nofs reazzjoni metodu f'mezz alkalin tibda wkoll biex jesprimu komponenti tal-proċess fil-forma ta 'ekwazzjonijiet ijoniċi. Differenzi osservati waqt l-allinjament ta 'ossiġnu atomika. Għalhekk, apparti minn reazzjoni tagħha ma molekulari eċċess iġibu l-ilma, u lejn in-naħa opposta tannetti anjoni idrossidu.

Il-koeffiċjent tal-molekula ta 'H ₂ O jindika d-differenza fl-ammont ta' ossiġnu qabel u wara l-vleġġa, u għal jonji OH ^- huwa doppju. Matul aġent ossidazzjoni jaġixxi bħala aġent li jnaqqas jieħu atomi O mill anjoni hydroxyl.

Metodu nofs reazzjoni finituri li jwettqu l-passi li jifdal tal-algoritmu, li jikkoinċidu mal-proċessi li għandhom eċċess ta 'aċidu. Ir-riżultat aħħari huwa l-ekwazzjoni tal-ispeċi molekulari.

Eżempji għall f'mezz alkalin

Meta tħallat jodju bl-idrossidu ffurmat sodju jodur tas-sodju u jodat, ta 'molekuli ilma. Għal proċess bilanċ użu ta 'nofs il-metodu reazzjoni. Eżempji ta 'soluzzjonijiet alkali jkollhom ispeċifiċitajiet tagħhom relatati mal ugwaljanza ta' ossiġnu atomika.

NaOH + I ₂ → Nai + NaIO ₃ + H ₂ O

I + e ^- → I ^- | 5

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

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

6NA ⁺ → Na ^{+ +} 5Na ⁺

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

Ir-riżultat tar-reazzjoni huwa l-għajbien tal-kulur vjola ta 'jodju molekulari. Hemm stat bidla ossidazzjoni tal-element 0-1 u 5 biex jiffurmaw jodur u sodju jodat.

Reazzjoni f'ambjent newtrali

Tipikament din tirreferi għall-proċessi jseħħu fil-idroliżi biex jiffurmaw mlieħ aċidi dgħajfa (b'valur ta 'pH bejn is-6 u 7) jew ftit bażika (sa pH 7 sa 8) soluzzjoni.

nofs metodu reazzjoni f'mezz newtrali hija rreġistrata f'diversi verżjonijiet.

Fl-ewwel metodu ma tieħu in kunsiderazzjoni l-idrolisi melħ. Il-mezz hija meħuda bħala l-newtrali u lejn ix-xellug tal-vleġġa attribut ilma molekulari. F'dan il-inkarnazzjoni, nofs-reazzjonijiet jieħdu għal aċidu, u ieħor - għall alkalina.

It-tieni metodu huwa adattat għall-proċessi li fihom huwa possibbli li jiġi stabbilit il-valur pH approssimattiv. Imbagħad il-reazzjoni għall-metodu ta 'jone-elettroni jitqies f'soluzzjoni alkalina jew aċidużi.

EŻEMPJU medju newtrali

Meta idroġenu sulfide kompost ma Dikromat tas-sodju fl-ilma jinkiseb preċipitat ta 'kubrit, sodju u idrossidu kromju trivalenti. Din hija reazzjoni tipika għal soluzzjoni newtrali.

Na ₂ Cr ₂ O ₇ + H ₂ S + H2O → NaOH + D + 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 ^-. kazzjonijiet idroġenu u anjoni idrossidu meta kkombinat, jiffurmaw 6 molekuli ta 'ilma. Huma jistgħu jitneħħew fil-lemin u xellug, li jħallu l-eċċess lill-vleġġa.

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

Fl-aħħar tal-reazzjoni solida ta 'kuluri idrossidu kromju blu u isfar tal-kubrit fis-soluzzjoni alkalina bl-idrossidu tas-sodju. Il-qawwa ossidattiv 'l-element S isir -2 għal 0, u nkarigat bl kromju 6 konvertiti sa 3.