تعريف طريقة ايون الكترون (التوازن)

ال طريقة لديها سلسلة من الخطوات التي يجب القيام بها من أجل إقامة توازن صحيح بين الأنواع. يمكن تقسيم هذا الإجراء إلى المراحل التالية:

1) يكتب رد الفعل بأكمله الذي نرغب في تحقيق التوازن. في المقابل ، إذا أمكن ، قم بتمييز الأنواع التي تتكون منها المركبات وإعادة كتابة التفاعل في شكله الأيوني ، مع الأنواع المشحونة.

2) اكتب نصف ردود الفعل التي تشكل رد الفعل العالمي. يتضمن هذا وضع المتفاعلات والمنتجات في نوعين مختلفين من أنصاف التفاعلات و لتحديد أيهما أكسدة ومنهم التخفيض. لهذا ، يجب أن نفهم أن محيط الذي يفقد الإلكترونات ويبقى موجب الشحنة ، يزيد من حالة الأكسدة ، وبالتالي ، فهو عبارة عن تفاعل نصف أكسدة. وفي الوقت نفسه ، فإن الأنواع التي تكتسب إلكترونات تقلل من حالة الأكسدة ، لذلك فهي عبارة عن تفاعل نصف الاختزال.

3) اكتب نصف التفاعلات المتوازنة ، وهذا يعني إكمال الإلكترونات في اللعب و ، إذا لزم الأمر ، أعد كتابتها بحيث يكون نفس المبلغ على المحك في كل منها. الإلكترونات. لهذا ، قد يكون من الضروري إيجاد معامل أدنى يسمح بالتساوي.

4) اكتب رد الفعل العام كمجموع نصف ردود الفعل السابقة. إذا تم تنفيذ الخطوات المذكورة أعلاه بشكل صحيح ، فيجب إلغاء الإلكترونات الموجودة على جانبي التفاعل. أخيرًا ، رد الفعل متوازن.

مثال نموذجي

\ (A {{l} _ {\ left (s \ right)}} + CuS {{O} _ {4}} _ {\ left (ac \ right)} \ to ~ A {{l} _ {2 }} {{\ left (S {{O} _ {4}} \ right)} _ {3}} _ {\ left (ac \ right)} + ~ C {{u} _ {\ left (s \) يمين)}} ~ \)

1) نحدد حالات الأكسدة:

• \ (A {{l} _ {\ left (s \ right)}} \) يتأكسد عند المرور إلى \ (A {{l} ^ {+ 3}} \) (أولاً ، الألمنيوم في حالة أكسدة 0 ويذهب إلى +3)

• \ (C {{u} ^ {+ 2}} \) ينخفض ​​إلى \ (C {{u} _ {\ left (s \ right)}} \) (أولاً ، النحاس في حالة أكسدة +2 ويذهب إلى 0)

2) نقوم بتأين المركبات وتحديد تفاعلات الأكسدة والاختزال بشكل فردي:

\ (A {{l} _ {\ left (s \ right)}} ^ {0} + ~ C {{u} ^ {+ 2}} _ {\ left (ac \ right)} ~ \ to ~ A {{l} ^ {+ 3}} _ {\ left (ac \ right)} + C {{u} _ {\ left (s \ right)}} ^ {0} \)

الألومنيوم هو النوع الذي يتأكسد ، بينما النحاس هو النوع الذي يتم تقليله.

3) تتكون هذه الخطوة من كتابة نصف ردود الفعل المتوازنة:

• \ (A {{l} _ {\ left (s \ right)}} ^ {0} \ to ~ A {{l} ^ {+ 3}} _ {\ left (ac \ right)} + 3 ~ {{e} ^ {-}} ~ \) الأكسدة

• \ (C {{u} ^ {+ 2}} _ {\ left (ac \ right)} + 2 ~ {{e} ^ {-}} \ to ~ C {{u} _ {\ left (s \ right)}} ^ {0} ~ \) اختزال

4) إذا لاحظنا أن نصف التفاعلات لا تتضمن نفس عدد الإلكترونات في اللعب ، لذلك يجب أن نوازنها بطريقة تجعل الشحنات التي سيتم تبادلها في كليهما متساوية:

• \ (2 ~ x ~ \ left (A {{l} _ {\ left (s \ right)}} ^ {0} \ to ~ A {{l} ^ {+ 3}} _ {\ left (ac \ right)} + 3 ~ {{e} ^ {-}} \ right) ~ \) الأكسدة

• \ (3 ~ x ~ (C {{u} ^ {+ 2}} _ {\ left (ac \ right)} + 2 ~ {{e} ^ {-}} \ to ~ C {{u} _ {\ left (s \ right)}} ^ {0}) ~ \) الاختزال

في نبذة مختصرة:

• \ (2A {{l} _ {\ left (s \ right)}} ^ {0} \ to ~ 2A {{l} ^ {+ 3}} _ {\ left (ac \ right)} + 6 ~ {{e} ^ {-}} ~ \) الأكسدة

• \ (3C {{u} ^ {+ 2}} _ {\ left (ac \ right)} + 6 ~ {{e} ^ {-}} \ to ~ 3C {{u} _ {\ left (s \ right)}} ^ {0} ~ \) اختزال

5) أخيرًا ، نكتب رد الفعل العالمي المتوازن ، كمجموع ردود الفعل السابقة:

\ (2A {{l} _ {\ left (s \ right)}} ^ {0} + ~ 3C {{u} ^ {+ 2}} _ {\ left (ac \ right)} \ to ~ 2A { {l} ^ {+ 3}} _ {\ left (ac \ right)} + ~ 3C {{u} _ {\ left (s \ right)}} ^ {0} \)

نعيد كتابة معادلة أعلاه بالمركبات الأصلية:

\ (2A {{l} _ {\ left (s \ right)}} + 3CuS {{O} _ {4}} _ {\ left (ac \ right)} \ to ~ A {{l} _ {2 }} {{\ left (S {{O} _ {4}} \ right)} _ {3}} _ {\ left (ac \ right)} + ~ 3C {{u} _ {\ left (s \) حقا)}}\)

هناك حالتان محددتان ، حيث يمكن أن تحدث التفاعلات في الوسائط الحمضية أو القاعدية. بالنسبة لتلك الحالات ، فإن علاج او معاملة إنه مختلف إلى حد ما لأنه يتطلب إضافة أنواع تسمح بمعادلة التفاعل.

في حالة الوسط الحمضي ، يجب أن تدخل ماء لتوازن الأكسجين والهيدروجين ، وبالتالي ، سنرى وجود البروتونات (H +) التي ستشير إلى نوع الوسط. بينما ، في وسط أساسي ، قد تكون إضافة OH- (هيدروكسيل) مطلوبة لتحقيق التوازن الصحيح.

لنلقي نظرة على مثال

\ (Cu {{S} _ {\ left (ac \ right)}} + HN {{O} _ {3}} _ {\ left (ac \ right)} \ to ~ Cu {{\ left (N { {O} _ {3}} \ right)} _ {2}} _ {\ left ( ac \ right)} + ~ N {{O} _ {2}} _ {\ left (g \ right)} + S {{O} _ {2}} _ {\ left (g \ right)} + ~ {{H} _ {2}} {{O} _ {\ left (ac \ right)}} \)

في وجود حمض النيتريك نحن نعمل في وسط حمضي.

1) أولاً سوف نحدد حالات الأكسدة:

• \ (~ {{S} ^ {- 2}} \) يتأكسد بالتمرير إلى \ ({{S} ^ {+ 4}} \) (أولاً ، الكبريت في حالة أكسدة -2 ويمر إلى + 4)

• \ ({{N} ^ {+ 5}} \) ينخفض ​​عند المرور إلى \ ({{N} ^ {+ 4}} \) (أولاً ، النيتروجين في حالة أكسدة +5 ويمر إلى + 4)

2) نقوم بتأين المركبات وتحديد تفاعلات الأكسدة والاختزال بشكل فردي:

\ ({{S} ^ {- 2}} _ {\ left (ac \ right)} + ~ {{N} ^ {+ 5}} _ {\ left (ac \ right)} ~ \ to ~ {{ S} ^ {+ 4}} _ {\ left (g \ right)} + ~ {{N} ^ {+ 4}} _ {\ left (g \ right)} \)

الكبريت هو النوع الذي يتأكسد ، بينما النيتروجين هو النوع الذي يتم تقليله.

3) نكتب نصف ردود الفعل المتوازنة:

• \ (~ \) \ (2 ~ {{H} _ {2}} {{O} _ {\ left (ac \ right)}} + ~ {{S} ^ {- 2}} _ {\ left (ac \ right)} ~ \ to ~ S {{O} _ {2}} _ {\ left (g \ right)} + 4 {{H} ^ {+}} _ {\ left (ac \ right) } + 6 ~ {{e} ^ {-}} \) الأكسدة

• \ (2 {{H} ^ {+}} _ {\ left (ac \ right)} + \) \ (N {{O} _ {3}} {{^ {-}} _ {\ left ( ac \ right)}} + 1 ~ {{e} ^ {-}} ~ \ to ~ N {{O} _ {2}} _ {\ left (g \ right)} + ~~ {{H} _ {2}} {{O} _ {\ left (ac \ right)}} ~ \) الاختزال

كما يتضح ، كانت إضافة الماء ضرورية في تفاعل الأكسدة لتحقيق التوازن الصحيح بين الهيدروجين والأكسجين.

4) إذا لاحظنا أن نصف التفاعلات لا تتضمن نفس عدد الإلكترونات في اللعب ، لذلك يجب أن نوازنها بطريقة تجعل الشحنات التي سيتم تبادلها في كليهما متساوية:

• \ (~ \) \ (2 ~ {{H} _ {2}} {{O} _ {\ left (ac \ right)}} + ~ {{S} ^ {- 2}} _ {\ left (ac \ right)} ~ \ to ~ S {{O} _ {2}} _ {\ left (g \ right)} + 4 {{H} ^ {+}} _ {\ left (ac \ right) } + 6 ~ {{e} ^ {-}} \) الأكسدة

• \ (12 {{H} ^ {+}} _ {\ left (ac \ right)} + \) \ (6N {{O} _ {3}} {{^ {-}} _ {\ left ( ac \ right)}} + 6 ~ {{e} ^ {-}} ~ \ to ~ 6N {{O} _ {2}} _ {\ left (g \ right)} + ~~ 6 {{H} 2}} {{O} _ {\ left (ac \ right)}} ~ \) الاختزال

5) أخيرًا ، نعبر عن رد الفعل العالمي المتوازن ، ردًا على مجموع ردود الفعل التي تم تناولها:

\ (2 ~ {{H} _ {2}} {{O} _ {\ left (ac \ right)}} + ~ {{S} ^ {- 2}} _ {\ left (ac \ right)} + ~ 12 {{H} ^ {+}} _ {\ left (ac \ right)} + \) \ (6N {{O} _ {3}} {{^ {-}} _ {\ left (ac \ right)}} \ to ~ S {{O} _ {2}} _ {\ left (g \ right)} + 4 {{H} ^ {+}} _ {\ left (ac \ right)} + 6N {{O} _ {2}} _ {\ left (g \ right)} + ~~ 6 {{H} _ {2}} {{O} _ {\ left (ac \حقا)}}\)

نعيد كتابة المعادلة السابقة بالمركبات الأصلية ، مع مراعاة وجود أنواع ، مثل H + ، والتي تظهر في كل من المواد المتفاعلة والمنتجات ، وبالتالي جزء منها إلغاء

$Cu\; \{\{S\}\; \_\; \{\backslash \; left\; (ac\; \backslash \; right)\}\}\; +\; 8HN\; \{\{O\}\; \_\; \{3\}\}\; \_\; \{\backslash \; left\; (ac\; \backslash \; right)\}\; \backslash \; to\; ~\; Cu\; \{\{\backslash \; left\; (N\; \{\{O\; \}\; \_\; \{3\}\}\; \backslash \; right)\}\; \_\; \{2\}\}\; \_\; \{\backslash \; left\; (\; ac\; \backslash \; right)\}\; +\; ~\; 6N\; \{\{O\}\; \_\; \{2\}\}\; \_\; \{\backslash \; left\; (g\; \backslash \; right)\}\; +\; S\; \{\{O\}\; \_\; \{2\}\}\; \_\; \{\backslash \; left\; (g\; \backslash \; right)\}\; +\; ~\; 4\; \{\{H\}\; \_\; \{2\}\}\; \{\{O\}\; \_\; \{\backslash \; left\; (ac\; \backslash حقا)\}\}\backslash )$