Yarı reaksiyon yöntemi: algoritma

2024 Yazar: Angel Austin | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 05:44

Birçok kimyasal işlem, reaksiyona giren bileşikleri oluşturan atomların oksidasyon durumlarında bir değişiklik ile gerçekleşir. Redoks tipi reaksiyonlar için denklemler yazmaya genellikle her madde formülünün önündeki katsayıları düzenlemede zorluk eşlik eder. Bu amaçlar için, yük dağılımının elektronik veya elektron-iyon dengesi ile ilgili teknikler geliştirilmiştir. Makale, denklem yazmanın ikinci yolunu ayrıntılı olarak açıklamaktadır.

Yarı reaksiyon yöntemi, varlık

Ayrıca katsayı faktörlerinin dağılımının elektron-iyon dengesi olarak da adlandırılır. Yöntem, farklı pH değerlerine sahip çözünmüş ortamlarda anyonlar veya katyonlar arasında negatif yüklü parçacıkların değiş tokuşuna dayanmaktadır.

Oksitleyici ve indirgeyici tipteki elektrolitlerin reaksiyonlarında, negatif veya pozitif yüklü iyonlar yer alır. Moleküler-iyonik denklemleryarı reaksiyon yöntemine dayanan türler, herhangi bir işlemin özünü açıkça kanıtlar.

Bir denge oluşturmak için, iyonik parçacıklar olarak güçlü bir bağlantıya sahip elektrolitlerin özel bir tanımı ve ayrışmamış moleküller şeklinde zayıf bileşikler, gazlar ve çökeltme kullanılır. Şemanın bir parçası olarak, oksidasyon derecelerinin değiştiği parçacıkları belirtmek gerekir. Dengedeki solvent ortamını belirlemek için asidik (H⁺), alkali (OH^-) ve nötr (H_{2O) koşulları.}

Ne için kullanılır?

OVR'de, yarı reaksiyon yöntemi, oksidatif ve indirgeme işlemleri için iyonik denklemleri ayrı ayrı yazmayı amaçlar. Nihai bakiye onların toplamı olacaktır.

Yürütme adımları

Yarı tepkime yönteminin kendine has yazma özellikleri vardır. Algoritma şu aşamaları içerir:

- İlk adım, tüm reaktanların formüllerini yazmaktır. Örneğin:

H₂S + KMnO₄ + HCl

- O zaman, her bir kurucu işlemin kimyasal bir bakış açısından fonksiyonunu belirlemeniz gerekir. Bu reaksiyonda, KMnO₄ bir oksitleyici ajan olarak hareket eder, H₂S bir indirgeyici ajandır ve HCl asidik bir ortamı tanımlar.

- Üçüncü adım, atomları oksidasyon durumlarında bir değişiklik olan güçlü bir elektrolit potansiyeli olan iyonik reaksiyona giren bileşiklerin formüllerini yeni bir satırdan yazmaktır. Bu etkileşimde, MnO₄^- oksitleyici bir ajan gibi davranır, H₂Sindirgeyici reaktif ve H⁺ veya oksonyum katyonu H₃O⁺ asit ortamını belirler. Gaz halinde, katı veya zayıf elektrolitik bileşikler, tam moleküler formüllerle ifade edilir.

Başlangıç bileşenlerini bilerek, hangi oksitleyici ve indirgeyici reaktiflerin sırasıyla indirgenmiş ve oksitlenmiş formlara sahip olacağını belirlemeye çalışın. Bazen nihai maddeler, işi kolaylaştıran koşullara önceden ayarlanmıştır. Aşağıdaki denklemler, H₂S'nin (hidrojen sülfür) S'ye (kükürt) geçişini ve MnO₄ ^{anyonunu gösterir. -Mn katyona}2+.

Sol ve sağ bölümlerdeki atomik parçacıkları dengelemek için asit ortamına hidrojen katyonu H⁺ veya moleküler su eklenir. Hidroksit iyonları OH^- veya H₂O.

alkali çözeltiye eklenir

MnO₄^-→ Mn²⁺

Çözeltide, manganat iyonlarından bir oksijen atomu H⁺ ile birlikte su molekülleri oluşturur. Eleman sayısını eşitlemek için denklem şu şekilde yazılır: 2^{O + Mn}2+.

Ardından elektriksel dengeleme yapılır. Bunu yapmak için, sol bölümdeki toplam yük miktarını göz önünde bulundurun, +7 çıkıyor ve ardından sağ tarafta +2 çıkıyor. Süreci dengelemek için başlangıç maddelerine beş negatif parçacık eklenir: 8H⁺ + MnO₄^-+ 5e ^- → 4H₂O + Mn²⁺. Bu, bir azalma yarı reaksiyonuyla sonuçlanır.

Artık oksidasyon işlemi atom sayısını eşitlemek için takip eder. Bunun için sağ taraftahidrojen katyonları ekleyin: H₂S → 2H⁺ + S.

Yükler eşitlendikten sonra: H₂S -2e^- → 2H⁺ + S. Başlangıç bileşiklerinden iki negatif parçacığın alındığı görülebilir. Oksidatif sürecin yarı reaksiyonu ortaya çıkıyor.

Her iki denklemi de bir sütuna yazın ve verilen ve alınan ücretleri eşitleyin. En küçük katları belirleme kuralına göre, her yarım reaksiyon için bir çarpan seçilir. Oksidasyon ve indirgeme denklemi bununla çarpılır.

Artık sol ve sağ tarafları birbirine ekleyerek ve elektron parçacıklarının sayısını az altarak iki teraziyi ekleyebilirsiniz.

8H⁺ + MnO₄^- + 5e^-→ 4H₂O + Mn²⁺ |2

H₂S -2e^- → 2H⁺ + S |5

16H⁺ + 2MnO₄^- + 5H₂ S → 8H₂O + 2Mn²⁺ + 10H⁺ + 5S

Sonuçtaki denklemde, H⁺ sayısını 10 az altabilirsiniz: 6H⁺ + 2MnO₄ ^- + 5H₂S → 8H₂O + 2Mn ²⁺ + 5S.

Oktan önce ve sonra 8'e eşit olan oksijen atomlarının sayısını sayarak iyon dengesinin doğruluğunu kontrol etme. Terazinin son ve ilk kısımlarının yüklerini de kontrol etmek gerekir: (+6) + (-2)=+4. Her şey eşleşiyorsa doğrudur.

Yarı reaksiyon yöntemi, iyonik gösterimden moleküler denkleme geçişle sona erer. Her bir anyonik veTerazinin sol tarafında bulunan katyonik parçacık, zıt yüklü bir iyon seçilir. Daha sonra aynı miktarda sağ tarafa aktarılırlar. Artık iyonlar bütün moleküller halinde birleştirilebilir.

6H⁺ + 2MnO₄^- + 5H₂ S → 8S₂O + 2Mn²⁺ + 5S

6Cl^- + 2K⁺ → 6Cl^- + 2K ⁺

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

Algoritması moleküler bir denklem yazmaya dayanan yarı reaksiyonlar yöntemini elektronik tip teraziler yazmakla birlikte uygulamak mümkündür.

Oksitleyici ajanların belirlenmesi

Bu rol, negatif yüklü elektronları kabul eden iyonik, atomik veya moleküler parçacıklara aittir. Oksitlenen maddeler reaksiyonlarda indirgenir. Kolayca doldurulabilecek bir elektronik eksikliği vardır. Bu tür işlemler redoks yarı reaksiyonlarını içerir.

Bütün maddeler elektron kabul etme yeteneğine sahip değildir. Güçlü oksitleyici maddeler şunları içerir:

halojen temsilcileri;
nitrik, selenik ve sülfürik gibi asitler;
potasyum permanganat, dikromat, manganat, kromat;
manganez ve kurşun dört değerlikli oksitler;
gümüş ve altın iyonik;
gazlı oksijen bileşikleri;
iki değerli bakır ve tek değerli gümüş oksitler;
klor içeren tuz bileşenleri;
kraliyet votkası;
hidrojen peroksit.

İndirgeyici ajanların belirlenmesi

Bu rol, negatif yük yayan iyonik, atomik veya moleküler parçacıklara aittir. Reaksiyonlarda, elektronlar elimine edildiğinde indirgeyici maddeler oksitleyici bir etki gösterir.

Restoratif özellikler şunları içerir:

birçok metalin temsilcileri;
kükürt dört değerlikli bileşikler ve hidrojen sülfür;
halojenli asitler;
demir, krom ve manganez sülfatlar;
kalay iki değerlikli klorür;
nitröz asit, iki değerlikli oksit, amonyak ve hidrazin gibi azot içeren reaktifler;
doğal karbon ve iki değerlikli oksit;
hidrojen molekülleri;
fosfor asidi.

Elektron iyonu yönteminin avantajları

Redoks reaksiyonları yazmak için, yarı reaksiyon yöntemi elektronik form terazisinden daha sık kullanılır.

Bu, elektron-iyon yönteminin avantajlarından kaynaklanmaktadır:

Bir denklem yazarken, çözeltide bulunan gerçek iyonları ve bileşikleri göz önünde bulundurun.
Oluşan maddeler hakkında başlangıçta bilginiz olmayabilir, bunlar son aşamalarda belirlenir.
Oksidasyon derecesi verileri her zaman gerekli değildir.
Yöntem sayesinde yarı reaksiyonlara katılan elektronların sayısını, çözeltinin pH'ının nasıl değiştiğini öğrenebilirsiniz.
Tekillikişlemler ve ortaya çıkan maddelerin yapısı.

Asit çözeltisinde yarı reaksiyonlar

Aşırı hidrojen iyonları ile hesaplamalar yapmak ana algoritmaya uyar. Bir asit ortamındaki yarı reaksiyon yöntemi, herhangi bir işlemi oluşturan parçaların kaydedilmesiyle başlar. Daha sonra atomik ve elektronik yük dengesi ile iyonik formun denklemleri şeklinde ifade edilirler. Oksitleyici ve indirgeyici nitelikteki işlemler ayrı ayrı kaydedilir.

Atomik oksijeni reaksiyon yönünde fazlalığı ile eşitlemek için hidrojen katyonları eklenir. H⁺ miktarı moleküler su elde etmek için yeterli olmalıdır. Oksijen eksikliği yönünde, H₂O.

Sonra hidrojen atomları ve elektronların dengesini gerçekleştirin.

Oktan önce ve sonra denklemlerin kısımlarını katsayıların düzenlenmesiyle toplarlar.

redoks reaksiyonları yarı reaksiyon yöntemi

Özdeş iyonları ve molekülleri az altın. Eksik anyonik ve katyonik parçacıklar, genel denklemde önceden kaydedilmiş reaktiflere eklenir. Oktan önceki ve sonraki sayıların eşleşmesi gerekir.

OVR denklemi (yarı reaksiyon yöntemi), bir moleküler formun hazır ifadesi yazılırken yerine getirilmiş kabul edilir. Her bileşenin belirli bir çarpanı olmalıdır.

Ekşi ortamlar için örnekler

Sodyum nitritin klorik asit ile etkileşimi, sodyum nitrat ve hidroklorik asit üretimine yol açar. Katsayıları düzenlemek için yarı reaksiyon yöntemi kullanılır, denklem yazma örnekleriasidik bir ortamı belirtmekle ilişkilidir.

NaNO₂ + HClO₃ → NaNO₃ + HCl

ClO₃^- + 6H⁺ + 6e^- → 3H₂O + Cl^- |1

HAYIR₂^- + H₂O – 2e^- → NO₃^- +2H⁺ |3

ClO₃^- + 6H⁺ + 3H₂ O + 3NO₂^- → 3H₂O + Cl ^- + 3HAYIR₃^- +6H⁺

ClO₃^- + 3NO₂^{-→ Cl}- ^{+ 3NO}3-

3Na⁺ + H⁺ → 3Na⁺ + H ⁺

3NaNO₂ + HClO₃ → 3NaNO₃ + HCl.

Bu işlemde nitritten sodyum nitrat, klorik asitten hidroklorik asit oluşur. Azotun oksidasyon durumu +3'ten +5'e değişir ve klor +5'in yükü -1 olur. Her iki ürün de çökelmez.

Alkali ortam için yarı reaksiyonlar

Aşırı hidroksit iyonları ile hesaplamalar yapmak, asidik çözeltiler için hesaplamalara karşılık gelir. Alkali bir ortamda yarı reaksiyonlar yöntemi, işlemin kurucu kısımlarının iyonik denklemler biçiminde ifade edilmesiyle de başlar. Atomik oksijen sayısının hizalanması sırasında farklılıklar gözlenir. Böylece reaksiyonun fazla olduğu tarafa moleküler su, karşı tarafına ise hidroksit anyonları eklenir.

H₂O molekülünün önündeki katsayı, oktan sonraki ve önceki oksijen miktarındaki farkı ve OH^{- için gösterir.iyonları ikiye katlanır. oksidasyon sırasındaindirgeyici ajan olarak işlev gören bir reaktif, O atomlarını hidroksil anyonlarından uzaklaştırır.}

Yarım reaksiyonlar yöntemi, asidik fazlalığa sahip işlemlerle çakışan algoritmanın kalan adımlarıyla sona erer. Sonuç moleküler bir denklemdir.

Alkali örnekler

İyot, sodyum hidroksit ile karıştırıldığında, sodyum iyodür ve iyodat, su molekülleri oluşur. Sürecin dengesini elde etmek için yarı reaksiyon yöntemi kullanılır. Alkali çözelti örneklerinin atomik oksijenin eşitlenmesiyle ilgili kendi özellikleri vardır.

NaOH + I₂ →NaI + NaIO₃ + H₂O

I + e^- → I^- |5

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

I + 5I + 6OH^- → 3H₂O + 5I^- + IO ₃^-

6Na⁺ → Na⁺ + 5Na⁺

6NaOH + 3I₂ →5NaI + NaIO₃ + 3H₂O.

Reaksiyonun sonucu moleküler iyotun menekşe renginin kaybolmasıdır. Sodyum iyodür ve iyodat oluşumu ile bu elementin oksidasyon durumunda 0'dan -1 ve +5'e bir değişiklik vardır.

Nötr bir ortamda tepkiler

Genellikle bu, tuzların hidrolizi sırasında hafif asidik (pH değeri 6 ila 7 olan) veya hafif alkalin (pH değeri 7 ila 8 olan) bir çözeltinin oluşumu sırasında gerçekleşen işlemlerin adıdır..

Nötr bir ortamdaki yarı reaksiyon yöntemi birkaç şekilde yazılır.seçenekler.

İlk yöntem tuz hidrolizini hesaba katmaz. Ortam nötr olarak alınır ve moleküler su okun soluna atanır. Bu versiyonda, bir yarı reaksiyon asidik, diğeri alkali olarak alınır.

İkinci yöntem, pH değerinin yaklaşık değerini ayarlayabileceğiniz işlemler için uygundur. Daha sonra iyon-elektron yönteminin reaksiyonları alkali veya asidik bir çözelti içinde ele alınır.

Nötr ortam örneği

Hidrojen sülfür, suda sodyum dikromat ile birleştirildiğinde, bir kükürt, sodyum ve üç değerlikli krom hidroksit çökeltisi elde edilir. Bu, nötr bir çözüm için tipik bir tepkidir.

Na₂Cr₂O₇ + H₂ S +H2O → NaOH + S + Cr(OH)₃

H₂S - 2e^- → S + H⁺ |3

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

7H₂O +3H₂S + Cr₂O ₇^2- → 3H⁺ +3S + 2Cr(OH)₃ +8OH^-. Hidrojen katyonları ve hidroksit anyonları birleşerek 6 su molekülü oluşturur. Sağ ve sol taraftan çıkarılabilirler, fazlalık okun önünde bırakılır.

H₂O +3H₂S + Cr₂O ₇^2- → 3S + 2Cr(OH)₃ +2OH^-

2Na⁺ → 2Na⁺

Na₂Cr₂O₇ + 3H₂ S +H₂O → 2NaOH + 3S + 2Cr(OH)₃

Reaksiyonun sonunda, mavi krom hidroksit ve sarı bir çökeltisodyum hidroksit ile alkali çözelti içinde kükürt. S elementinin -2 ile oksidasyon durumu 0 olur ve +6 ile krom yükü +3 olur.