Balance Redox reakcijas piemēra problēma

Sabalansējot redoksreakcijas, kopējam elektroniskajam lādiņam jābūt līdzsvarotam papildus parastajām reaģentu un produktu molārajām attiecībām. Šis problēmas piemērs parāda, kā izmantot pusreakcijas metodi, lai līdzsvarotu redoksreakciju šķīdumā.

Sabalansējiet šādu redoksreakciju skābā šķīdumā:

Cu (s) + HNO₃(aq) → Cu²⁺(aq) + NO (g)

1. solis: identificējiet, kas tiek oksidēts un kas tiek samazināts.

Lai identificētu, kuri atomi tiek samazināti vai oksidēti, piešķiriet oksidācijas stāvokļi katram reakcijas atomam.

Pārskatīšanai:

1. Noteikumi par oksidācijas stāvokļu piešķiršanu
2. Oksidācijas stāvokļu piešķiršana problēmas piemērs
3. Oksidācijas un reducēšanas reakcijas piemēra problēma

• Cu (s): Cu = 0
• HNO₃: H = +1, N = +5, O = -6
• Cu²⁺: Cu = +2
• NO (g): N = +2, O = -2

Cu gāja no oksidācijas stāvokļa uz 0 līdz +2, zaudējot divus elektronus. Varš tiek oksidēts ar šo reakciju.
N gāja no oksidācijas stāvokļa no +5 uz +2, iegūstot trīs elektronus. Šī reakcija samazina slāpekli.

2. solis: sadaliet reakciju divās pusreakcijās: oksidēšana un reducēšana.

Oksidācija: Cu → Cu²⁺

Samazināšana: HNO₃ → NĒ

3. solis: līdzsvaro katru pusreakciju, izmantojot gan stehiometriju, gan elektronisko lādiņu.

To panāk, pievienojot reakcijai vielas. Vienīgais noteikums ir tas, ka vienīgajām vielām, kuras varat pievienot, jau jābūt atrastām šķīdumā. Tajos ietilpst ūdens (H₂O), H⁺ joni (skābos šķīdumos), OH^- joni (pamata risinājumos) un elektroni.

Sāciet ar oksidācijas pusreakciju:

Pusreakcija jau ir atomizēta. Lai līdzsvarotu elektroniski, produkta pusē jāpievieno divi elektroni.

Cu → Cu²⁺ + 2 e^-

Tagad līdzsvarojiet samazināšanas reakciju.

Šī reakcija prasa vairāk darba. Pirmais solis ir līdzsvarot visus atomus izņemot skābekli un ūdeņradi.

HNO₃ → NĒ

Abās pusēs ir tikai viens slāpekļa atoms, tāpēc slāpeklis jau ir līdzsvarots.

Otrais solis ir līdzsvarot skābekļa atomus. Tas tiek darīts, pievienojot ūdeni tajā pusē, kurai nepieciešams vairāk skābekļa. Šajā gadījumā reaktīvajā pusē ir trīs skābekļi, un produkta pusē ir tikai viens skābeklis. Pievienojiet divus ūdens molekulas uz produkta pusi.

HNO₃ → NO + 2 H₂O

Trešais solis ir līdzsvarot ūdeņraža atomus. To panāk, pievienojot H⁺ joni uz to pusi, kurā nepieciešams vairāk ūdeņraža. reaģējošā puse ir viens ūdeņraža atoms, savukārt produkta pusē ir četri. Pievienojiet 3 H⁺ joni uz reaģenta pusi.

HNO₃ + 3 H⁺ → NO + 2 H₂O

Vienādojums ir līdzsvarots atomiski, bet ne elektriski. Pēdējais solis ir līdzsvarot lādiņu, pievienojot elektronus reakcijas pozitīvākajai pusei. Viena reaģenta puse, kopējais lādiņš ir +3, bet produkta puse ir neitrāla. Lai neitralizētu +3 lādiņu, reaģenta pusē pievienojiet trīs elektronus.

HNO₃ + 3 H⁺ + 3 e^- → NO + 2 H₂O

Tagad samazināšanas pusvienādojums ir līdzsvarots.

4. solis: izlīdziniet elektronu pārnesi.

Iekšā redoksreakcijas, iegūto elektronu skaitam jābūt vienādam ar zaudēto elektronu skaitu. Lai to paveiktu, katru reakciju reizina ar veseliem skaitļiem, lai saturētu vienādu elektronu skaitu.

Oksidācijas pusreakcijā ir divi elektroni, savukārt reducēšanas pusreakcijā ir trīs elektroni. Zemākais kopējais saucējs starp tiem ir seši elektroni. Reiziniet oksidācijas pusreakciju ar 3 un reducēšanas pusreakciju ar 2.

3 Cu → 3 Cu²⁺ + 6 e^-
2 HNO₃ + 6 H⁺ + 6 e^- → 2 NO + 4 H₂O

5. darbība: rekombinējiet pusreakcijas.

To panāk, saskaitot abas reakcijas. Kad tie ir pievienoti, atceliet visu, kas parādās abās reakcijas pusēs.

3 Cu → 3 Cu²⁺ + 6 e^-
+ 2 HNO₃ + 6 H⁺ + 6 e^- → 2 NO + 4 H₂O

3 Cu + 2 HNO₃ + 6H⁺ + 6 e^- → 3 Cu²⁺ + 2 NO + 4 H₂O + 6 e^-

Abām pusēm ir seši elektroni ko var atcelt.

3 Cu + 2 HNO₃ + 6 H⁺ → 3 Cu²⁺ + 2 NO + 4 H₂O

Pilnīga redoksa reakcija tagad ir līdzsvarota.

3 Cu + 2 HNO₃ + 6 H⁺ → 3 Cu²⁺ + 2 NO + 4 H₂O

Apkopot:

1. Identificējiet reakcijas oksidācijas un reducēšanas komponentus.
2. Atdaliet reakciju oksidācijas pusreakcijā un reducēšanas pusreakcijā.
3. Balansējiet katru pusreakciju gan atomiski, gan elektroniski.
4. Izlīdziniet elektronu pārnesi starp oksidācijas un reducēšanas pusvienādojumiem.
5. Kombinējiet pusreakcijas, lai izveidotu pilnīgu redoksreakciju.