Oksidasjon-reduksjon (redox) reaksjoner er en type reaksjon som involverer overføring av elektroner mellom molekyler. De to begrepene er ikke gjensidig utelukkende som både oksidasjon og reduksjon må skje samtidig. Oksydasjon refererer til tap av elektroner; mens reduksjonen indikerer få av elektroner. Et molekyl som taper en elektron (oksidert) kalles et reduksjonsmiddel, fordi dets nærvær resulterer i en reduksjon av det andre molekyl i reaksjonen som kalles oksydasjonsmiddel (gevinst elektroner). Bestemme hvilke molekylet blir oksidert og redusert er grunnleggende i å balansere en redoks reaksjon. I tillegg kan redoks-reaksjoner forekomme i enten sure (pH <7) eller basiske (pH> 7) løsninger. For en grunnleggende løsning, følger du disse trinnene for å balansere en redoksreaksjon.

Bruksanvisning

Balansere en Redox Reaksjon i Basis Solution

•  Bestem kostnad av molekylene som blir oksidert og redusert. I vårt eksempel ligning, ser vi at svovel (S) og nitrogen (N) er de to molekylene som deltar i reaksjonen. På reaktantsiden av ligningen, [S (s) + NO3 (aq)] ser vi at S har en nøytral ladning. Ladningen av N-molekylet kan bestemmes ved å se på den andre molekyl av forbindelsen og den samlede charge av forbindelsen. NO3 har total kostnad på -1. Det er tre oksygenmolekyler som vil hver ha en -2 kostnad som indikert av sin plassering i det periodiske system som resulterer i en total kostnad på -6 for O3 sikt. Så, er ansvarlig for N (x) pluss ansvaret for de 3 O (-6) molekyler lik den samlede kostnad av molekylet (-1), eller x - 6 = -1. Løse for x gir en kostnad på 5 for nitrogen molekylet. Gjenta samme prosedyre for reaktantene som resulterer i en kostnad på 4 for S-molekylet i SO2 og en kostnad på 2 for N-molekylet i NO. SO2-molekylet har en samlet nøytral ladning, og hvert molekyl av oksygen har en ladning -2 -4 resulterer i en ladning; derfor må S har en fire gebyr for å balansere dette ut og gi en samlet nøytral kostnad for SO2-molekylet. Likeledes har INGEN molekylet en samlet nøytral ladning med oksygenet ha en -2 kostnad. N-molekylet må da ha en 2 kostnad for å gjøre molekylet nøytralt.

Del ligningen i to halvreaksjoner: oksidasjon halvreaksjons og reduksjon halv reaksjon. Dette oppnås ved å bestemme hvilke molekyl oksyderes, og donerer elektroner (reduksjonsmiddel) og som molekyl aksepterer elektroner og blir redusert (oksidasjonsmiddel). Ved hjelp av vårt eksempel ligningen, ville vi ha [S (s) -> SO2 (g)] og [NO3 -> NO (g)]. Ved hjelp av vår tidligere fastslå kostnader på S og N-molekylet, ser vi at S går fra en nøytral ladning (S) til en 4 kostnad (SO2) og N går fra en fem kostnad (NO3) til en to kostnad ( NEI). Så måtte det N-molekylet en reduksjon i kostnad (5-2) som betyr at den fikk elektroner (redusert) som indikerer det som reduksjons halv reaksjonen. Den andre reaksjonen må derfor være halvparten oksidasjonsreaksjonen.

Balansere andre enn H og O av hver halvdel reaksjon elementer. Dette er allerede oppnådd for vårt eksempel som antall S av N reaktanter samsvarer med antall produktatomer for hvert halv-reaksjon henholdsvis.

Balansere O atomer ved å legge H2O.

Oksydasjonsreaksjonen vil være S + 2 H2O -> SO2

Reduksjonsreaksjonen ville være NO3 -> NO + 3 H2O

Balanse H-atomene ved å legge til H + til hver halvdel reaksjon gir oss

S + 2 H2O -> SO2 + 4 H + for oksidasjon halv reaksjons

og

4 H NO3 + -> NO + 2 H2O for reduksjon halv reaksjonen.

Balanse ladningene mellom reaktantene og produktene fra hver har reaksjonen ved tilsetning av elektroner. Gir dette:

S + 2 H2O -> SO2 + 4H + + 4eÂ- for oksidasjon halvdel

og

4 H + + NO3 + 3e- -> NO + 2 H2O for reduksjon halvparten.

Multipliser hvert semester i halvreaksjoner av den andre halvparten reaksjon er antall elektroner. Dette resulterer i kansellering av elektroner. Så ville vi multipliserer oksidasjon halvreaksjon ved 3e- og reduksjonen halv reaksjon ved 4e gir oss:

3 S + 6 H2O -> 3 SO2 + 12 H +

og

16H + + 4 NO3 -> 4 NO + 8 H2O

rekombinere reaktantene og produktene av de to halvreaksjoner og avbryte lignende betingelser på hver side.

En sammenslåing av de to ligningene gir oss:

3 S + 4 NO3 6 H2O + 16H + -> 3 SO2 + 4 NO + 12 H + + 8 H2O

Avbryte antall H + og H2O molekyler på hver side får vi:

3 S + 4 NO3 + 4H + -> 3 SO2 + 4 NO + 2 H2O

9. Tilsett antall OH- molekyler til hver side lik mengden av H + og kombinere den gjenværende H + og OH- på hver side som vannmolekyler. Løsningen er enkel, slik OH- ioner vil kombinere med alle av H + ioner som gir oss:

3 S + 4 NO3 + 4H + + 4OH- -> 3 SO2 + 4 NO + 2 H2O + 4OH-

Kombinere OH- og H + molekyler og avbryte de resulterende vannmolekylene på hver side gir:

3 S + 4 NO3 + 2H20 -> 3 SO2 + 4 NO + 4OH-

Pass på at ansvaret for reaktantene er lik kostnad av produktene i den endelige balanserte ligningen. I vårt eksempel har vi ansvaret for reagenser som -4 (4 NO3) molekyler og kostnaden av produktene som 4 (4 OH- molekyler). Alle elementene og avgifter er balansert fra reaktant til produkt; Således er den balanserte ligningen.

Tips og advarsler

• Fremgangsmåten er den samme for en redoksreaksjon i en sur oppløsning, bortsett fra at trinnet med tilsetning av OH-molekyler for å balansere til H + molekyler er utelatt. Den endelige ligningen ville bare ha H + molekyler. Er gitt en steg-for-steg guide med praksis problemer for å balansere begge typer i Resources.