طريقة نصف تفاعل: خوارزمية

العديد من العمليات الكيميائية اختبار مع درجة تغيير أكسدة ذرات التي تشكل مركب تفاعلي. وغالبا ما يترافق كتابة معادلات تفاعلات الأكسدة والاختزال نوع من الصعوبة في تحديد معاملات قبل كل المواد الصيغة. لهذا الغرض، تم تطوير أساليب تتعلق توازن توزيع الشحنة الإلكترونية أو إلكترونية الأيونية. توضح هذه المقالة الطريقة الثانية تصل المعادلات.

طريقة نصف تفاعل، جوهر

كما دعا الإلكترون أيون مضاعفات معامل التوزيع العمومية. بناء على طريقة تبادل الجسيمات المشحونة سلبا بين الأنيونات أو الكاتيونات في وسط الذوبان مع قيمة الرقم الهيدروجيني مختلفة.

في ردود فعل الأكسدة والاختزالية نوع الشوارد تشارك مع الأيونات السالبة أو شحنة موجبة. المعادلات الأنواع أيون الجزيئية، وتشارك طريقة رد فعل نصف القائمة، وتبين بوضوح جوهر أي عملية.

لتشكيل توازن الشوارد باستخدام تدوين رابط خاص قوي كما الجزيئات الأيونية وصلات فضفاضة، واحتياطيات الغاز في شكل جزيئات undissociated. يجب أن توضح تكوين الدوائر الجزيئات التي تغير درجة من الأكسدة. لتحديد المتوسطة حل في ميزان دلالة الحمضية (H ^+)، القلوية (OH ^-) ومحايد (H ₂ O) الظروف.

لماذا استخدام؟

يتم توجيه طريقة WRA إلى معادلات نصف تفاعل كتابة الأيونية بشكل منفصل عن عمليات الأكسدة والاختزال. فإن الرصيد النهائي يكون مجموعهما.

مراحل التنفيذ

الكتابة لديها خصوصيات الخاصة طريقة نصف رد فعلها. وتضم خوارزمية الخطوات التالية:

- الخطوة الأولى هي كتابة الصيغ لجميع الكواشف. على سبيل المثال:

H ₂ S + برمنجنات ₄ + حمض الهيدروكلوريك

- ثم تحتاج إلى تثبيت ميزة من وجهة نظر كيميائية للعرض، كل عنصر من عناصر العملية. في هذا التفاعل، برمنجنات ₄ بمثابة مؤكسد، H ₂ S هو عامل مختزل وحمض الهيدروكلوريك يعرف بيئة حمضية.

- الخطوة الثالثة يجب أن تكون مكتوبة على صيغة خط جديدة المركبات الأيونية التفاعل مع إمكانية بالكهرباء قوية في ذرات التي لا يوجد تغيير في درجة الأكسدة. في هذا التفاعل MNO ₄ ^- بمثابة عامل مؤكسد، H ₂ S هو كاشف الحد وH ⁺ أوكسونيوم الموجبة أو H ₃ O ⁺ يعرف بيئة حمضية. أعرب المجمع كهربائيا الغازي، صلبة أو ضعف الصيغ الجزيئية سليمة.

معرفة مكونات البداية، في محاولة لتحديد أي نوع من المؤكسدة والحد من وكيل وسيتم خفض وتتأكسد شكل، على التوالي. في بعض الأحيان قد قمت بالفعل تم تحديد المواد النهائية في الظروف التي تسهل عمل. وتشير المعادلات التالية الانتقال H ₂ S (كبريتيد الهيدروجين) لS (الكبريت)، وأنيون MNO ₄ ^- في المنجنيز ²⁺ الموجبة.

عن الفترة المتبقية من الجسيمات الذرية في الجزء الأيمن والأيسر في بيئة حمضية وأضاف الموجبة الهيدروجين H ⁺ أو المياه الجزيئي. تم إضافة محلول قلوي أيونات هيدروكسيد OH ^- أو H ₂ O.

MNO ₄ ^- → المنغنيز ²⁺

في حل من ذرة الأكسجين مع أيونات manganatnyh H ⁺ شكل جزيئات الماء. لتحقيق التعادل يتم كتابة عدد من العناصر كما في المعادلة: 8H ^{+ +} MNO ₄ ^- → 4H ₂ O + المنغنيز ^2+.

ثم، يتم تنفيذ موازنة الكهرباء. للقيام بذلك، والنظر في المبلغ الإجمالي من تهمة اليسار في المنطقة، فإنه يتحول سبعة، ومن ثم إلى الجانب الأيمن، ومخرجين. لتحقيق التوازن في عملية يضاف إلى المواد الأولية خمسة جزيئات السلبية: 8H ^{+ +} MNO ₄ ^- + 5E ^- → 4H ₂ O + المنغنيز ^2+. اتضح نصف رد فعل على التعافي.

الآن معادلة عدد الذرات لتكون عملية الأكسدة. في هذا يضاف إلى اليمين الكاتيونات الهيدروجين الجانب: H ₂ S → 2H ^{+ +} S.

بعد التعادل تهمة يتم تنفيذ: H ₂ S -2e ^- → 2H ^{+ +} S. ورأينا أن المركبات انطلاق المستهلكة اثنين من جزيئات سالبة. اتضح نصف رد فعل من عملية الأكسدة.

تسجيل المعادلات اثنين في عمود وخط المدلى بها والرسوم المقبولة. وفقا لقاعدة من تحديد تحديد أقل متعددة لكل نصف رد فعل مضاعف الخاص. يتم ضرب من قبل الأكسدة والمعادلة الاختزالية.

فمن الممكن الآن لتنفيذ محصلة رقتين، مطوية الجانبين الأيمن والأيسر معا، والحد من عدد الأنواع الإلكترونية.

8H ^{+ +} MNO ₄ ^- + 5E ^- → 4H ₂ O + المنغنيز ²⁺ | 2

H ₂ ^{S -2e - → 2H + + S} | 5

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

المعادلة الناتجة يمكن أن تقلل من عدد من H ⁺ 10: 6H ^{+ +} 2MnO ₄ ^- + 5H ₂ S → 8H ₂ O + 2Mn ²⁺ + 5S.

علينا التحقق من صحة التوازن الأيوني عن طريق حساب عدد من ذرات الأكسجين إلى السهام وبعد ذلك، وهو ما يعادل 8. ومن الضروري أيضا للتحقق من الرسوم النهائية، والجزء الأول من الميزان: (+6) + (-2) = +4. إذا كان يطابق كل شيء، هو مكتوب بشكل صحيح.

ينتهي الأسلوب نصف تفاعل مع الانتقال من تسجيل أيون الجزيئية للمعادلة. لكل الجسيمات شاردة والموجبة جزء من الرصيد تركت على تهمة العكس أيون المحدد. ثم يتم نقلها إلى الجانب الأيمن، في نفس المبلغ. الآن، الأيونات يمكن توصيل جزيء كله.

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

^{6Cl - + 2K + → 6Cl -} + 2K +

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

تطبيق طريقة نصف ردود الفعل، الخوارزمية التي لكتابة المعادلة الجزيئية، فإنه يمكن جنبا إلى جنب مع نوع الكتابة الموازين الإلكترونية.

تحديد العوامل المؤكسدة

لعبت مثل هذا الدور من قبل الكيانات الأيونية، ذرية أو جزيئية التي تتلقى الإلكترونات سالبة الشحنة. المواد المؤكسدة تخضع الترميم في ردود الفعل. لديهم عيب الإلكترونية، والتي يمكن أن تملأ بسهولة. وتشمل هذه العمليات الأكسدة والاختزال نصف التفاعل.

ليست كل المواد لديها القدرة على إرفاق الإلكترونات. بواسطة الكواشف المؤكسدة القوية ما يلي:

• ممثلي الهالوجين.
• حمض مثل النيتريك والكبريتيك والسيلينيوم.
• برمنجنات البوتاسيوم، كرومات، manganatny، كرومات.
• المنغنيز الرباعي وأكاسيد الرصاص.
• الفضة والذهب أيون.
• غاز الأكسجين مركب.
• ثنائي التكافؤ أكاسيد النحاس والفضة الأحادي.
• الكلور التي تحتوي على مكونات الملح.
• الملكي الفودكا.
• بيروكسيد الهيدروجين.

تحديد الحد

ينتمي هذا الدور إلى الأيونية، والجسيمات الذرية أو الجزيئية، والتي تعطي شحنة سالبة. في ردود الفعل تقليل المواد الخضوع لتأثير الأكسدة على الانقسام من الالكترونات.

لها خصائص الحد :

• ممثلي العديد من المعادن.
• مركبات الكبريت رباعي التكافؤ وكبريتيد الهيدروجين.
• الأحماض الهالوجين.
• الحديد والكروم والمنغنيز وكبريتات.
• كلوريد قصديري.
• النيتروجين التي تحتوي على عوامل مثل النيتريك حامض، و أكسيد قصديري، الهيدرازين والأمونيا.
• الكربون الطبيعي وأكسيد ثنائي التكافؤ.
• جزيء الهيدروجين.
• حمض الفوسفور.

مزايا طريقة الإلكترون أيون

لكتابة رد فعل الأكسدة، يتم استخدام طريقة نصف تفاعل أكثر في كثير من الأحيان من الرصيد نوع الإلكترونية.

ويرجع ذلك إلى مزايا طريقة الإلكترون أيون :

1. في وقت كتابة المعادلة النظر في الأيونات والمركبات الفعلية موجودة كجزء من الحل.
2. لا يمكنك الحصول على المعلومات في البداية حول تلقي المجمع، يتم تحديدها في المراحل النهائية.
3. انها ليست دائما البيانات اللازمة على درجة الأكسدة.
4. ونظرا لطريقة من الممكن معرفة عدد الإلكترونات المشتركة في نصف تفاعل عن تغيير قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول.
5. من خفض المعادلات الأيونية الأنواع سمة من سمات العمليات وهيكل المركبات الناتجة درس.

نصف التفاعل في محلول حمض

تنفيذ العمليات الحسابية مع أيونات الهيدروجين الزائدة يطيع الخوارزمية الأساسية. طريقة نصف تفاعل في وسط حمض مع تسجيل يبدأ جزءا من أي عملية. ثم تم التعبير عنها في شكل معادلات الأنواع أيون وفقا للتوازن من تهمة الذري والإلكترونية. سجلت على حدة عمليات الأكسدة والطابع الاختزالي.

لمحاذاة الأكسجين الذري إلى جانب ردود الفعل مع وجود فائض تجلب الكاتيونات الهيدروجين لها. يجب أن تكون مبالغ H ⁺ كافية للحصول على المياه الجزيئي. وبصرف النظر عن نقص الأكسجين وعزا H ₂ O.

ثم نفذ الرصيد من ذرات الهيدروجين والالكترونات.

جعل الجمع المعادلات قبل وبعد السهم مع ترتيب معاملات.

تنفيذ نفس الحد من الأيونات والجزيئات. بواسطة الكواشف سجلت بالفعل في إضافة الإجمالية المفقودين المعادلة تعمل أنيونية والأنواع الموجبة. عددهم قبل وبعد يجب أن تتطابق السهم.

تعتبر معادلة OVR (طريقة نصف التفاعل) الواجب توافرها عند كتابة التعبير النهائي من الأنواع الجزيئية. بجانب كل عنصر يجب أن يكون عامل معين.

أمثلة على الظروف الحمضية

رد فعل من نترات الصوديوم مع حمض الكلور يؤدي إلى إنتاج نترات الصوديوم وحمض الهيدروكلوريك. لترتيب معاملات باستخدام أسلوب النصف ردود الفعل، والأمثلة من المعادلات الكتابة المرتبطة مؤشرا على البيئة الحمضية.

نانو ₂ + ₃ HClO → نانو ₃ + حمض الهيدروكلوريك

CLO ₃ ^{- + 6H + + 6E - →} 3H ₂ O + الكلور ^- | (1)

NO ₂ ^- + H ₂ O ^- 2E - → NO ₃ ^{- +} 2H + | 3

CLO ₃ ^{- +} 6H + + 3H ₂ O + 3NO ₂ ^- → 3H ₂ O + الكلور ^- + 3NO ₃ ^{- +} 6H +

CLO ₃ ^- + 3NO ₂ ^- → الكلور ^- + 3NO ₃ ^-

^{3Na + + H + → 3Na +} + H +

3NaNO ₂ + ₃ HClO → 3NaNO ₃ + حمض الهيدروكلوريك.

في هذه العملية، يتم الحصول على النتريت من نترات الصوديوم، ومن حمض الكلور تشكيل الملح. تغييرات درجة الأكسدة مع النيتروجين 3-5، وتهمة الكلور 5 يصبح -1. كل من المنتجات لا تشكل راسب.

نصف كرد فعل على حالة قلوية صحية

إجراء العمليات الحسابية عندما تقابل أيونات هيدروكسيد الزائدة لحسابات لالمحاليل الحمضية. نصف رد فعل الأسلوب في وسط قلوي أيضا أن تبدأ في التعبير عن مكونات العملية في شكل المعادلات الأيونية. ولاحظ الاختلافات خلال المواءمة بين الأكسجين الذري. وهكذا، وبصرف النظر عن رد فعلها مع زيادة الجزيئية جلب الماء، وإلى الجانب المقابل يلحق الأنيونات هيدروكسيد.

معامل للجزيء من H ₂ O يشير إلى الفرق في كمية الأوكسجين قبل وبعد السهم، وأيونات OH ^- أنه ضعف. خلال وكيل الأكسدة بوصفها الحد من وكيل يأخذ ذرات O بواسطة الأنيونات الهيدروكسيل.

طريقة نصف التفاعل انتهاء تنفيذ الخطوات المتبقية من الخوارزمية، والتي تتزامن مع العمليات التي لديها فائض من الحمض. والنتيجة النهائية هي معادلة الأنواع الجزيئية.

أمثلة لوسط قلوي

عند خلط اليود مع هيدروكسيد الصوديوم شكلت يوديد الصوديوم ويوديد، من جزيئات الماء. لعملية التوازن باستخدام نصف طريقة التفاعل. أمثلة من الحلول القلوية لها تفاصيل أعمالهم المتعلقة تكافؤ الأكسجين الذري.

هيدروكسيد الصوديوم + I ₂ → ناي + 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 ⁺ → نا ^{+ + +} 5Na

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

ونتيجة للتفاعل هي اختفاء تلوين البنفسجي من اليود الجزيئية. هناك حالة تغيير أكسدة العنصر 0-1 و 5 لتشكيل يوديد الصوديوم ويوديد.

التفاعل في بيئة محايدة

وعادة ما يشير إلى العمليات التي تحدث في التحلل لتشكيل أملاح حمض ضعيفة (مع قيمة درجة الحموضة ما بين 6 و 7) أو الأساسي قليلا (لدرجة الحموضة 7-8) حل.

يتم تسجيل طريقة رد فعل نصف في المتوسط محايد في إصدارات عديدة.

في الأسلوب الأول لا يأخذ بعين الاعتبار التحلل الملح. يتم أخذ المتوسطة باعتبارها محايدة وإلى اليسار السهم ويرجع المياه الجزيئي. في هذا التجسيد، نصف التفاعلات تأخذ لحامض، وآخر - للقلوية.

الطريقة الثانية هي مناسبة لالعمليات التي من الممكن تحديد قيمة الرقم الهيدروجيني التقريبية. ثم رد فعل للأسلوب أيون الإلكترون ينظر في محلول قلوي أو حامضي.

مثال المتوسطة محايد

عندما كبريتيد الهيدروجين مركب مع ثاني كرومات الصوديوم في الماء يتم الحصول على الكبريت راسب والصوديوم وهيدروكسيد الثلاثي الكروم. هذا هو الرد المعتاد للتوصل إلى حل محايد.

نا ₂ كر ₂ O ₇ + H ₂ S + H2O → هيدروكسيد الصوديوم + S + الكروم (OH) ₃

H ₂ ^{S - 2E - → S + H} + | 3

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

7H ₂ O + 3H ₂ S + كر ₂ O ₇ ^{2- → 3H + + + 3S 2Cr} (OH) ₃ + 8OH ^-. الكاتيونات الهيدروجين وأيونات هيدروكسيد عندما مجتمعة، تشكل 6 جزيئات الماء. ويمكن إزالتها في اليمين واليسار، وترك يزيد على السهم.

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

2NA ⁺ → 2NA ⁺

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

في نهاية التفاعل راسب من الألوان هيدروكسيد الكروم الأزرق والأصفر الكبريت في محلول قلوي وهيدروكسيد الصوديوم. قوة الأكسدة العنصر S يصبح -2 إلى 0، واتهمت مع الكروم +6 تحويلها إلى 3.