כיצד לאזן את משוואות החיזור

תגובות להפחתת חמצון, או "חמצון מחדש", מייצגות את אחת מסווגות התגובה העיקריות בכימיה. התגובות כרוכות בהכרח בהעברת אלקטרונים ממין אחד למשנהו. כימאים מתייחסים לאובדן אלקטרונים כאל חמצון ולרווח האלקטרונים כהפחתה. האיזון של משוואה כימית מתייחס לתהליך התאמת המספרים של כל מגיב ומוצר כך שהתרכובות בצד שמאל וימין של חץ התגובה - המגיבים והמוצרים, בהתאמה - מכילים את אותו מספר של כל סוג של אָטוֹם. תהליך זה מייצג תוצאה של החוק הראשון של התרמודינמיקה, הקובע כי לא ניתן ליצור ולא להרוס חומר. תגובות חיזור גורמות לתהליך זה צעד אחד קדימה על ידי איזון בין מספר האלקטרונים בכל צד החץ מכיוון שכמו אטומים, גם לאלקטרונים יש מסה ולכן הם נשלטים על ידי החוק הראשון של תֶרמוֹדִינָמִיקָה.

כתוב את המשוואה הכימית הלא מאוזנת על פיסת נייר וזהה את המינים המחומצנים ומופחתים על ידי בחינת המטענים על האטומים. לדוגמה, שקול את התגובה הלא מאוזנת של יון פרמנגנט, MnO4 (-), כאשר (-) מייצג מטען על היון של אחד שלילי, ויון אוקסלט, C2O4 (2-) בנוכחות חומצה, H (+): MnO4 (-) + C2O4 (2-) + H (+) → Mn (2+) + CO2 + H2O. חמצן מניח כמעט תמיד מטען של שניים שליליים בתרכובות. לפיכך, MnO4 (-), אם כל חמצן שומר על מטען שני שלילי והמטען הכללי הוא שלילי, אז על המנגן להציג מטען של שבע חיובי. הפחמן ב- C2O4 (2-) מציג מטען של שלושה חיובי. בצד המוצר, למנגן יש מטען של שני חיובי והפחמן הוא חיובי של ארבעה. לפיכך, בתגובה זו המנגן מצטמצם מכיוון שמטענו פוחת והפחמן מתחמצן מכיוון שמטענו עולה.

instagram story viewer

כתוב תגובות נפרדות - הנקראות חצי תגובות - לתהליכי החמצון וההפחתה וכלל את האלקטרונים. ה- Mn (+7) ב- MnO4 (-) הופך ל- Mn (+2) על ידי קבלת חמישה אלקטרונים נוספים (7 - 2 = 5). כל חמצן ב- MnO4 (-), לעומת זאת, חייב להפוך למים, H2O, כתוצר לוואי, והמים לא יכולים להיווצר עם אטומי מימן, H (+). לכן יש להוסיף פרוטונים, H (+) לצד שמאל של המשוואה. חצי התגובה המאוזנת הופכת כעת ל- MnO4 (-) + 8 H (+) + 5 e → Mn (2+) + 4 H2O, כאשר e מייצג אלקטרון. חצי תגובת החמצון הופכת באופן דומה ל- C2O4 (2-) - 2e → 2 CO2.

מאזנים את התגובה הכוללת על ידי הקפדה שמספר האלקטרונים בחצי התגובות לחמצון והפחתה שווה. בהמשך לדוגמה הקודמת, החמצון של יון האוקסלט, C2O4 (2-), כולל רק שני אלקטרונים, ואילו הפחתת המנגן כוללת חמישה. כתוצאה מכך, יש להכפיל את כל תגובת חצי המנגן בשניים ואת כל תגובת האוקסלט חייבת להיות מוכפלת בחמש. זה יביא את מספר האלקטרונים בכל חצי תגובה ל -10. שתי התגובות למחצית הופכות כעת ל -2 MnO4 (-) + 16 H (+) + 10 e → 2 Mn (2+) + 8 H2O, ו- 5 C2O4 (2-) - 10 e → 10 CO2.

השג את המשוואה הכוללת המאוזנת על ידי סיכום שתי התגובות למחצית המאוזנת. שימו לב שתגובת המנגן כוללת רווח של 10 אלקטרונים, ואילו תגובת האוקסלט כוללת איבוד של 10 אלקטרונים. לכן האלקטרונים מתבטלים. מבחינה מעשית, משמעות הדבר היא שחמישה יוני אוקסלט מעבירים בסך הכל 10 אלקטרונים לשני יונים פרמנגנט. בסיכום המשוואה המאוזנת הכוללת הופכת ל -2 MnO4 (-) + 16 H (+) + 5 C2O4 (2-) → 2 Mn (2+) + 8 H2O + 10 CO2, המייצג משוואת חיזור מאוזנת.

Teachs.ru
  • לַחֲלוֹק
instagram viewer