Jak zrównoważyć reakcje redoks

Utrzymywanie równowagi atomów i ładunków

Jest to diagram opisujący reakcje połówkowe reakcji redoks lub reakcji utleniania-redukcji. Cameron Garnham, licencja Creative Commons

Balansować reakcje redoks , należy przypisać stopnie utlenienia do reagenty oraz produkty aby określić ile krety każdego gatunku są potrzebne do zachowania masy i ładunku.

Metoda połowicznej reakcji

Najpierw podziel równanie na dwie reakcje połówkowe: część utleniającą i część redukcyjną. Nazywa się to metodą połówkowej reakcji równoważenia reakcji redoks lub metodą jonowo-elektronową. Każda reakcja połówkowa jest równoważona oddzielnie, a następnie równania są sumowane, aby uzyskać zrównoważoną reakcję ogólną. Chcemy, aby ładunek netto i liczba jonów były równe po obu stronach końcowego zbilansowanego równania.

W tym przykładzie rozważmy reakcję redoks między KMnO₄i HI w kwaśnym roztworze:

MnO₄^-+ ja^-→ I_dwa+ Mn²⁺

Oddziel reakcje

Oddziel dwie połówkowe reakcje:

I^-→ I_dwa

MnO₄^-→ Mn²⁺

Zrównoważ atomy

Aby zrównoważyć atomy każdej połówkowej reakcji, najpierw zrównoważ wszystkie atomy z wyjątkiem H i O. W przypadku roztworu kwaśnego dodaj H.

Zrównoważ atomy jodu:

2^-→ I_dwa

Mn w reakcji nadmanganianu jest już zrównoważony, więc zrównoważmy tlen:

MnO₄^-→ Mn²⁺+ 4 godz_dwaO

Dodaj H⁺aby zrównoważyć cząsteczki wody:

MnO₄^-+ 8 godz⁺→ Mn²⁺+ 4 godz_dwaO

Dwie połówkowe reakcje są teraz zrównoważone dla atomów:

MnO₄^-+ 8 godz⁺→ Mn²⁺+ 4 godz_dwaO

Zrównoważyć opłatę!

Następnie zrównoważ ładunki w każdej połówkowej reakcji tak, aby połówkowa reakcja redukcji zużywała taką samą liczbę elektronów, jak dostarcza połówkowa reakcja utleniania. Osiąga się to poprzez dodanie elektronów do reakcji:

2^-→ I_dwa+2e^-

5 i^-+ 8 godz⁺+ MnO₄^-→ Mn²⁺+ 4 godz_dwaO

Następnie pomnóż liczby utlenienia tak, aby dwie połówkowe reakcje miały taką samą liczbę elektronów i mogły się wzajemnie znosić:

5(2I.)^-→ I_dwa+2e^-)

2(5e^-+ 8 godzin⁺+ MnO₄^-→ Mn²⁺+ 4 godz_dwaO)

Dodaj reakcje połowiczne

Teraz dodaj dwie połówkowe reakcje:

10^-→ 5 I_dwa+ 10 i^-

16 godz⁺+ 2 MnO₄^-+ 10 i^-→ 2 mln²⁺+ 8 godz_dwaO

Daje to następujące równanie:

10^-+ 10 i^-+ 16 godz⁺+ 2 MnO₄^-→ 5 I_dwa+ 2 mln²⁺+ 10 i^-+ 8 godz_dwaO

Uprość ogólne równanie, usuwając elektrony i H_dwaOH⁺i OH^-które mogą pojawić się po obu stronach równania:

10^-+ 16 godz⁺+ 2 MnO₄^-→ 5 I_dwa+ 2 mln²⁺+ 8 godz_dwaO

Sprawdź swoją pracę

Sprawdź swoje liczby, aby upewnić się, że masa i ładunek są zrównoważone. W tym przykładzie atomy są teraz zrównoważone stechiometrycznie z ładunkiem netto +4 po każdej stronie reakcji.

W podsumowaniu:

• Krok 1: Rozbij reakcję na reakcje połówkowe przez jony.
• Krok 2: Zrównoważyć reakcje połówkowe stechiometrycznie przez dodanie wody, jonów wodorowych (H⁺) i jony hydroksylowe (OH^-) do reakcji połówkowych.
• Krok 3: Zrównoważ ładunki połówkowych reakcji, dodając elektrony do połówkowych reakcji.
• Krok 4: Pomnóż każdą połówkową reakcję przez stałą, aby obie reakcje miały taką samą liczbę elektronów.
• Krok 5: Dodaj razem dwie połówkowe reakcje. Elektrony powinny zniknąć, pozostawiając zrównoważoną całkowitą reakcję redoks.