W chemii wyróżnia się rodzaje reakcji redukcji i utleniania. Jeśli te dwie reakcje zachodzą w tym samym czasie, nazywamy to reakcją redoks. Podczas reakcji redoks liczba utraconych elektronów jest równa liczbie uzyskanych elektronów.
W bateriach zachodzą reakcje redoks i wytwarzają energię elektryczną. Reakcję tę można również znaleźć w korozji lub rdzy, procesie farbowania włosów i gniciu jabłek. Wydaje się, że reakcja redoks ma również wpływ na otwarcie dziury ozonowej w wyniku zastosowania ciekłego wodoru jako paliwa.
Ponadto reakcje redoks są szeroko stosowane w farmacji, biologii, przemyśle, metalurgii i rolnictwie. Ta reakcja pomaga również w wychwytywaniu energii słonecznej w procesie fotosyntezy prowadzonym przez rośliny zielone.
Aby zrównoważyć reakcję redoks, możemy to zrobić dwoma metodami, a mianowicie metodą liczby utlenienia i metodą jonów elektronowych.
Metoda numeracji utleniania
Metoda wyrównywania reakcji redoks za pomocą stopni utlenienia polega na zmianie stopni utleniania czynnika utleniającego i redukującego.
(Przeczytaj także: Rodzaje reakcji redoks)
Etapy równoważenia równania chemicznego metodą liczby utlenienia są następujące.
- Zapisz równanie szkieletu.
- Oblicz stopnie utlenienia dla każdego pierwiastka.
- Oblicz wzrost lub spadek stopnia utlenienia na atom i zidentyfikuj czynniki utleniające i redukujące.
- Jeśli te wzrosty i spadki nie są takie same, należy pomnożyć utleniacz i środek redukujący przez odpowiednie liczby całkowite, aby wyrównać całkowity wzrost i spadek stopni utlenienia.
- Zrównoważyć wszystkie atomy poza wodorem i tlenem.
- Zrównoważyć wodór i tlen w dwóch kolejnych krokach.
- W środowisku kwaśnym dodaj cząsteczki H.2O do strony pozbawionej tlenu i dodać atomy wodoru jako jony H + do strony z niedoborem wodoru.
- W środowisku zasadowym dodaj cząsteczki H.2O do strony pozbawionej tlenu. W przypadku wodoru dodaj cząsteczkę H.2O do strony z niedoborem wodoru, a następnie dodaj taką samą liczbę jonów OH po przeciwnej stronie.
Metoda jonów elektronowych
Tymczasem metoda wyrównywania z wykorzystaniem jonów elektronowych opiera się na zasadzie, że elektrony utracone podczas reakcji półutleniania są takie same, jak elektrony uzyskane podczas reakcji półredukcji.
Kroki równoważenia reakcji redoks metodą jonów elektronowych są następujące:
- Zapisz równanie szkieletu.
- Oblicz stopnie utlenienia dla każdego pierwiastka.
- Zidentyfikuj utlenione i zredukowane gatunki.
- Podziel równanie szkieletu na dwie połowy reakcji, a mianowicie reakcje połowicznego utleniania i połowicznej redukcji.
- Zrównoważyć oddzielnie dwie połowy reakcji.
- Zrównoważyć atomy pierwiastków, które przeszły zmianę stopnia utlenienia.
- Dodaj elektrony po bokach potrzebnych do zrównoważenia ładunku.
- Zrównoważyć atomy tlenu, dodając cząsteczki H.2Wystarczająca ilość O po stronie z niedoborem tlenu.
- Zrównoważyć atomy H, dodając jony H + (w kwaśnej lub obojętnej atmosferze) lub przez dodanie cząsteczek H.2O jest potrzebny po tej samej stronie niedoboru Wodór i jon OH - po przeciwnej stronie (w środowisku zasadowym).
- Pomnóż dwie połowy reakcji przez odpowiednią liczbę całkowitą, tak aby całkowita liczba elektronów uzyskanych w jednej połowie reakcji była równa liczbie elektronów utraconych w drugiej połowie reakcji.
