Langkah Kaedah Baki Redoks, Contoh, Latihan

Dia Kaedah pengimbangan redoks Ia adalah salah satu yang membolehkan untuk mengimbangi persamaan kimia tindak balas redoks, yang sebaliknya akan menjadi sakit kepala. Di sini satu atau lebih spesies pertukaran elektron; Yang menyumbangkan atau kehilangan mereka dipanggil spesies oksida, sementara yang menerima atau memenanginya, spesies reduktif.

Dalam kaedah ini, penting untuk mengetahui bilangan pengoksidaan spesies ini, kerana mereka mendedahkan berapa banyak elektron yang telah diperoleh atau hilang oleh mol. Terima kasih kepada ini, adalah mungkin untuk mengimbangi caj elektrik dengan menulis dalam persamaan elektron seolah -olah mereka adalah reaktan atau produk.

Semi -rektum reaksi redoks dengan tiga protagonis semasa mengimbangi mereka: H+, H2O dan OH-. Sumber: Gabriel Bolívar.

Imej unggul menunjukkan bagaimana elektron berkesan, dan^- Mereka diletakkan sebagai reagen apabila spesies pengoksidaan memenangi mereka; Dan sebagai produk apabila spesies pengurangan kehilangannya. Perhatikan bahawa untuk mengimbangi jenis persamaan ini adalah perlu untuk menguasai konsep pengoksidaan dan nombor pengoksidaan.

Spesies h⁺, H₂Atau dan oh^-, Bergantung pada pH medium tindak balas, ia membolehkan pengimbangan redoks, jadi sangat biasa untuk mencari mereka dalam latihan. Jika medium adalah asid, kita beralih ke h⁺; Tetapi jika sebaliknya medium adalah asas, maka kita menggunakan OH^- Untuk mengimbangi.

Sifat tindak balas itu sendiri menentukan pH medium. Itulah sebabnya, walaupun ia boleh seimbang dengan mengandaikan asid atau medium asas, persamaan seimbang terakhir akan menunjukkan sama ada ion h tidak mungkin atau tidak⁺ Dan oh^-.

[TOC]

Langkah-langkah

- Umum

Semak nombor pengoksidaan reagen dan produk

Katakan persamaan kimia berikut:

Cu (s) + agno₃(Ac) → Cu (tidak₃)₂ + AG (s)

Ini sepadan dengan tindak balas redoks, di mana perubahan dalam bilangan pengoksidaan reagen berlaku:

Cu⁰(s) + Ag⁺Tidak₃(Ac) → Cu²⁺(Tidak₃)₂ + AG (s)⁰

Kenal pasti spesies pengoksidaan dan reduktif

Spesies pengoksidaan memperoleh elektron pengoksidaan spesies pengurangan. Oleh itu, bilangan pengoksidaannya berkurangan: ia menjadi kurang positif. Sementara itu, bilangan pengoksidaan spesies pengurangan meningkat, kerana ia kehilangan elektron: ia menjadi lebih positif.

Oleh itu, dalam reaksi sebelumnya, tembaga dioksidakan, kerana ia berlalu dari CU⁰ ke cu²⁺; Dan perak dikurangkan, kerana ia pergi dari AG⁺ AG⁰. Tembaga adalah spesies pengurangan, dan perak spesies pengoksidaan.

Tulis separuh -reaksi dan atom keseimbangan dan beban

Mengenal pasti spesies mana yang mendapat atau kehilangan elektron, redoks semi -reaksi ditulis untuk kedua -dua tindak balas pengurangan dan pengoksidaan:

Cu⁰ → Cu²⁺

Ag⁺ → Ag⁰

Tembaga kehilangan dua elektron, sementara perak menang satu. Kami meletakkan elektron dalam kedua -dua separuh reaksi:

Boleh melayani anda: kalium fosfat (k3po4): struktur, sifat, kegunaan

Cu⁰ → Cu²⁺ + 2e^-

Ag⁺ + dan^- → Ag⁰

Perhatikan bahawa beban tetap seimbang dalam kedua -dua separuh -reaksi; Tetapi jika mereka ditambah, undang -undang pemuliharaan bahan akan dilanggar: bilangan elektron mestilah sama dalam dua separuh -reaksi. Oleh itu, persamaan kedua didarab dengan 2 dan kedua -dua persamaan ditambah:

(Cu⁰ → Cu²⁺ + 2e^-) x 1

(Ag⁺ + dan^-  → Ag⁰) x 2 

Cu⁰ + 2ag⁺ + 2e^- → Cu²⁺ + 2ag⁰ + 2e^-

Elektron dibatalkan kerana berada di sisi reagen dan produk:

Cu⁰ + 2ag⁺ → Cu²⁺ + 2ag⁰

Ini adalah persamaan ionik global.

Ganti koefisien persamaan ionik dalam persamaan umum

Akhirnya, pekali stoikiometrik persamaan sebelumnya bergerak ke persamaan pertama:

Cu (s) + 2Agno₃(Ac) → Cu (tidak₃)₂ + 2ag (s)

Perhatikan bahawa kedua diposisikan dengan agno₃ Kerana dalam garam ini perak adalah seperti ag⁺, Dan perkara yang sama berlaku untuk Cu (tidak₃)₂. Sekiranya persamaan ini tidak seimbang pada akhirnya, skor dibuat.

Persamaan yang dicadangkan dalam langkah -langkah sebelumnya boleh diseimbangkan secara langsung oleh Tanteo. Walau bagaimanapun, terdapat tindak balas redoks yang memerlukan medium berasid (h⁺) atau asas (oh^-) untuk berlaku. Apabila ini berlaku, ia tidak boleh seimbang dengan mengandaikan bahawa medium adalah neutral; kerana ia baru dipaparkan (ia tidak ditambah atau h⁺ Dan sama ada oh^-).

Sebaliknya, adalah mudah untuk mengetahui bahawa separuh -reaksi menulis atom, ion atau sebatian (kebanyakannya oksida) di mana perubahan dalam bilangan pengoksidaan berlaku. Ini akan diserlahkan di bahagian Latihan.

- Mengimbangi medium berasid

Apabila medium adalah asid, anda perlu berhenti di dua separuh -reaksi. Kali ini pada masa keseimbangan kita mengabaikan atom oksigen dan hidrogen, dan juga elektron. Elektron akan mengimbangi pada akhir.

Kemudian, di sisi tindak balas dengan atom kurang oksigen, kami menambah molekul air untuk mengimbanginya. Di sisi lain, kami mengimbangi hidrogen dengan ion H⁺. Dan akhirnya, kami menambah elektron dan meneruskan langkah -langkah umum yang sudah terdedah.

- Mengimbangi medium asas

Apabila medium adalah asas, ia adalah cara yang sama seperti dalam persekitaran berasid dengan perbezaan yang kecil: kali ini di sisi di mana terdapat lebih banyak oksigen, molekul air yang sama dengan oksigen yang berlebihan ini akan terletak; Dan di sisi lain, oh ion^- Untuk mengimbangi hidrogen.

Akhirnya, keseimbangan elektron, kedua -dua separuh rektifan ditambah, dan koefisien persamaan ionik global dalam persamaan umum diganti.

Boleh melayani anda: Sistem yang bertaburan: Jenis, Ciri dan Contoh

Contoh

Persamaan redoks berikut tanpa keseimbangan dan seimbang berfungsi sebagai contoh untuk memerhatikan berapa banyak perubahan selepas menggunakan kaedah pengimbangan ini:

P₄ + Clo^- → PO₄^3- + Cl^- (Tanpa keseimbangan)

P₄ + 10 CLO^- + 6 h₂O → 4 PO₄^3- + 10 Cl^- + 12 jam⁺ (Asid separuh seimbang)

P₄ + 10 CLO^- + 12 oh^- → 4 PO₄^3- + 10 Cl^- + 6 h₂O (asas medium seimbang)

Yo₂ + Kno₃ → i^- + Kio₃ + Tidak₃^- (Tanpa keseimbangan)

3i₂ + Kno₃ + 3h₂O → 5i^- + Kio₃ + Tidak₃^- + 6H⁺ (Asid separuh seimbang)

Cr₂Sama ada₂^7- + Hno₂ → Cr³⁺ + Tidak₃^- (Tanpa keseimbangan)

3hno₂ + 5h⁺ + Cr₂Sama ada₂^7- → 3no₃^- +2cr³⁺ + 4H₂O (keseimbangan asid seimbang)

Latihan

Latihan 1

Keseimbangan persamaan berikut dalam medium asas:

Yo₂ + Kno₃ → i^- + Kio₃ + Tidak₃^-

Langkah Umum

Kami mulakan dengan menulis nombor pengoksidaan spesies yang kami rasa telah berkarat atau dikurangkan; Dalam kes ini, atom iodin:

Yo₂⁰ + Kno₃ → i^- + Ki⁵⁺Sama ada₃ + Tidak₃^-

Perhatikan bahawa iodin mengoksidakan dan pada masa yang sama dikurangkan, jadi kami terus menulis dua separuh -reaksi masing -masing:

Yo₂ → i^- (Pengurangan, untuk setiap i^- 1 elektron dimakan)

Yo₂  → IO₃^- (Pengoksidaan, untuk setiap IO₃^- 5 elektron dibebaskan)

Dalam separuh pengoksidaan kami meletakkan anion io₃^-, dan bukan ke atom iodin seperti i⁵⁺. Kami mengimbangi atom iodin:

Yo₂ → 2i^-

Yo₂  → 2₃^-

Mengimbangi medium asas

Sekarang kita memberi tumpuan kepada berayun dalam medium asas separuh -reaksi pengoksidaan, kerana ia mempunyai spesies oksigen. Kami menambah di sisi produk dengan jumlah molekul air yang sama seperti atom oksigen:

Yo₂  → 2₃^- + 6H₂Sama ada

Dan di sebelah kiri kita mengimbangi hidrogen dengan oh^-:

Yo₂  + 12OH^- → 2₃^- + 6H₂Sama ada

Kami menulis dua separuh -reaksi dan menambah elektron yang hilang untuk mengimbangi beban negatif:

Yo₂ + 2e^- → 2i^-

Yo₂  + 12OH^- → 2₃^- + 6H₂O + 10E^-

Kami sepadan dengan kedua -dua nombor elektron dalam kedua -dua separuh -reaksi dan menambahnya:

(Yo₂ + 2e^- → 2i^-) x 10

(Yo₂  + 12OH^- → 2₃^- + 6H₂O + 10E^-) x 2

12i₂ + 24 oh^- + 20e^- → 20i^- + Ke -4₃^- + 12h₂O + 20E^-

Elektron dibatalkan dan membahagikan semua pekali dengan empat untuk memudahkan persamaan ionik global:

(12i₂ + 24 oh^-  → 20i^- + Ke -4₃^- + 12h₂O) x ¼

3i₂ + 6OH^- → 5i^- + Io₃^- + 3h₂Sama ada

Dan akhirnya, kita menggantikan koefisien persamaan ionik dalam persamaan pertama:

3i₂ + 6OH^- + Kno₃ → 5i^- + Kio₃ + Tidak₃^- + 3h₂Sama ada

Ia boleh melayani anda: daya ionik: unit, cara mengira, contohnya

Persamaan sudah seimbang. Bandingkan hasil ini dengan mengimbangi medium asid Contoh 2.

Latihan 2

Keseimbangan persamaan berikut dalam medium berasid:

Iman₂Sama ada₃ + Co → Fe + Co₂

Langkah Umum

Kami melihat bilangan pengoksidaan besi dan karbon untuk mengetahui yang mana kedua -duanya telah teroksida atau dikurangkan:

Iman₂³⁺Sama ada₃ + C²⁺O → Iman⁰ + C⁴⁺Sama ada₂

Besi telah dikurangkan, jadi ia adalah spesies pengoksidaan. Sementara itu, karbon mempunyai berkarat, berkelakuan seperti spesies pengurangan. Semi -reaksi untuk pengoksidaan dan pengulangan mengenai:

Iman₂³⁺Sama ada₃ → Iman⁰  (pengurangan, untuk setiap iman 3 elektron dimakan)

Co → Co₂ (Pengoksidaan, untuk setiap CO₂ 2 elektron dibebaskan)

Perhatikan bahawa kita menulis oksida, iman₂Sama ada₃, Kerana ia mengandungi iman³⁺, Bukan hanya meletakkan iman³⁺. Kami mengimbangi atom yang diperlukan kecuali oksigen:

Iman₂Sama ada₃ → 2fe

Co → Co₂

Dan keseimbangan dijalankan dalam asid dalam kedua -dua separuh -reaksi, kerana terdapat spesies oksigen di antara.

Mengimbangi medium berasid

Kami menambah air untuk mengimbangi oksigen, dan kemudian h⁺ Untuk mengimbangi hidrogen:

Iman₂Sama ada₃ → 2fe + 3h₂Sama ada

6H⁺ +  Iman₂Sama ada₃ → 2fe + 3h₂Sama ada

CO + H₂O → co₂

CO + H₂O → co₂ + 2h⁺

Sekarang kita mengimbangi beban dengan meletakkan elektron yang terlibat dalam separuh -reaksi:

6H⁺ +  6e^- + Iman₂Sama ada₃ → 2fe + 3h₂Sama ada

CO + H₂O → co₂ + 2h⁺ + 2e^-

Kami sepadan dengan bilangan elektron dalam kedua -dua separuh -reaksi dan menambahnya:

(6h⁺ +  6e^- + Iman₂Sama ada₃ → 2fe + 3h₂O) x 2

(Co + h₂O → co₂ + 2h⁺ + 2e^-) x 6

12 jam⁺ + 12e^- + 2fe₂Sama ada₃ + 6co + 6h₂O → 4fe + 6h₂O + 6co₂ + 12h⁺ + 12e^-

Kami membatalkan elektron, H ion⁺ Dan molekul air:

2fe₂Sama ada₃ + 6co → 4fe +6co₂

Tetapi pekali ini boleh dibahagikan dengan dua untuk memudahkan persamaan lebih banyak, mempunyai:

Iman₂Sama ada₃ + 3co → 2fe +3co₂

Soalan ini timbul: keseimbangan redoks untuk persamaan ini diperlukan? Oleh Tanteo ia akan lebih cepat. Ini menunjukkan bahawa tindak balas ini diteruskan secara bergantian dari pH sederhana.

Rujukan

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia. (8th ed.). Pembelajaran Cengage.
2. Helmestine, Anne Marie, Ph.D. (22 September 2019). Cara Mengimbangi Reaksi Redoks. Pulih dari: Thoughtco.com
3. Ann Nguyen & Luvleen Brar. (5 Jun, 2019). Reaksi redoks mengimbangi. Kimia Librettexts. Pulih dari: chem.Libretxts.org
4. Quimitube. (2012). Latihan 19: Pelarasan tindak balas redoks dalam medium asas dengan dua separuh -reaksi pengoksidaan. Pulih dari: quimitube.com
5. Universiti Washington di ST. Louis. (s.F.). Masalah Amalan: Reaksi Redoks. Pulih dari: kimia.Wustl.Edu
6. John Wiley & Sons. (2020). Cara Mengimbangi Persamaan Redoks. Pulih dari: patung.com
7. Rubén Darío atau. G. (2015). Mengimbangi persamaan kimia. Pulih dari: belajar di linea.Anda.Edu.co