АдукацыяСярэднюю адукацыю і школы

Метад полуреакций: алгарытм

Многія хімічныя працэсы праходзяць з змяненнем акісляльных ступеняў атамаў, якія ўтвараюць рэагуюць злучэння. Напісанне раўнанняў рэакцый акісляльна-аднаўленчага тыпу часта суправаджаецца цяжкасцю пры расстаноўцы каэфіцыентаў перад кожнай формулай рэчываў. Для гэтых мэтаў распрацаваны методыкі, звязаныя з электронным або электронна-іённым балансам размеркавання зарадаў. У артыкуле падрабязна апісаны другі спосаб складання раўнанняў.

Метад полуреакций, сутнасць

Ён яшчэ называецца электронна-іённым балансам размеркавання коэффициентных множнікаў. Заснаваны метад на абмене адмоўна зараджанымі часціцамі паміж аніёнамі або катыёнамі ў раствораных асяроддзях з розным значэннем вадароднага паказчыка.

У рэакцыях электралітаў акісляльнага і аднаўленчага тыпу ўдзельнічаюць іёны з адмоўным або станоўчым зарадам. Ўраўненні малекулярна-іённага выгляду, у аснове якіх задзейнічаны метад полуреакций, яскрава даказваюць сутнасць любога працэсу.

Для фарміравання балансу выкарыстоўваюць адмысловае пазначэнне электралітаў моцнага звяна ў якасці іённых часціц, а слабых злучэнняў, газаў і ападкаў у выглядзе недиссоциированных малекул. У складзе схемы неабходна ўказваць часціцы, у якіх змяняюцца ступені іх акіслення. Для вызначэння раствараць асяроддзя ў балансе пазначаюць кіслыя (H +), шчолачныя (OH -) і нейтральныя (H 2 O) ўмовы.

Для чаго выкарыстоўваюць?

У ОВР метад полуреакций накіраваны на напісанне раўнанняў іённых асобна для працэсаў акісляльных і аднаўленчых. Канчатковым балансам будзе іх сумаванне.

этапы выканання

Сваімі асаблівасцямі напісання валодае метад полуреакций. Алгарытм ўключае наступныя стадыі:

- Перш за ўсё варта запісаць формулы усіх рэагуюць рэчываў. напрыклад:

H 2 S + KMnO 4 + HCl

- Затым неабходна ўсталяваць функцыю, з хімічнага пункта гледжання, кожнага якая складае працэсу. У дадзенай рэакцыі KMnO 4 выступае ў ролі акісляльніка, H 2 S з'яўляецца адраджэнцам, а HCl вызначае кіслотную асяроддзе.

- Трэцім этапам трэба запісаць з новага радка формулы іённыя рэагуюць злучэнняў з моцным электролітного патэнцыялам, у атамаў якіх назіраецца змена ступеняў іх акіслення. У дадзеным узаемадзеянні MnO 4 - выступае ў ролі акісляецца рэчывы, H 2 S з'яўляецца аднаўлялым рэагентаў, а H + або оксониевый катыён H 3 O + вызначае кіслотную асяроддзе. Газападобныя, цвёрдыя або слабыя электралітычныя злучэння выказваюць цэлымі формуламі малекулярнымі.

Ведаючы зыходныя кампаненты, пастарацца вызначыць, якая ў акісляецца і аднаўлялага рэагента будзе адноўленая і акісленне форма адпаведна. Часам канчатковыя рэчывы ўжо зададзены ва ўмовах, што палягчае працу. У наступных ўраўненнях паказваюць пераход H 2 S (серавадароду) у S (серу), а аніёны MnO 4 - у катыён Mn 2+.

Для балансу атомарных часціц ў левым і правам участку ў кіслотнае асяроддзе дадаюць вадародны катыён H + або малекулярную ваду. У раствор шчолачны ўносяць іёны гідраксіду OH - або H 2 O.

MnO 4 - → Mn 2+

У растворы атам кіслароду з манганатных іёнаў сумесна з H + фармуюць малекулы вады. Для выраўноўвання колькасці элементаў раўнанне запісваюць так: 8H + + MnO 4 - → 4H 2 O + Mn 2+.

Затым праводзяць электрычную балансаванне. Для гэтага лічаць агульную суму зарадаў ў левым участку, атрымліваецца +7, а затым у правай баку, выходзіць +2. Для ўраўнаважвання працэсу да зыходных рэчываў дадаецца пяць адмоўных часціц: 8H + + MnO 4 - + 5e - → 4H 2 O + Mn 2+. Атрымліваецца полуреакция аднаўлення.

Цяпер зраўнаваць па ліку атамаў варта працэс акіслення. Для гэтага ў правую частку дадаюць вадародныя катыёны: H 2 S → 2H + + S.

Пасля праводзяць ураўноўванне зарадаў: H 2 S -2e - → 2H + + S. Відаць, што ад зыходных злучэнняў адымаюць дзве адмоўныя часціцы. Атрымліваецца полуреакция акісляльнага працэсу.

Запісваюць абодва ўраўненні ў слупок і выраўноўваюць аддадзеныя і прынятыя зарады. Па правілу вызначэння найменшых кратных падбіраюць для кожнай полуреакции свой множнік. На яго памнажаецца акісляльнае і аднаўленчыя раўнанне.

Цяпер можна ажыццявіць сумаванне двух балансаў, склаўшы левыя і правыя боку паміж сабой і скараціўшы колькасць электронных часціц.

8H + + MnO 4 - + 5e - → 4H 2 O + Mn 2+ | 2

H 2 S -2e - → 2H + + S | 5

16H + + 2MnO 4 - + 5H 2 S → 8H 2 O + 2Mn 2+ + 10H + + 5S

У атрыманым раўнанні можна лік H + скараціць на 10: 6H + + 2MnO 4 - + 5H 2 S → 8H 2 O + 2Mn 2+ + 5S.

Правяраем правільнасць складання іённага балансу з дапамогай падліку ліку кіслародных атамаў да стрэлкі і пасля яе, якое складае 8. Таксама неабходна зверыць зарады канчатковай і зыходнай частцы балансу: (+ 6) + (-2) = 4. Калі ўсё супадае, то ён складзены правільна.

Метад полуреакций сканчаецца пераходам ад іённай запісу да раўнанні малекулярнаму. Для кожнай аніёнаў і катыённай часціцы левай частцы балансу падбіраецца супрацьлеглы па зарадзе іён. Затым іх пераносяць у правы бок, у такім жа колькасці. Цяпер іёны можна злучыць у цэлыя малекулы.

6H + + 2MnO 4 - + 5H 2 S → 8H 2 O + 2Mn 2+ + 5S

6Cl - + 2K + → 6Cl - + 2K +

H 2 S + KMnO 4 + 6HCl → 8H 2 O + 2MnCl 2 + 5S + 2KCl.

Ужываць метад полуреакций, алгарытм якога зводзіцца да напісання малекулярнага ўраўненні, можна разам з напісаннем балансаў электроннага тыпу.

вызначэнне акісляльнікаў

Такая роля належыць іённым, атамарным або малекулярнай часціцам, якія прымаюць адмоўна зараджаныя электроны. Рэчывы акісляюцца перажываюць аднаўленне ў рэакцыях. Яны валодаюць электронным недахопам, які лёгка можна папоўніць. Такія працэсы ўключаюць акісляльна-аднаўленчыя полуреакции.

Не ва ўсіх рэчываў маецца здольнасць далучаць электроны. Да моцных акісляюцца рэагентаў адносяць:

  • галагенавых прадстаўнікоў;
  • кіслату тыпу азотнай, селенавы і сернай;
  • калій перманганатный, дихроматный, манганатный, хроматный;
  • марганцово і свінцовыя четырехвалентные аксіды;
  • срэбра і золата іённае;
  • злучэння газападобныя кіслароду;
  • медзі двухвалентным і срэбра одновалентного аксіды;
  • хлорсодержащие солевыя кампаненты;
  • гарэлку царскую;
  • вадароду перакіс.

вызначэнне аднаўляльнікаў

Такая роля належыць іённым, атамарным або малекулярнай часціцам, якія аддаюць адмоўны зарад. У рэакцыях аднаўляць рэчывы перажываюць акісляльнае дзеянне пры адшчапленнем электронаў.

Аднаўленчымі ўласцівасцямі валодаюць :

  • прадстаўнікі многіх металаў;
  • серы четырехвалентной злучэнні і серавадарод;
  • галогенсодержащие кіслаты;
  • жалеза, хрому і марганцу сульфаты;
  • волава двухвалентным хларыд;
  • азотазмяшчальныя рэагенты тыпу кіслаты азоцістай, двухвалентнага аксіду, аміяку і гідразіны;
  • прыродны вуглярод і яго аксід двухвалентным;
  • вадародныя малекулы;
  • кіслата фосфористая.

Перавагі электронна-іённага спосабу

Каб напісаць акісляльна-аднаўленчыя рэакцыі, метад полуреакций ўжываюць часцей, чым баланс электроннага выгляду.

Звязана гэта з перавагамі электронна-іённага спосабу :

  1. Падчас напісання ўраўненні разглядаюць рэальныя іёны і злучэнні, якія існуюць у складзе раствора.
  2. Можна першапачаткова не мець інфармацыі аб якія атрымліваюцца рэчывах, іх вызначаюць на канчатковых этапах.
  3. Не заўсёды патрэбныя дадзеныя аб акісляльнай ступені.
  4. Дзякуючы метаду можна даведацца лік электронаў, якія ўдзельнічаюць у полуреакциях, як змяняецца вадародны паказчык раствора.
  5. Па скарочаных раўнаннях іённага выгляду вывучаецца асаблівасць выканання працэсаў і структура атрыманых рэчываў.

Полуреакции ў кісла растворы

Правядзенне вылічэнняў пры лішку вадародных іёнаў падпарадкоўваецца асноўнаму алгарытме. Метад полуреакций ў кіслай асяроддзі пачынаюць з запісу складовых частак любога працэсу. Потым іх выяўляюць у форме раўнанняў іённага выгляду з захаваннем балансу атамарнага і электроннага зарада. Асобна запісваюць працэсы акісляльнага і аднаўленчага характару.

Для выраўноўвання атамарнага кіслароду ў бок рэакцый з яго лішкам прыўносяць вадародныя катыёны. Колькасці H + павінна хапіць для атрымання малекулярнай вады. У бок недахопу кіслароду прыпісваюць H 2 O.

Затым праводзяць баланс вадародных атамаў і электронаў.

Робяць сумаванне частак раўнанняў да і пасля стрэлкі з расстаноўкай каэфіцыентаў.

Ажыццяўляюць скарачэнне аднолькавых іёнаў і малекул. Да ўжо запісаным рэагентаў ў сумарным раўнанні выконваюць даданне адсутнічаюць аніёнаў і катыённых часціц. Іх колькасць пасля і да стрэлачкі павінна супадаць.

Раўнанне ОВР (метад полуреакций) лічыцца выкананым пры напісанні гатовага выразы малекулярнага выгляду. Каля кожнага кампанента павінен стаяць пэўны множнік.

Прыклады для кіслай асяроддзя

Узаемадзеянне нітрыту натрыю з кіслатой хлорноватой прыводзіць да атрымання натрыю нітрату і кіслоты салянай. Для расстаноўкі каэфіцыентаў выкарыстоўваецца метад полуреакций, прыклады напісання раўнанняў звязаны з указаннем кіслай асяроддзя.

NaNO 2 + HClO 3 → NaNO 3 + HCl

ClO 3 - + 6H + + 6E - → 3H 2 O + Cl - | 1

NO 2 - + H 2 O - 2e - → NO 3 - + 2H + | 3

ClO 3 - + 6H + + 3H 2 O + 3NO 2 - → 3H 2 O + Cl - + 3NO 3 - + 6H +

ClO 3 - + 3NO 2 - → Cl - + 3NO 3 -

3Na + + H + → 3Na + + H +

3NaNO 2 + HClO 3 → 3NaNO 3 + HCl.

У дадзеным працэсе з нітрыту атрымліваецца нітрат натрыю, а з хлорноватой утворыцца саляная кіслата. Акісляльная ступень азоту змяняецца з +3 да 5 цяпла, а зарад хлору +5 становіцца -1. Абодва прадукта не ўтвараюць асадка.

Полуреакции для шчолачны асяроддзя

Правядзенне вылічэнняў пры лішку гидроксидных іёнаў адпавядае разліках для кіслых раствораў. Метад полуреакций ў шчолачным асяроддзі таксама пачынаюць з выразы складовых частак працэсу ў форме іённых раўнанняў. Розьніца назіраецца падчас выраўноўвання колькасці атамарнага кіслароду. Так, у бок рэакцыі з яго лішкам прыўносяць малекулярную ваду, а ў процілеглы частка дапісваюць аніёны гідраксіду.

Каэфіцыент перад малекулай H 2 O паказвае розніцу ў колькасці кіслароду пасля і да стрэлкі, а для іёнаў OH - яго падвойваюць. У ходзе акіслення рэагент, які выконвае ролю аднаўляльніка, адымае атамы O ад гидроксильных аніёнаў.

Метад полуреакций сканчаецца правядзеннем пакінутых этапаў алгарытму, якія супадаюць з працэсамі, якія маюць кіслы лішак. Канчатковым вынікам служыць раўнанне малекулярнага выгляду.

Прыклады для шчолачны асяроддзя

Пры змешванні ёду з натрыю гідраксідам утворыцца натрыю ёдыд і йодата, малекулы вады. Для атрымання балансу працэсу выкарыстоўваюць метад полуреакций. Прыклады для раствораў шчолачных маюць сваю спецыфіку, звязаную з раўнавання атамарнага кіслароду.

NaOH + I 2 → NaI + NaIO 3 + H 2 O

I + e - → I - | 5

6OH - + I - 5e - → I - + 3H 2 O + IO 3 - | 1

I + 5I + 6OH - → 3H 2 O + 5I - + IO 3 -

6Na + → Na + + 5Na +

6NaOH + 3I 2 → 5NaI + NaIO 3 + 3H 2 O.

Вынікам рэакцыі з'яўляецца знікненне фіялетавага афарбоўвання малекулярнага ёду. Адбываецца змена ступені акіслення дадзенага элемента з 0 да -1 і +5 з адукацыяй ёдыду і йодата натрыю.

Рэакцыі ў нейтральнай асяроддзі

Звычайна так завуць працэсы, якія праходзяць пры гідроліз соляў з адукацыяй слабакіслымі (з вадародным паказчыкам ад 6 да 7) або слабашчолачныя (з pH ад 7 да 8) раствора.

Метад полуреакций ў нейтральнай асяроддзі запісваюць некалькімі варыянтамі.

У першым спосабе не ўлічваюць солевы гідроліз. Сераду прымаюць за нейтральную, а злева ад стрэлачкі прыпісваюць малекулярную ваду. У такім варыянце адну полуреакцию прымаюць за кіслотную, а другую - за шчолачную.

Другі спосаб падыходзіць для працэсаў, у якіх можна ўсталяваць прыкладныя значэнне вадароднага паказчыка. Тады рэакцыі для метаду іённа-электроннага разглядаюць у шчолачны або кіслай растворы.

Прыклад з нейтральнай асяроддзем

Пры злучэнні серавадароду з натрыю дихроматом ў вадзе атрымліваецца асадак серы, натрыю і хрому трохвалентнага гідраксіды. Гэта тыповая рэакцыя для нейтральнага раствора.

Na 2 Cr 2 O 7 + H 2 S + H2O → NaOH + S + Cr (OH) 3

H 2 S - 2e - → S + H + | 3

7H 2 O + Cr 2 O 7 2- + 6E - → 8OH - + 2Cr (OH) 3 | 1

7H 2 O + 3H 2 S + Cr 2 O 7 2- → 3H + + 3S + 2Cr (OH) 3 + 8OH -. Катыёны вадароду і гідраксід-аніёны, злучаючыся, утвараюць 6 малекул вады. Іх можна прыбраць у правай і левай частцы, пакінуўшы лішак перад стрэлкай.

H 2 O + 3H 2 S + Cr 2 O 7 2- → 3S + 2Cr (OH) 3 + 2OH -

2Na + → 2Na +

Na 2 Cr 2 O 7 + 3H 2 S + H 2 O → 2NaOH + 3S + 2Cr (OH) 3

У канцы рэакцыі утвараецца асадак з гідраксіду хрому блакітнага колеру і жоўтай серы у шчолачны раствор з гідраксідам натрыю. Акісляльная ступень элемента S з -2 становіцца 0, а хрому зарад з +6 ператвараецца ў +3.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 be.unansea.com. Theme powered by WordPress.