იონ-ელექტრონული მეთოდის განმარტება (ბალანსი)

The მეთოდი მას აქვს მთელი რიგი ნაბიჯები, რომლებიც უნდა განხორციელდეს სახეობების სწორი ბალანსის დასამყარებლად. ეს პროცედურა შეიძლება დაიყოს შემდეგ ეტაპებად:

1) დაწერე მთელი რეაქცია, რომლის დაბალანსება გვსურს. თავის მხრივ, თუ შესაძლებელია, განასხვავეთ ნაერთების შემადგენელი სახეობები და გადაწერეთ რეაქცია მისი იონური ფორმით, დამუხტულ სახეობებთან.

2) დაწერეთ ნახევარრეაქციები, რომლებიც ქმნიან გლობალურ რეაქციას. ეს გულისხმობს რეაგენტებისა და პროდუქტების ორ განსხვავებულ ნახევრად რეაქციაში მოთავსებას და იდენტიფიცირება რომელია დაჟანგვა და რომელი მათგანის შემცირება. ამისთვის უნდა გვესმოდეს, რომ სახეობა რომელიც კარგავს ელექტრონებს და რჩება დადებითად დამუხტული, ზრდის მის ჟანგვის მდგომარეობას, შესაბამისად, ეს არის ჟანგვის ნახევარრეაქცია. იმავდროულად, სახეობა, რომელიც იძენს ელექტრონებს, ამცირებს მის ჟანგვის მდგომარეობას, ამიტომ ეს არის შემცირების ნახევრად რეაქცია.

3) დაწერეთ დაბალანსებული ნახევრად რეაქციები, ეს გულისხმობს თამაშში მყოფი ელექტრონების დასრულებას და, საჭიროების შემთხვევაში, გადაწერეთ ისინი ისე, რომ თითოეულში იგივე თანხა იყოს სასწორზე. ელექტრონები. ამისთვის შესაძლოა საჭირო გახდეს მინიმალური კოეფიციენტის პოვნა, რომელიც გათანაბრების საშუალებას იძლევა.

4) დაწერეთ გლობალური რეაქცია, როგორც წინა ნახევარრეაქციის ჯამი. თუ ზემოაღნიშნული ნაბიჯები სწორად შესრულდა, რეაქციის ორივე მხარეს ელექტრონები უნდა გაუქმდეს. საბოლოოდ, რეაქცია დაბალანსებულია.

ტიპიური მაგალითი

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

1) ჩვენ განვსაზღვრავთ ჟანგვის მდგომარეობებს:

• \(A{{l}_{\left(s \right)}}\) იჟანგება \(A{{l}^{+3}}\)-ზე გადასვლისას (პირველი, ალუმინი ჟანგვის მდგომარეობაშია. 0 და მიდის +3-ზე)

• \(C{{u}^{+2}}\) მცირდება \(C{{u}_{\left(s \right)}}\) (პირველი, სპილენძი არის დაჟანგვის მდგომარეობაში +2 და მიდის 0-ზე)

2) ჩვენ იონიზაციას ვახდენთ ნაერთებს და ვადგენთ ჟანგვის და შემცირების რეაქციებს ინდივიდუალურად:

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

ალუმინი არის სახეობა, რომელიც იჟანგება, ხოლო სპილენძი არის სახეობა, რომელიც მცირდება.

3) ეს ნაბიჯი შედგება დაბალანსებული ნახევრად რეაქციების ჩაწერისგან:

• \(A{{l}_{\left(s \right)}}^{0}\~A{{l}^{+3}}_{\left( ac \მარჯვნივ)}+3~ {{ე}^{-}}~\) დაჟანგვა

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

4) თუ დავაკვირდებით, ნახევარრეაქციებში არ არის ჩართული ელექტრონების ერთნაირი რაოდენობა თამაშში, ამიტომ უნდა დავაბალანსოთ ისინი ისე, რომ ორივეში გადასაცვლელი მუხტები თანაბარი იყოს:

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

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

In აბსტრაქტული:

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

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

5) და ბოლოს, ჩვენ დავწერთ გლობალურ დაბალანსებულ რეაქციას, როგორც წინა რეაქციების ჯამი:

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

ჩვენ ხელახლა ვწერთ განტოლება ზემოთ ორიგინალური ნაერთებით:

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

არსებობს ორი კონკრეტული შემთხვევა, როდესაც რეაქციები შეიძლება მოხდეს მჟავე ან ფუძე გარემოში. იმ შემთხვევებისთვის, მკურნალობა ის გარკვეულწილად განსხვავებულია, რადგან ის მოითხოვს ისეთი სახეობების დამატებას, რომლებიც რეაქციის გათანაბრების საშუალებას იძლევა.

მჟავე გარემოს შემთხვევაში უნდა შეიყვანოთ წყალი ჟანგბადისა და წყალბადის ბალანსისთვის და, მაშასადამე, ჩვენ დავინახავთ პროტონების (H+) არსებობას, რაც მიუთითებს გარემოს ტიპზე. მაშინ როცა, ძირითად გარემოში, OH- (ჰიდროქსილის) დამატება შეიძლება საჭირო გახდეს სწორი დაბალანსებისთვის.

მოდით შევხედოთ მაგალითს

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

აზოტის მჟავას თანდასწრებით ჩვენ ვმუშაობთ მჟავე გარემოში.

1) პირველ რიგში განვსაზღვრავთ ჟანგვის მდგომარეობებს:

• \(~{{S}^{-2}}\) იჟანგება \({{S}^{+4}}\)-ზე გადასვლით (პირველი, გოგირდი არის დაჟანგვის მდგომარეობაში -2 და გადადის + 4)

• \({{N}^{+5}}\) მცირდება \({{N}^{+4}}\)-ზე გადასვლისას (პირველი, აზოტი არის დაჟანგვის მდგომარეობაში +5 და გადადის +4-ზე)

2) ჩვენ იონიზაციას ვახდენთ ნაერთებს და ვადგენთ ჟანგვის და შემცირების რეაქციებს ინდივიდუალურად:

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

გოგირდი არის სახეობა, რომელიც იჟანგება, ხოლო აზოტი არის სახეობა, რომელიც მცირდება.

3) ჩვენ ვწერთ დაბალანსებულ ნახევრად რეაქციას:

• \(~\) \(2~{{H}_{2}}{{O}_{\left( ac \მარჯვნივ)}}+~{{S}^{-2}}_{\მარცხნივ ( ac \მარჯვნივ)}~\ to ~S{{O}_{2}}_{\left(g \right)}+4{{H}^{+}}_{\left( ac \მარჯვნივ) }+6~{{ე}^{-}}\) დაჟანგვა

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

როგორც ჩანს, წყლის დამატება აუცილებელი იყო ჟანგვის რეაქციაში წყალბადისა და ჟანგბადის სწორი ბალანსისთვის.

4) თუ დავაკვირდებით, ნახევარრეაქციებში არ არის ჩართული ელექტრონების ერთნაირი რაოდენობა თამაშში, ამიტომ უნდა დავაბალანსოთ ისინი ისე, რომ ორივეში გადასაცვლელი მუხტები თანაბარი იყოს:

• \(~\) \(2~{{H}_{2}}{{O}_{\left( ac \მარჯვნივ)}}+~{{S}^{-2}}_{\მარცხნივ ( ac \მარჯვნივ)}~\ to ~S{{O}_{2}}_{\left(g \right)}+4{{H}^{+}}_{\left( ac \მარჯვნივ) }+6~{{ე}^{-}}\) დაჟანგვა

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

5) და ბოლოს, ჩვენ გამოვხატავთ გლობალურ დაბალანსებულ რეაქციას, მიმართული რეაქციების ჯამის საპასუხოდ:

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

ჩვენ ვწერთ წინა განტოლებას თავდაპირველი ნაერთებით, იმის გათვალისწინებით, რომ არსებობს სახეობები, როგორიცაა H+, რომლებიც ჩნდება როგორც რეაგენტებში, ასევე პროდუქტებში და, შესაბამისად, მათი ნაწილია გააუქმოს

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