วิธีสมดุลสมการรีดอกซ์

ปฏิกิริยารีดิวซ์-รีดิวซ์หรือ "รีดอกซ์" แสดงถึงการจำแนกปฏิกิริยาที่สำคัญอย่างหนึ่งในวิชาเคมี ปฏิกิริยาจำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากสปีชีส์หนึ่งไปยังอีกสปีชีส์หนึ่ง นักเคมีอ้างถึงการสูญเสียอิเล็กตรอนเป็นการเกิดออกซิเดชันและการได้รับอิเล็กตรอนเป็นการลดลง การปรับสมดุลของสมการเคมีหมายถึงกระบวนการปรับตัวเลขของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์แต่ละตัวเพื่อให้สารประกอบ compound ทางด้านซ้ายและด้านขวาของลูกศรปฏิกิริยา - สารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ตามลำดับ - มีจำนวน .แต่ละประเภทเท่ากัน อะตอม. กระบวนการนี้เป็นผลมาจากกฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส์ ซึ่งระบุว่าสสารไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้ ปฏิกิริยารีดอกซ์ทำให้กระบวนการนี้ก้าวหน้าไปอีกขั้นด้วยการปรับสมดุลจำนวนอิเล็กตรอนในแต่ละด้านของ ลูกศรเพราะอิเล็กตรอนมีมวลเช่นเดียวกับอะตอมจึงถูกควบคุมโดยกฎข้อที่หนึ่งของ อุณหพลศาสตร์

เขียนสมการเคมีที่ไม่สมดุลบนแผ่นกระดาษและระบุสายพันธุ์ที่ถูกออกซิไดซ์และลดลงโดยการตรวจสอบประจุบนอะตอม ตัวอย่างเช่น พิจารณาปฏิกิริยาที่ไม่สมดุลของเปอร์แมงกาเนตไอออน MnO4(-) โดยที่ (-) แทนประจุบนไอออนของ ลบหนึ่งและออกซาเลตไอออน C2O4(2-) ต่อหน้ากรด H(+): MnO4(-) + C2O4(2-) + H(+) → Mn (2+) + CO2 + H2O. ออกซิเจนมักจะถือว่ามีประจุลบ 2 ในสารประกอบ ดังนั้น MnO4(-) หากออกซิเจนแต่ละตัวมีประจุลบ 2 ประจุ และประจุทั้งหมดมีค่าเป็นลบ แสดงว่าแมงกานีสต้องมีประจุเป็นบวก 7 คาร์บอนใน C2O4(2-) แสดงประจุบวกสามในทำนองเดียวกัน ด้านผลิตภัณฑ์ แมงกานีสมีประจุเป็นบวก 2 และคาร์บอนเป็นบวก 4 ดังนั้น ในปฏิกิริยานี้ แมงกานีสจะลดลงเนื่องจากประจุลดลงและคาร์บอนจะถูกออกซิไดซ์เนื่องจากประจุเพิ่มขึ้น

เขียนปฏิกิริยาแยกกัน - เรียกว่าครึ่งปฏิกิริยา - สำหรับกระบวนการออกซิเดชันและการรีดักชันและรวมถึงอิเล็กตรอนด้วย Mn(+7) ใน MnO4(-) กลายเป็น Mn(+2) โดยรับอิเล็กตรอนเพิ่มอีกห้าตัว (7 - 2 = 5) อย่างไรก็ตาม ออกซิเจนใดๆ ใน MnO4(-) จะต้องกลายเป็นน้ำ H2O เป็นผลพลอยได้ และน้ำไม่สามารถก่อตัวขึ้นด้วยอะตอมไฮโดรเจน H(+) ดังนั้นจึงต้องเติมโปรตอน H(+) ที่ด้านซ้ายของสมการ ครึ่งปฏิกิริยาที่สมดุลตอนนี้กลายเป็น MnO4(-) + 8 H(+) + 5 e → Mn (2+) + 4 H2O โดยที่ e แทนอิเล็กตรอน ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันจะกลายเป็น C2O4(2-) - 2e → 2 CO2 ในทำนองเดียวกัน

สร้างสมดุลของปฏิกิริยาโดยรวมโดยตรวจสอบให้แน่ใจว่าจำนวนอิเล็กตรอนในปฏิกิริยาออกซิเดชันและปฏิกิริยารีดักชันครึ่งหนึ่งเท่ากัน ต่อจากตัวอย่างก่อนหน้านี้ การเกิดออกซิเดชันของไอออนออกซาเลต C2O4(2-) เกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนเพียงสองตัวเท่านั้น ในขณะที่การลดลงของแมงกานีสเกี่ยวข้องกับห้าตัว ดังนั้น ปฏิกิริยาครึ่งหนึ่งของแมงกานีสทั้งหมดจะต้องคูณด้วยสอง และปฏิกิริยาออกซาเลตทั้งหมดจะต้องคูณด้วยห้า สิ่งนี้จะทำให้จำนวนอิเล็กตรอนในแต่ละครึ่งปฏิกิริยาเป็น 10 ปฏิกิริยาสองครึ่งตอนนี้กลายเป็น 2 MnO4(-) + 16 H(+) + 10 e → 2 Mn (2+) + 8 H2O และ 5 C2O4(2-) - 10 e → 10 CO2

หาสมการโดยรวมที่สมดุลโดยการรวมปฏิกิริยาครึ่งหนึ่งที่สมดุลทั้งสองแบบ สังเกตว่าปฏิกิริยาของแมงกานีสรวมถึงการได้รับอิเล็กตรอน 10 ตัว ในขณะที่ปฏิกิริยาออกซาเลตเกี่ยวข้องกับการสูญเสียอิเล็กตรอน 10 ตัว อิเล็กตรอนจึงยกเลิก ในทางปฏิบัติ นี่หมายความว่าไอออนออกซาเลต 5 ตัวจะถ่ายโอนอิเล็กตรอนทั้งหมด 10 อิเล็กตรอนไปยังไอออนเปอร์แมงกาเนตสองตัว เมื่อรวมแล้ว สมการสมดุลโดยรวมจะกลายเป็น 2 MnO4(-) + 16 H(+) + 5 C2O4(2-) → 2 Mn (2+) + 8 H2O + 10 CO2 ซึ่งแทนสมการรีดอกซ์ที่สมดุล

  • แบ่งปัน
instagram viewer