Εξισορρόπηση των αντιδράσεων Redox, Γνωρίστε αυτές τις δύο μεθόδους

Στη χημεία, υπάρχουν τύποι αντιδράσεων μείωσης και αντιδράσεων οξείδωσης. Εάν οι δύο αντιδράσεις εμφανιστούν ταυτόχρονα, το αποκαλούμε αντίδραση οξειδοαναγωγής. Κατά τη διάρκεια μιας οξειδοαναγωγικής αντίδρασης, ο αριθμός των χαμένων ηλεκτρονίων είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων που αποκτήθηκαν.

Οι αντιδράσεις Redox εμφανίζονται στις μπαταρίες και παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Αυτή η αντίδραση μπορεί επίσης να βρεθεί σε διάβρωση ή σκουριά, στη διαδικασία βαφής μαλλιών και σε σάπια μήλα. Η αντίδραση redox φαίνεται επίσης να έχει αντίκτυπο στο άνοιγμα της τρύπας του όζοντος λόγω της χρήσης υγρού υδρογόνου ως καυσίμου.

Επιπλέον, οι αντιδράσεις redox χρησιμοποιούνται ευρέως στους φαρμακευτικούς, βιολογικούς, βιομηχανικούς, μεταλλουργικούς και γεωργικούς τομείς. Αυτή η αντίδραση βοηθά επίσης στην καταγραφή της ηλιακής ενέργειας μέσω της διαδικασίας φωτοσύνθεσης που πραγματοποιείται από πράσινα φυτά.

Για να εξισορροπήσουμε την αντίδραση οξειδοαναγωγής, μπορούμε να το κάνουμε με δύο μεθόδους, δηλαδή τη μέθοδο αριθμού οξείδωσης και τη μέθοδο ιόντων ηλεκτρονίων.

Μέθοδος αριθμού οξείδωσης

Η μέθοδος εξισορρόπησης των οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων με χρήση αριθμών οξείδωσης βασίζεται στην αλλαγή των αριθμών οξείδωσης του οξειδωτικού παράγοντα και του αναγωγικού παράγοντα.

(Διαβάστε επίσης: Τύποι αντιδράσεων Redox)

Τα βήματα για την εξισορρόπηση μιας χημικής εξίσωσης με τη μέθοδο αριθμού οξείδωσης είναι τα εξής.

  1. Γράψτε τη σκελετική εξίσωση.
  2. Υπολογίστε τους αριθμούς οξείδωσης για κάθε στοιχείο.
  3. Υπολογίστε την αύξηση ή τη μείωση του αριθμού οξείδωσης ανά άτομο και προσδιορίστε τους οξειδωτικούς και αναγωγικούς παράγοντες.
  4. Εάν αυτές οι αυξήσεις και μειώσεις δεν είναι οι ίδιες, πολλαπλασιάστε τον οξειδωτικό και τον αναγωγικό παράγοντα με τους κατάλληλους ακέραιους για να εξισώσετε τη συνολική αύξηση και μείωση των αριθμών οξείδωσης.
  5. Ισορροπήστε όλα τα άτομα εκτός από το υδρογόνο και το οξυγόνο.
  6. Ισορροπήστε το υδρογόνο και το οξυγόνο στα ακόλουθα δύο βήματα.
    1. Σε ένα όξινο περιβάλλον, προσθέστε H 2 O μόρια σε ελλειμματικό σε οξυγόνο πλευρά και προσθέστε άτομα υδρογόνου ως + ιόντα H προς την πλευρά του υδρογόνου με ανεπάρκεια.
    2. Σε αλκαλικό περιβάλλον προσθέστε H 2 O μόρια για την ελλειμματική πλευρά οξυγόνου. Για υδρογόνο, προσθέστε ένα H 2 O μόριο προς την πλευρά του υδρογόνου με ανεπάρκεια και στη συνέχεια προσθέστε τον ίδιο αριθμό των ιόντων ΟΗ στην αντίθετη πλευρά.

Μέθοδος ιόντων ηλεκτρονίων

Εν τω μεταξύ, η μέθοδος εξισορρόπησης που χρησιμοποιεί ιόντα ηλεκτρονίων βασίζεται στην αρχή ότι τα ηλεκτρόνια που χάνονται κατά τη διάρκεια της αντίδρασης ημι-οξείδωσης είναι τα ίδια με τα ηλεκτρόνια που αποκτήθηκαν κατά την αντίδραση μισής αναγωγής.

Τα βήματα για την εξισορρόπηση μιας οξειδοαναγωγικής αντίδρασης με τη μέθοδο ιόντων ηλεκτρονίων είναι:

  1. Γράψτε τη σκελετική εξίσωση.
  2. Υπολογίστε τους αριθμούς οξείδωσης για κάθε στοιχείο.
  3. Προσδιορίστε τα οξειδωμένα και μειωμένα είδη.
  4. Διαχωρίστε τη σκελετική εξίσωση σε δύο μισές αντιδράσεις, δηλαδή αντιδράσεις μισής οξείδωσης και αντιδράσεις μισής αναγωγής.
  5. Ισορροπήστε τις δύο μισές αντιδράσεις ξεχωριστά.
  6. Ισορροπήστε τα άτομα των στοιχείων, τα οποία έχουν υποστεί αλλαγή στον αριθμό οξείδωσης.
  7. Προσθέστε ηλεκτρόνια στις πλευρές που απαιτούνται για την εξισορρόπηση του φορτίου.
  8. Εξισορροπηθούν οι άτομα οξυγόνου με την προσθήκη επαρκούς H 2 O μόρια στην ανεπαρκή πλευρά οξυγόνου.
  9. Εξισορροπούν την άτομο Η προσθέτοντας + ιόντα H (σε όξινο ή ουδέτερο περιβάλλον ) ή με την προσθήκη των H 2 O μόρια που απαιτούνται από την πλευρά της ίδια ανεπάρκεια Υδρογόνο και ΟΗ - ιόντων στην αντίθετη πλευρά (στην αλκαλική κατάσταση).
  10. Πολλαπλασιάστε τις δύο μισές αντιδράσεις με τον κατάλληλο ακέραιο αριθμό έτσι ώστε ο συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων που αποκτήθηκαν σε μια μισή αντίδραση να ισούται με τον αριθμό των ηλεκτρονίων που χάθηκαν στην άλλη μισή αντίδραση.