วิธีการครึ่งปฏิกิริยา: อัลกอริทึม

หลาย กระบวนการทางเคมี การทดสอบกับองศาการเปลี่ยนแปลงของการเกิดออกซิเดชันของอะตอมซึ่งรูปแบบผสมปฏิกิริยา เขียนสมการประเภทปฏิกิริยามักจะมาพร้อมกับความยากลำบากในการตั้งค่าสัมประสิทธิ์ก่อนแต่ละสูตรสาร เพื่อจุดประสงค์นี้วิธีการได้รับการพัฒนาที่เกี่ยวข้องกับอิเล็กทรอนิกส์หรืออิเล็กทรอนิกส์ไอออนิกยอดเงินค่าใช้จ่ายในการจัดจำหน่าย บทความอธิบายถึงวิธีที่สองขึ้นสมการ

วิธีการครึ่งปฏิกิริยาสาระสำคัญของ

นอกจากนี้เขายังเรียกว่าอิเล็กตรอนไอออนกระจายสมดุลคูณค่าสัมประสิทธิ์ ตามวิธีการของการแลกเปลี่ยนอนุภาคที่มีประจุลบกับแอนไอออนประจุบวกหรือในสื่อเลิกกิจการกับค่าพีเอชที่แตกต่างกัน

ในการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของและอิเล็กโทรลดลงชนิดที่เกี่ยวข้องกับการประจุลบหรือประจุบวก สมโมเลกุลไอออนชนิดตามวิธีครึ่งปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับการแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนสาระสำคัญของกระบวนการใด ๆ

ในรูปแบบความสมดุลของอิเล็กโทรโดยใช้สัญกรณ์พิเศษเชื่อมโยงที่แข็งแกร่งเป็นอนุภาคอิออนและการเชื่อมต่อหลวมและเงินฝากก๊าซในรูปแบบของโมเลกุล undissociated องค์ประกอบต้องระบุอนุภาควงจรที่เปลี่ยนระดับของการเกิดออกซิเดชัน เพื่อตรวจสอบการสลายตัวปานกลางในสมดุลแสดงที่เป็นกรด (H ^+), อัลคาไล (OH ^-) และเป็นกลาง (H ₂ O) สภาพ

สำหรับสิ่งที่ใช้?

วิธี WRA เป็นผู้กำกับสมครึ่งปฏิกิริยาการเขียนไอออนิกแยกต่างหากสำหรับการเกิดออกซิเดชันและการลดกระบวนการ ความสมดุลสุดท้ายจะเป็นผลรวมของพวกเขา

ขั้นตอนการดำเนินงาน

เขียนมีลักษณะของตัวเองวิธีการครึ่งปฏิกิริยา อัลกอริทึมประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:

- ขั้นตอนแรกคือการเขียนลงสูตรสำหรับสารตั้งต้นทั้งหมด ตัวอย่างเช่น:

H ₂ S + KMnO ₄ + HCl

- แล้วคุณจะต้องติดตั้งคุณลักษณะจากจุดสารเคมีในมุมมองขององค์ประกอบของกระบวนการแต่ละ ในการตอบสนองนี้ KMnO ₄ ทำหน้าที่เป็นสารออกซิได, H ₂ S เป็นรีดิวซ์ HCl กำหนดสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด

- ขั้นตอนที่สามควรจะเขียนสูตรบรรทัดใหม่สารประกอบไอออนิกปฏิกิริยากับศักยภาพที่แข็งแกร่งในอิเล็กโทรไลอะตอมซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงองศาของการเกิดออกซิเดชัน ในการตอบสนองนี้ MnO ₄ ^- ทำหน้าที่เป็นตัวแทนออกซิไดซ์, H ₂ S เป็นสารลดและ H ⁺ oxonium ไอออนบวกหรือ H ₃ O ⁺ กำหนดสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด ก๊าซของแข็งหรืออ่อนแอสารประกอบไฟฟ้าแสดงสูตรโมเลกุลเหมือนเดิม

รู้ส่วนประกอบเริ่มต้นเพื่อพยายามที่จะตรวจสอบสิ่งที่ชนิดของการออกซิไดซ์และตัวแทนการลดจะลดลงและออกซิไดซ์รูปแบบตามลำดับ บางครั้งสารสุดท้ายได้รับการระบุไว้ในเงื่อนไขที่อำนวยความสะดวกในการทำงาน สมการต่อไปนี้บ่งชี้ถึงการเปลี่ยนแปลง H ₂ S (ก๊าซไข่เน่า) เพื่อ S (กำมะถัน) และไอออน MnO ₄ ^- ที่ Mn ²⁺ ไอออนบวก

เพื่อความสมดุลของอนุภาคอะตอมในส่วนซ้ายและขวาในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดจะมีการเพิ่มไฮโดรเจนไอออนบวก H ⁺ หรือน้ำโมเลกุล วิธีการแก้ปัญหาด่างถูกเพิ่มไอออนไฮดรอกไซ OH ^- หรือ H ₂ ทุม

MnO ₄ ^- → Mn ²⁺

ในการแก้ปัญหาของอะตอมออกซิเจนร่วมกับไอออน manganatnyh H ⁺ รูปแบบโมเลกุลของน้ำ เพื่อเกลี่ยจำนวนขององค์ประกอบที่จะเขียนเป็นสมการ: 8H ⁺ MnO ₄ ^- → 4H ₂ O + Mn ²⁺

การผลิตไฟฟ้าจากนั้นจะดำเนินการสมดุล การทำเช่นนี้พิจารณาจำนวนของค่าใช้จ่ายที่เหลืออยู่ในพื้นที่ก็จะเปิดเจ็ดและจากนั้นไปทางด้านขวาสองออก เพื่อความสมดุลของกระบวนการจะถูกเพิ่มวัสดุเริ่มต้นที่ห้าอนุภาคลบ: 8H ⁺ MnO ₄ ^- + 5e ^- → 4H ₂ O + Mn ²⁺ มันจะเปิดออกครึ่งปฏิกิริยากู้คืน

ตอนนี้เท่ากันจำนวนของอะตอมที่จะเป็นกระบวนการออกซิเดชัน นี้จะถูกเพิ่มไปทางขวาไพเพอร์ด้านไฮโดรเจน: H ₂ S → 2H ⁺ เอส

หลังจากที่อีควอไลค่าใช้จ่ายที่จะดำเนินการ: H ₂ S -2e ^- → 2H ⁺ เอสจะเห็นได้ว่าสารเริ่มต้นของการบริโภคสองอนุภาคเชิงลบ มันจะเปิดออกครึ่งปฏิกิริยาของกระบวนการออกซิเดชัน

บันทึกทั้งสองสมการในคอลัมน์และสายหล่อและเป็นที่ยอมรับค่าใช้จ่าย ตามกฎการตัดสินใจของหลายอย่างน้อยจะถูกเลือกสำหรับแต่ละครึ่งปฏิกิริยาคูณของคุณ มันจะถูกคูณด้วยออกซิเดชันและสมการลดลง

ตอนนี้มันเป็นไปได้ที่จะดำเนินการออกผลรวมของทั้งสองแผ่นพับด้านซ้ายและด้านขวาด้วยกันและลดจำนวนของสปีชีส์อิเล็กทรอนิกส์

8H ⁺ MnO ₄ ^- + 5e ^- → 4H ₂ O + Mn ²⁺ | 2

H ₂ ^{S -2e - → 2H + + S} | 5

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

สมผลให้สามารถลดจำนวนของ H ⁺ 10: 6H ⁺ 2MnO ₄ ^- + 5H ₂ S → 8H ₂ O + ^{2 +} 2 ล้าน + 5S

เราตรวจสอบความถูกต้องของความสมดุลไอออนโดยการนับจำนวนของอะตอมออกซิเจนให้กับลูกศรและหลังจากนั้นซึ่งมีค่าเท่ากับ 8 นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องตรวจสอบค่าใช้จ่ายสุดท้ายและส่วนเริ่มต้นของความสมดุลนี้ (6) + (-2) = 4 หากทุกอย่างตรงที่มันถูกเขียนได้อย่างถูกต้อง

วิธีการครึ่งปฏิกิริยาจบลงด้วยการเปลี่ยนจากการบันทึกโมเลกุลไอออนเพื่อสมการ สำหรับแต่ละอนุภาคประจุลบและประจุบวกเป็นส่วนหนึ่งของความสมดุลซ้ายบนไอออนค่าใช้จ่ายที่เลือกตรงข้าม แล้วพวกเขาก็จะถูกโอนไปทางด้านขวาในปริมาณที่เท่ากัน ตอนนี้ไอออนที่สามารถเชื่อมต่อกับโมเลกุลทั้ง

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

^{6Cl - + + 2K → 6Cl -} + + 2K

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

ใช้วิธีของครึ่งปฏิกิริยาอัลกอริทึมซึ่งก็คือการเขียนสมโมเลกุลก็สามารถพร้อมกับยอดคงเหลืออิเล็กทรอนิกส์การเขียนประเภท

ความมุ่งมั่นของตัวแทนออกซิไดซ์

ดังกล่าวมีบทบาทที่เล่นโดยอิออนของอะตอมหรือโมเลกุลหน่วยงานที่ได้รับอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ สารออกซิไดซ์ได้รับการบูรณะในปฏิกิริยา พวกเขามีข้อเสียเปรียบอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งสามารถเติมเต็มได้อย่างง่ายดาย กระบวนการดังกล่าวรวมถึงครึ่งปฏิกิริยารีดอกซ์

สารที่ไม่ได้ทุกคนมีความสามารถในการแนบอิเล็กตรอน โดยน้ำยาออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่งรวมถึง:

• ผู้แทนฮาโลเจน;
• กรดไนตริกเช่นกำมะถันและซีลีเนียม;
• ด่างทับทิม dichromate, manganatny, โคร;
• แมงกานีส tetravalent และออกไซด์ของตะกั่ว;
• เงินและทองไอออน;
• ก๊าซออกซิเจนสารประกอบ;
• divalent ออกไซด์ทองแดงและเงิน monovalent;
• ที่มีคลอรีนส่วนประกอบเกลือ
• พระราชวอดก้า;
• ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์

ความมุ่งมั่นในการลด

บทบาทที่เป็นของอิออนอนุภาคอะตอมหรือโมเลกุลที่ให้ประจุลบ ในปฏิกิริยาการลดสารที่ได้รับผลกระทบออกซิเดชันเมื่อความแตกแยกของอิเล็กตรอน

มีคุณสมบัติในการลด :

• ตัวแทนของโลหะหลาย;
• สารประกอบกำมะถัน tetravalent และไฮโดรเจนซัลไฟด์;
• กรดฮาโลเจน;
• เหล็กโครเมียมและแมงกานีสซัลเฟต;
• คลอไรด์ Stannous;
• ไนโตรเจนที่มีตัวแทนเช่น ไนตรัสกรด Stannous ออกไซด์ไฮดราซีนและแอมโมเนีย;
• คาร์บอนธรรมชาติและออกไซด์ divalent นั้น
• โมเลกุลไฮโดรเจน;
• กรดฟอสฟอรัส

ข้อดีของวิธีการของอิเล็กตรอนไอออน

การเขียนปฏิกิริยารีดอกซ์เป็นวิธีการครึ่งปฏิกิริยาจะใช้บ่อยกว่าสมดุลประเภทอิเล็กทรอนิกส์

เพราะนี่คือข้อได้เปรียบ วิธีอิเล็กตรอนไอออน :

1. ในขณะที่เขียนสมการพิจารณาไอออนที่เกิดขึ้นจริงและสารประกอบที่มีอยู่เป็นส่วนหนึ่งของการแก้ปัญหา
2. คุณไม่สามารถเริ่มแรกมีข้อมูลเกี่ยวกับการรับสารที่พวกเขามีความมุ่งมั่นในขั้นตอนสุดท้าย
3. มันไม่ได้เป็นข้อมูลที่จำเป็นเสมอกับระดับของการเกิดออกซิเดชัน
4. เนื่องจากวิธีการที่มันเป็นไปได้ที่จะทราบจำนวนของอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องในครึ่งปฏิกิริยาการเปลี่ยนค่าพีเอชของการแก้ปัญหา
5. โดยสมการลดลงสายพันธุ์ไอออนิกการศึกษาคุณลักษณะของกระบวนการและโครงสร้างของสารประกอบที่เกิด

ครึ่งปฏิกิริยาในสารละลายกรด

ดำเนินการคำนวณที่มีไฮโดรเจนไอออนส่วนเกินเชื่อฟังอัลกอริทึมพื้นฐาน วิธีครึ่งปฏิกิริยาในระดับปานกลางกับกรดเป็นส่วนเริ่มต้นการบันทึกของกระบวนการใด ๆ จากนั้นพวกเขาได้แสดงในรูปแบบของสมการของสายพันธุ์ไอออนที่สอดคล้องกับความสมดุลของค่าใช้จ่ายอะตอมและอิเล็กทรอนิกส์ บันทึกแยกกระบวนการของการเกิดออกซิเดชันและตัวอักษรลดลง

การจัด ออกซิเจนอะตอม ข้างปฏิกิริยากับส่วนเกินนำไพเพอร์ไฮโดรเจน ปริมาณ H ⁺ ควรจะเพียงพอที่จะได้รับน้ำโมเลกุล นอกเหนือขาดออกซิเจนมาประกอบ h ₂ ทุม

จากนั้นดำเนินการสมดุลของอะตอมไฮโดรเจนและอิเล็กตรอน

ทำให้ผลรวมของสมการก่อนและหลังลูกศรที่มีการจัดเรียงของค่าสัมประสิทธิ์ที่

ดำเนินการลดเดียวกันของไอออนและโมเลกุล โดยน้ำยาที่บันทึกไว้แล้วในนอกจากนี้ที่รวมของสมการที่ขาดหายไปทำงานชนิดประจุลบและประจุบวก จำนวนของพวกเขาก่อนและหลังลูกศรจะต้องตรงกับ

สม OVR (วิธีครึ่งปฏิกิริยา) ถือเป็นจริงเมื่อเขียนเสร็จแล้วการแสดงออกของชนิดพันธุ์ในระดับโมเลกุล ถัดไปไปที่แต่ละองค์ประกอบจะต้องมีปัจจัยบางอย่าง

ตัวอย่างของสภาพที่เป็นกรด

ปฏิกิริยา ของโซเดียมไนไตรท์ ที่มีกรดคลอริกนำไปสู่การผลิตของโซเดียมไนเตรทและกรดไฮโดรคลอริก สำหรับการจัดเรียงของค่าสัมประสิทธิ์การใช้วิธีการครึ่งปฏิกิริยาที่ตัวอย่างของการเขียนสมการที่เกี่ยวข้องกับข้อบ่งชี้ของสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดที่

Nano ₂ + ₃ HClO → Nano ₃ + HCl

ClO ₃ ^{- + 6H + 6e - →} 3H ₂ O + Cl ^- | 1

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

ClO ₃ ^{- +} 6H + 3H ₂ O + 3NO ₂ ^- → 3H ₂ O + Cl ^- + 3NO ₃ ^{- +} 6H +

ClO ₃ ^- + 3NO ₂ ^- → Cl ^- + 3NO ₃ ^-

^{3NA + H + → 3NA +} + H +

3NaNO ₂ + ₃ HClO → 3NaNO ₃ + HCl

ในขั้นตอนนี้เป็นไนไตรท์ของโซเดียมไนเตรตจะได้รับและจากกรดคลอริกรูปเกลือ การเปลี่ยนแปลงการศึกษาระดับปริญญาออกซิเดชันด้วยไนโตรเจน 3-5 และค่าใช้จ่ายคลอรีน 5 กลายเป็น -1 ผลิตภัณฑ์ทั้งสองไม่ได้แบบเร่งรัด

ครึ่งปฏิกิริยาที่มีสภาวะเป็นด่าง

การดำเนินการคำนวณเมื่อไอออนไฮดรอกไซเกินสอดคล้องกับการคำนวณสำหรับการแก้ปัญหาที่เป็นกรด วิธีครึ่งปฏิกิริยาในระดับปานกลางด่างยังเริ่มที่จะแสดงส่วนประกอบของกระบวนการในรูปแบบของสมการไอโอนิก ความแตกต่างที่สังเกตในระหว่างการจัดตำแหน่งของออกซิเจนอะตอม ดังนั้นนอกเหนือจากการเกิดปฏิกิริยากับโมเลกุลส่วนเกินนำน้ำและฝั่งตรงข้ามผนวกแอนไอออนไฮดรอกไซ

ค่าสัมประสิทธิ์ของโมเลกุลของ H ₂ O แสดงให้เห็นความแตกต่างในปริมาณออกซิเจนก่อนและหลังลูกศรและไอออน OH ^- มันสองครั้ง ในช่วงการเกิดออกซิเดชันตัวแทนทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ใช้เวลา O อะตอมโดยแอนไอออนไฮดรอก

วิธีครึ่งปฏิกิริยาเสร็จสิ้นการดำเนินการขั้นตอนที่เหลือของขั้นตอนวิธีซึ่งตรงกับกระบวนการที่มีส่วนเกินของกรด ผลลัพธ์ที่ได้คือสมการของสายพันธุ์โมเลกุล

ตัวอย่างสำหรับการขนาดกลางอัลคาไลน์

เมื่อผสมไอโอดีนกับโซเดียมไฮดรอกไซรูปแบบไอโอไดด์และโซเดียมไอโอเดทของโมเลกุลของน้ำ สำหรับขั้นตอนการใช้วิธีการสมดุลปฏิกิริยาครึ่ง ตัวอย่างของการแก้ปัญหาด่างได้เฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการทำให้เท่าเทียมกันของอะตอมออกซิเจน

NaOH + I ₂ → NaI + NaIO ₃ + H ₂ O

ฉัน + E ^- → I ^- | 5

^{6OH - + I - 5e - →} I - + 3H ₂ O + IO ₃ ^- | 1

I + + 5I 6OH ^- → 3H ₂ O + 5I ^- + IO ₃ ^-

6Na ⁺ →นา ^{+ + +} 5NA

6NaOH + 3I ₂ → 5NaI + NaIO ₃ + 3H ₂ ทุม

ผลของการเกิดปฏิกิริยาคือการหายตัวไปของสีม่วงของไอโอดีนโมเลกุล มีการเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชันของธาตุ 0-1 และ 5 ในรูปแบบไอโอไดด์และโซเดียมไอโอเดตเป็น

ปฏิกิริยาในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง

โดยปกติแล้วมันหมายถึงกระบวนการที่เกิดขึ้นในการย่อยสลายในรูปแบบเกลือกรดอ่อน (มีค่าพีเอชระหว่างวันที่ 6 และ 7) หรือพื้นฐานเล็กน้อย (ค่าพีเอช 7-8) วิธีการแก้ปัญหา

วิธีปฏิกิริยาครึ่งหนึ่งในสื่อที่เป็นกลางจะถูกบันทึกไว้ในหลายรุ่น

ในวิธีแรกไม่ได้คำนึงถึงการย่อยสลายเกลือ สื่อที่ถูกนำมาเป็นที่เป็นกลางและด้านซ้ายของลูกศรแอตทริบิวต์น้ำโมเลกุล ในศูนย์รวมนี้ครึ่งปฏิกิริยา-ใช้กรดและอื่น ๆ - สำหรับอัลคาไลน์

วิธีที่สองคือเหมาะสำหรับกระบวนการในการที่จะเป็นไปได้ที่จะสร้างค่าพีเอชประมาณ จากนั้นปฏิกิริยาสำหรับวิธีการของไอออนอิเล็กตรอนได้รับการยกย่องในอัลคาไลน์หรือสารละลายที่เป็นกรด

ตัวอย่างสื่อที่เป็นกลาง

เมื่อสารไฮโดรเจนซัลไฟด์กับโซเดียม dichromate ในน้ำจะได้รับตะกอนกำมะถันโซเดียมและโครเมียม trivalent ไฮดรอกไซ นี่คือการตอบสนองโดยทั่วไปสำหรับการแก้ปัญหาที่เป็นกลาง

นา ₂ Cr ₂ O ₇ + H ₂ S + H2O → NaOH + S + Cr (OH) ₃

H ₂ ^{S - 2e - → S + H} + | 3

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

7H ₂ O + 3H ₂ S + Cr ₂ O ₇ ^{2- → 3H + 3S + 2CR} (OH) ₃ + 8OH ^- ไพเพอร์ไฮโดรเจนและแอนไอออนไฮดรอกไซเมื่อรวมรูปแบบ 6 โมเลกุลของน้ำ พวกเขาสามารถลบออกได้ในทางขวาและซ้ายออกจากส่วนที่เกินไปที่ลูกศร

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

2NA ⁺ → 2NA ⁺

นา ₂ Cr ₂ O ₇ + 3H ₂ S + H ₂ O → 2NaOH + 3S + 2CR ( OH) ₃

ในตอนท้ายของการเกิดปฏิกิริยาตะกอนโครเมียมไฮดรอกไซสีฟ้าและสีเหลืองกำมะถันในสารละลายด่างที่มีโซเดียมไฮดรอกไซ พลังออกซิเดชันขององค์ประกอบ S กลายเป็น -2 ถึง 0 และข้อหาโครเมียม 6 แปลง 3