Yarim reaktsiya usuli: algoritm

Ko'pchilik kimyoviy jarayonlar reaktiv aralashma hosil atomlarning oksidlanish o'zgarishi daraja bilan sinovdan. Yozma tenglamalar reaktsiyalar redoks turi ko'pincha har bir formula moddalar oldin koeffitsiyentlarini o'rnatish qiyinchilik bilan birga bo'ladi. Shu maqsadda, usullari elektron yoki elektron-ion zaryad tarqatish balansiga bog'liq ishlab chiqildi. maqola tenglamalar yuqoriga, ikkinchi yo'l ta'riflaydi.

yarim reaktsiya usuli, mohiyati

U, shuningdek, elektron-ion balans tarqatish koeffitsienti çarpanları chaqirdi. turli pH qiymati bilan ajratish o'rta anionlarning yoki kationlarining o'rtasida manfiy zaryadlangan zarralar almashish usuli asosida.

Oksidatif va manfiy ionlar yoki ijobiy zaryad bilan ishtirok redüktif elektrolitlar turdagi reaksiyalarda. Tenglama molekulyar ion turlari, asoslangan yarim reaksiya usuli aniq biron jarayonining mohiyatini namoyish, ishtirok etadi.

undissociated molekulalar shaklida ion zarralar va bo'sh ulanishlar va gaz konlarini kabi maxsus qayd kuchli linkni ishlatib elektrolitlar muvozanat hosil qilish uchun. tarkibi oksidlanish darajalarini o'zgartirish davrlari, zarralar ko'rsatishi lozim. va neytral (H ₂ O) shart-sharoitlar ^- balansida ajratish o'rta kislotali (H ⁺⁾ bildirmoq ishqor ^(OH) aniqlash uchun.

nima foydalanish uchun?

Wra usuli Oksidlanish va qaytarilish jarayonlari uchun alohida-alohida ion yozma yarim reaksiya tenglamalari qaratilgan. yakuniy balans ularning yig'indisi bo'ladi.

amalga oshirish bosqichlari

Yozish o'z o'ziga xos xususiyatlari yarim reaksiya usuli bor. algoritm quyidagi zinalari o'z ichiga oladi:

- birinchi qadam barcha reaktivlar uchun formulalar yozib iborat. Misol uchun:

H ₂ S + KMnO ₄ + HCl

- Keyin siz nuqtai, jarayonning har bir ildizini, bir kimyoviy nazaridan xususiyatini o'rnatish kerak. Bu reaksiya ham, KMnO oksitleştiricidir ₄ hujjatlariga, H ₂ S a kamaytirish agenti va HCl kislotali muhitni belgilaydi.

- Uchinchi qadam oksidlanish daraja o'zgarishi bo'lgan atomlari kuchli elektrolit salohiyati bilan reaksiyaga yangi liniyasi formula ion birikmalar haqida yozilgan bo'lishi kerak. Bu reaksiya MnO ₄ ^- oksitleme agenti sifatida hujjatlari, H ₂ S ₃ O ⁺ kislotali muhitni belgilaydi kamaytirish reaktiv va H ⁺ oxonium katyondur yoki H bo'ladi. , Gazsimon, qattiq va zaif Elektrolitik aralashma butun molekulyar formulalar bildirdi.

kamayadi va, o'z navbatida, shakl oksidlangan etiladi Oksidlanish kamaytirish agenti qanday aniqlash uchun sinash uchun, boshlang'ich komponentlar bilguvchi. Ba'zan final moddalar allaqachon ishini osonlashtiradi sharoitda, belgilangan qilingan. Quyidagi tenglamalar S (oltingugurt) o'tish H ₂ S (vodorod sulfidli) ko'rsatib, va anyon MnO ₄ ^- Mn ²⁺ kation da.

kislotali muhitda chap va o'ng qismida atom zarralari muvozanat uchun vodorod katyonun H ⁺ yoki molekulyar suv qo'shiladi. ishqoriy eritmasi OH gidroksid ionlari qo'shildi ^- yoki H ₂ O.

MnO ₄ ^- → Mn ²⁺

manganatnyh ionlari H ⁺ shakli suv molekulalari bilan birga bir kislorod atomi bir eritmasiga. ^- → 4H ₂ O + Mn ²⁺ 8h ^{+ +} MNO _4: elementlar soni tenglamasi yoziladi hisobni tenglashtirish ^uchun.

So'ngra, muvozanat elektr oshiriladi. Buning uchun, sohada tark mas'ul umumiy miqdorini ko'rib, yetti o'girsa, va keyin o'ng tomoniga, ikki chiqadi. + 5e ^{- -} → 4H ₂ O + ^Mn2 8h ^{+ +} MnO _4: jarayonini muvozanat boshlang'ich materiallar besh salbiy zarralar ^qo'shiladi. Bu yarim-reaktsiya tuzalib chiqadi.

Endi Oksidlanish jarayoni bo'lishi atomlar sonini tenglashtirish. Bu uchun o'ng tomoni vodorod kationlarining qo'shiladi: H ₂ S → 2H ^{+ +} S.

zaryad tenglashtiruvchi amalga oshiriladi so'ng: H ₂ S -2e ^- → 2H ^{+ +} S. Bu ko'rgan, deb ikki salbiy zarralar qiluvchi boshlang'ich moddalar. Bu Oksidlanish jarayoni yarim reaksiya chiqadi.

bir ustun ikki tenglamalarni yozib va quyma va qabul ayblovlarni yib. qoidaga ko'ra, kamida ko'p aniqlash har bir yarim-reaktsiya sizning multiplikatori uchun tanlanadi. Bu Oksidatif va redüktif tenglama bilan ko'paytiriladi.

Endi ikki jadvallari berilishi amalga oshirish mumkin, chap va o`ng tomonlar bilan ko'tarar va elektron turlari sonini kamaytirish.

+ 5e ^{- -} 8h ^{+ +} MnO ₄ → 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

+ 5H ₂ S → 8h ₂ O + 2Mn ²⁺ + 5S ^- 6H ^{+ +} 2MnO _4: natijasida tenglama H ⁺ 10 sonini kamaytirish mumkin.

Biz final ayblovlarni tekshirish uchun ham zarur hisoblanadi 8. teng bo'lgan, strelkalar va undan keyin kislorod atomlari sonini sanab tomonidan ion balansi to'g'riligini tekshiring, va boshlang'ich balansi qismi: (+6) + (-2) = +4. hamma narsa bo'lsa ham, u to'g'ri yozilgan.

yarim reaksiya usuli tenglama molekulyar ion yozilgan o'tish bilan tugaydi. Har bir zarracha uchun qarama-qarshi zaryad tanlangan ion qolgan balansi anyon va katyon qismi. Bas, ular bir xil miqdorda, o'ng tomoniga yo'naltiriladi. Endi, ion butun molekulasi bilan bog'liq bo'lishi mumkin.

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.

Bu mumkin yozuv turi bilan birga, elektron muvozanat, yarim reaktsiyalar usuli, molekulyar tenglama yozish uchun algoritm Qo'llash.

Oksidlanish moddalar aniqlash

Bunday xizmat manfiy zaryadlangan elektronlar qabul ion, atom yoki molekulyar shaxslar o'ynaydi. Oksitlenme moddalar reaksiyalarda tiklash duchor. Ular osonlikcha to'ldirish mumkin elektron ahvolga tushgan bor. Bunday jarayonlar redoks yarim reaksiya o'z ichiga oladi.

Emas, balki butun moddalar elektronlar ulash imkoniga ega. Kuchli Oksidlanish reagentlar tomonidan o'z ichiga oladi:

• halojen o'z vakillari;
• Bunday azot, sülfürik va selen kabi kislotasi;
• kaliy permanganat, bikromat, manganatny, kromat;
• tetravalent marganets va qo'rg'oshin oksidi;
• kumush va oltin ion;
• Murakkab gazsimon kislorod;
• ikkita qimmatbaho mis oksidlari va qimmatbaho kumush;
• xlor bo'lgan tuz qismlariga;
• aroq Royal;
• vodorod peroksid.

kamaytirish aniqlash

Bu xizmat, manfiy zaryadli berish atom yoki molekulyar zarralar, ion tegishli. moddalar kamaytirish reaksiyalarda elektronlar bo'linish ustiga oksidlanish ta'sir duchor.

kamaytirish xususiyatlarga ega :

• ko'p metallar vakillari;
• tetravalent oltingugurt aralashmalari va vodorod sulfid;
• halojen, kislotalar;
• temir, xrom va marganets sulfat;
• kalay xlor;
• azot-o'z ichiga kabi agentlari kislota Nitro, kalay oksidi, hidrazin va ammiak;
• tabiiy uglerod va ikkita qimmatbaho oksidi;
• vodorod molekulasi;
• fosfor kislotasi.

elektron-ion usuli afzalliklari

bir redoks reaksiya yozish uchun, yarim reaktsiya usuli, elektron turi balansi ko'proq tez-tez ishlatiladi.

Bu afzalliklari tufayli elektron-ion usuli :

1. Qaroringizning bir qismi sifatida mavjud dolzarb ionlar va birikmalar inobatga tenglama yozish paytida.
2. Siz avval tarkibdan olish to'g'risida ma'lumotga ega bo'lmaydi, ular yakuniy bosqichda belgilanadi.
3. Bu har doim oksidlanish darajasiga zarur ma'lumotlar emas.
4. usuli tufayli u eritma pH qiymatini o'zgartirish kabi yarim reaksiya jalb elektronlar sonini bilish mumkin.
5. qisqartirilgan tenglamalar tomonidan ion turlari jarayonlarning xususiyatini va natijada birikmalar tuzilishi o'rganildi.

kislotasiga Half-reaktsiya

ortiqcha vodorod ionlari bilan hisob-kitoblarni amalga oshiruvchi asosiy algoritmi itoat. Agar, ro'yxatdan o'tishingiz kislota, o'rta-usul yarim reaktsiya har qanday jarayonining bir qismini boshlash. Bas, ular atom va elektron zaryad balansiga muvofiq ion turlarining tenglamalar shaklida ifoda etildi. Alohida-alohida Oksidatif va redüktif xarakterdagi jarayonlarini qayd.

moslashtirishdan atom kislorod bir ortiqcha bilan reaktsiyalar uning vodorod kationlari olib ikkinchi tomonga. H ⁺ miqdori molekulyar suv olish uchun etarli bo'lishi kerak. Chetga kislorod tanqisligi H ₂ O. tegishli

So'ngra vodorod atomlari va elektronlar muvozanat amalga oshiriladi.

oldin va koeffitsiyentlarini tashkil bilan o'q keyin tenglamalar, bir yig'indisining qiling.

ionlar va molekulalar bir xil qisqartirish amalga oshirish. tenglamani etishmayotgan jami tashqari allaqachon qayd reagentlar tomonidan anyonik va katyonik turlari faoliyat ko'rsatmoqda. oldin va o'q mos kerak keyin ularning soni.

Tenglama OVR (yarim-reaktsiya usuli) molekulyar turlarining to'liq ifoda yozganda bajo hisoblanadi. Har bir topgan uchun Keyingi muayyan omil bo'lishi kerak.

kislotali sharoitda misollar

reaktsiya natriy nitrit xlorli kislotasi bilan natriy nitrati va xlorid kislota ishlab chiqarish uchun olib keladi. yarim reaktsiyalar usuli yordamida koeffitsiyentlarini tartibga uchun, yozuv tenglamalarning misollar kislotali muhitda bir belgisi bilan bog'liq.

NanoSIM ₂ + HClO ₃ nanoSIM 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.

Bu jarayonda, natriy nitrati bir nitrat olinadi, va ishqorda bir tuz hosil. 5 azot 3 va 5 -1 bo'ladi xlor mas'ul bilan Oksidlanish darajasi o'zgarishi. Har ikki mahsulotlar bir çökelti emas.

Ishqoriy muhitga Half-reaktsiya

hisob-kitoblarni o'tkazish ortiqcha gidroksid ionlarining kislotali probirkaga uchun hisob-kitoblarga mos keladigan qachon. ishqoriy muhitda usul yarim reaksiya ham ion tenglamalar shaklida jarayonining tarkibiy qismlari izhor boshlaydi. Farqlar atom kislorod tenglashtirishga davomida kuzatilgan. Shunday qilib, bir chetga ortiq molekulyar bilan reaktsiya suv olib, va qarama-qarshi tomoniga gidroksid anionlar qo'yadi.

H ₂ O molekulasi koeffitsienti oldin va o'q keyin kislorod miqdori farq ko'rsatadi, va ionlari uchun OH ^- bu ikki. agenti kamaytirish Hidroksil anyonları tomonidan O atomlari oladi deb Oksidlanish agenti davomida amaldagi.

Boshqaruv-yarim reaktsiya Kislota ortig'idan bor jarayonlari bilan mos algoritm qolgan qadamlar, amalga yakunlanadi. Natijada molekulyar turlari tenglamasi.

Ishqoriy muhitda uchun misollar

suv molekulalarining natriy gidroksid hosil natriy iyodür va iodate bilan yod aralashtirish paytida. muvozanat jarayonida uchun yarim reaksiya usuli yordamida. ishqor yechimlari namunalari atom kislorod tenglashtirish bilan bog'liq, ularning o'ziga xos xususiyatlarini ega.

NaOH + I ₂ nay + NaIO → ₃ + H ₂ O

Men E + ^- I → ^- | 5

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

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

6NA ⁺ → Na ^{+ +} 5Na ⁺

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

reaktsiya natijasida molekulyar yod binafsha rang yo'qolishi hisoblanadi. iodid va natriy iodate shakllantirish uchun 0 dan 1 va 5 element bir o'zgarish Oksidlanish davlat mavjud.

neytral muhitda reaksiya

Odatda u yoki (pH 7 8) biroz asosiy hal (6 va 7 o'rtasidagi pH qiymati bilan) kuchsiz kislota tuzlari hosil qilish uchun gidroliz ham sodir bo'layotgan jarayonlar anglatadi.

neytral muhitda yarim reaksiya usuli bir necha versiyalari qayd etiladi.

Birinchi usul hisobga tuz gidrolizini olmaydi. o'rta neytral deb qabul va o'q chap molekulyar suv sifatdir. Ushbu tartibga solishga, bir yarim-reaktsiyalar kislotasi uchun olib, va boshqa - ishqoriy uchun.

Ikkinchi usul bu taxminiy pH qiymatini tashkil etish mumkin bo'lgan jarayonlar uchun javob beradi. So'ngra bir gidroksidi yoki kislotali eritmada qaraladi ion-elektron usuli uchun reaktsiya.

O'RNAK neytral o'rta

suvda natriy dikromat bilan vodorod sulfid Murakkab cho'kma oltingugurt, natriy va uchta qimmatbaho Chromium gidroksid olingan bo'lsa. Bu neytral eritma uchun, odatda, javob bo'ladi.

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 ^-. birlashganda Vodorod kationlar va gidroksid anion, suv 6 molekulalarni hosil qiladi. Ular o'ng chiqarildi va o'q uchun ortiqcha qoldirib, tark mumkin.

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

reaktsiya natriy gidroksid bilan ishqoriy eritmada xrom gidroksid rangdagi cho'kma ko'k va sariq oltingugurt oxirida. element S ning oksidlanish elektr 0 -2 bo'ladi va 3 aylanadi krom +6 ayblanmoqda.