Dull hanner-adwaith: algorithm

Mae llawer o brosesau cemegol profi gyda graddau newid ocsideiddio yr atomau sy'n ffurfio'r cyfansoddyn adweithiol. Ysgrifennu math rhydocs adweithiau hafaliadau yn aml yng nghwmni anhawster wrth osod y cyfernodau cyn pob sylweddau fformiwla. At y diben hwn, dulliau wedi'u datblygu sy'n ymwneud â chydbwysedd dosbarthu arwystl electronig neu electronig-ïonig. Mae'r erthygl yn disgrifio'r ail ffordd i fyny yr hafaliadau.

dull hanner-ymateb, hanfod

Galwodd hefyd electron-ion lluosyddion cyfernod dosbarthiad cydbwysedd. Yn seiliedig ar y dull o gyfnewid gronynnau gwefr negatif rhwng anionau neu catďonau yn y tymor canolig diddymu gyda gwerth pH gwahanol.

Yn yr adweithiau ocsidiol ac electrolytau gostyngol math sy'n ymwneud â ïonau negatif neu wefr bositif. Hafaliadau rhywogaethau ïon moleciwlaidd, dull adwaith hanner seiliedig yn cymryd rhan, yn dangos yn glir hanfod unrhyw broses.

I ffurfio cydbwysedd electrolytau gan ddefnyddio nodiant cysylltiad cryf arbennig fel gronynnau ļonig a chysylltiadau rhydd, a dyddodion nwy ar ffurf moleciwlau undissociated. Rhaid i'r cyfansoddiad yn nodi cylchedau gronynnau sy'n newid eu gradd o ocsideiddio. I benderfynu ar y cyfrwng diddymu mewn cydbwysedd yn dynodi asidig (H ^+), alcali (OH ^-) (H ₂ O) amodau a niwtral.

At ba ddefnydd?

Mae'r dull WRA ei gyfeirio at hafaliadau hanner adwaith ysgrifennu ïonig ar wahân ar gyfer prosesau ocsidiad a rhydwythiad. Bydd y balans terfynol fydd eu swm.

camau gweithredu

Mae gan Ysgrifennu ei hynodrwydd hun ddull hanner adwaith. Mae'r algorithm yn cynnwys y camau canlynol:

- Y cam cyntaf yw i ysgrifennu fformiwlâu ar gyfer pob adweithyddion. Er enghraifft:

H ₂ S + KMnO ₄ + HCl

- Yna, bydd angen i chi osod y nodwedd o bwynt gemegol o farn, pob cydran o'r broses. Yn yr adwaith hwn, KMnO ₄ yn gweithredu fel oxidizer, H ₂ S yn rhydwythydd a HCl yn diffinio amgylchedd asidig.

- Dylai'r trydydd cam yn cael ei ysgrifennu ar fformiwla linell newydd cyfansoddion ïonig adweithio gyda photensial electrolyt cryf yn y atomau lle mae newid o raddau o ocsideiddio. Yn yr adwaith hwn MnO ₄ ^- yn gweithredu fel asiant oxidizing, H ₂ S yw'r adweithydd lleihau a H ⁺ oxonium cation neu H ₃ O ⁺ diffinio amgylchedd asidig. Mynegodd y cyfansoddyn electrolytig nwyol, solet neu wan fformiwlâu moleciwlaidd yn gyfan.

Mae gwybod y cydrannau sy'n dechrau, er mwyn ceisio penderfynu pa fath o oxidizing a lleihau asiant yn cael ei leihau a ffurf oxidized, yn y drefn honno. Weithiau sylweddau terfynol eisoes wedi cael eu pennu yn yr amodau, sy'n hwyluso gwaith. Mae'r hafaliadau canlynol yn nodi pontio H ₂ S (hydrogen sylffid) i S (sylffwr), a anion MnO ₄ ^- yn y Mn ²⁺ cation.

Ar gyfer cydbwysedd y gronynnau atomig yn y rhan chwith a dde yn yr amgylchedd asidig yn cael ei ychwanegu cation hydrogen H ⁺ neu ddŵr moleciwlaidd. Yr ateb alcalïaidd Ychwanegwyd ïonau hydrocsid OH ^- neu H ₂ O.

MnO ₄ ^- → Mn ²⁺

Mewn ateb atom ocsigen ynghyd â ïonau manganatnyh H ⁺ ffurf moleciwlau dŵr. I gydraddoli'r nifer o elfennau ei ysgrifennu fel yr hafaliad: 8H ^{+ +} MnO ₄ ^- → 4H ₂ O + Mn ^2+.

Yna, cydbwyso yn cael ei trydan. I wneud hyn, yn ystyried cyfanswm y tâl ar ôl yn yr ardal, mae'n troi saith, ac yna i'r ochr dde, dau allanfa. I gydbwyso'r broses yn cael ei ychwanegu at y deunyddiau cychwyn pum gronynnau negyddol: 8H ^{+ +} MnO ₄ ^- + 5e ^- → 4H ₂ O + Mn ^2+. Mae'n troi allan hanner adwaith adfer.

Nawr gydraddoli'r nifer yr atomau i fod yn broses ocsideiddio. I'r diben hwn yn cael ei ychwanegu at y catïonau hydrogen ochr dde: H ₂ S → 2H ^{+ +} S.

Wedi gydraddoli tâl yn cael ei berfformio: H ₂ S -2e ^- → 2H ^{+ +} S. Gwelir bod y cyfansoddion dechrau cymryd llawer dau gronynnau negyddol. Mae'n troi allan hanner adwaith y broses ocsideiddio.

Cofnodi'r ddwy hafaliadau mewn colofn a leiniwch y cast a'r taliadau a dderbynnir. Yn ôl y rheol penderfynu ar y lluoswm lleiaf yn cael ei ddewis ar gyfer pob hanner adwaith eich lluosydd. Mae'n cael ei luosi gan oxidative a hafaliad gostyngol.

Nawr mae modd cynnal y Crynodeb o'r ddwy ddalen, plygu ochr chwith a dde gyda'i gilydd ac yn lleihau nifer y rhywogaethau electronig.

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 + 2Mn 2+ + 10h + +} 5S

Gall y hafaliad sy'n deillio lleihau nifer y H ⁺ 10: 6H ^{+ +} 2MnO ₄ ^- + 5H ₂ S → 8H ₂ O + 2Mn ²⁺ + 5 oed.

Rydym yn gwirio cywirdeb y cydbwysedd ion drwy gyfrif nifer yr atomau ocsigen i'r saethau ac ar ôl iddo, sydd yn gyfartal i 8. Mae hefyd yn angenrheidiol i wirio taliadau terfynol, ac mae'r rhan gyntaf o'r balans: (+6) + (-2) = 4. Os bydd popeth yn cyd-fynd, y mae yn ysgrifenedig yn gywir.

dull hanner-adwaith yn dod i ben gyda'r pontio o recordiad ïonau moleciwlaidd i'r hafaliad. Ar gyfer pob gronyn yr anion a cation cyfran o'r balans ar ôl ar y tâl gyferbyn ion dethol. Yna maent yn cael eu trosglwyddo i'r ochr dde, yn yr un swm. Yn awr, gall yr ïonau eu cysylltu â'r moleciwl cyfan.

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

^{6Cl - + 2K + → 6Cl -} + 2K +

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

Gwneud cais y dull o hanner-adweithiau, mae'r algorithm sy'n ysgrifennu'r hafaliad moleciwlaidd, gall ei ynghyd â'r math ysgrifennu balansau electronig.

Penderfynu asiantau oxidizing

rôl o'r fath yn cael ei chwarae gan endidau ïonig, atomig neu foleciwlaidd sy'n derbyn electronau gwefr negatif. sylweddau ocsideiddio cael adferiad yn yr adweithiau. Mae ganddynt anfantais electronig, y gellir eu llenwi yn hawdd. prosesau o'r fath yn cynnwys hanner adwaith rhydocs.

Nid yw pob sylwedd yn cael y gallu i atodi electronau. Drwy adweithyddion oxidizing cryf yn cynnwys:

• cynrychiolwyr halogen;
• asid nitrig megis, sylffwrig a seleniwm;
• potasiwm permanganate, deucromad, manganatny, cromad;
• manganîs tetravalent ac ocsidau arweiniol;
• arian ac aur ion;
• ocsigen nwyol cyfansawdd;
• deufalent ocsidau copr ac arian unfalens;
• glorin sy'n cynnwys cydrannau halen;
• brenhinol fodca;
• hydrogen perocsid.

Penderfynu leihau

Mae'r rôl yn perthyn i ïonig, gronynnau atomig neu foleciwlaidd, sy'n rhoi gwefr negatif. Yn yr adweithiau lleihau sylweddau yn cael effaith oxidative ar cleavage o electronau.

Cael lleihau eiddo :

• Cynrychiolwyr o nifer o fetelau;
• cyfansoddion sylffwr tetravalent a hydrogen sylffid;
• asidau halogen;
• haearn, cromiwm, a sulfate manganîs;
• clorid Stannous;
• nitrogen sy'n cynnwys asiantau megis nitraidd asid, ocsid Stannous, hydrazine ac amonia;
• carbon naturiol a'r deufalent ocsid;
• moleciwl hydrogen;
• asid ffosfforws.

Manteision y dull o electron-ion

Ysgrifennu adwaith rhydocs, dull hanner-adwaith yn cael ei ddefnyddio yn fwy aml na'r balans math electronig.

Mae hyn oherwydd y manteision Dull electron-ion :

1. Ar adeg ysgrifennu'r hafaliad ystyried yr ïonau a chyfansoddion gwirioneddol sy'n bodoli fel rhan o'r ateb.
2. Ni allwch ddechrau, gael gwybodaeth am dderbyn y cyfansoddyn, maent yn cael eu pennu yn y camau olaf.
3. Nid yw bob amser yn angenrheidiol data ar y radd o ocsideiddio.
4. Oherwydd y dull mae modd gwybod nifer yr electronau sy'n ymwneud â'r hanner adwaith fel newid y gwerth pH y datrysiad.
5. Erbyn hafaliadau llai rhywogaethau ïonig a astudiwyd nodwedd o'r prosesau a strwythur y cyfansoddion sy'n deillio.

Hanner-adwaith mewn hydoddiant asid

Cynnal y cyfrifiadau gyda ïonau hydrogen dros ben ufuddhau i'r algorithm sylfaenol. Dull hanner adwaith mewn cyfrwng asid gyda recordiad yn dechrau rhan o unrhyw broses. Yna cawsant eu mynegi yn y ffurf hafaliadau o'r rhywogaethau ion yn unol â chydbwysedd y tâl atomig ac electronig. prosesau ocsidiol a chymeriad gostyngol cofnodi ar wahân.

I alinio'r ocsigen atomig i ochr adweithiau gyda gormodedd dod â'i cationau hydrogen. Dylai symiau o H ⁺ yn ddigon i gael y dŵr moleciwlaidd. Ar wahân diffyg ocsigen priodoli H ₂ O.

Yna cynnal cydbwysedd o atomau hydrogen ac electronau.

Gwnewch Crynodeb o'r hafaliadau cyn ac ar ôl y saeth gyda'r trefniant y cyfernodau.

Perfformiwch yr un gostyngiad o ïonau a molecylau. Drwy adweithyddion a gofnodwyd eisoes ar gyfanswm ychwanegu hafaliad ar goll yn gweithredu anionic a rhywogaethau cationic. Eu rhif cyn ac ar ôl rhaid i'r saeth yn cyd-fynd.

Hafaliad DROS (dull hanner-adwaith) yn cael ei ystyried i gael ei gyflawni wrth ysgrifennu fynegiant gorffenedig o'r rhywogaethau moleciwlaidd. Rhaid Nesaf at bob cydran fod yn ffactor penodol.

Enghreifftiau o amodau asidig

Mae ymateb sodiwm nitraid ag asid chloric yn arwain at gynhyrchu sodiwm nitrad a asid hydroclorig. Ar gyfer y trefniant y cyfernodau gan ddefnyddio'r dull o hanner-adweithiau, enghreifftiau o hafaliadau ysgrifennu sy'n gysylltiedig â syniad o'r amgylchedd asidig.

NANO ₂ + HClO ₃ → 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 + HClO ₃ → 3NaNO ₃ + HCl.

Yn y broses hon, mae nitraid sodiwm nitrad yn cael ei sicrhau, ac o'r asid chloric ffurfio halen. newidiadau gradd Ocsidiad gyda nitrogen 3 i 5, ac mae'r tâl clorin 5 yn dod yn -1. nid y ddau gynnyrch yn ffurfio gwaddod.

Hanner-adwaith i'r amgylchedd alcalïaidd

Cynnal cyfrifiadau pan ïonau hydrocsid dros ben cyfateb i'r cyfrifiadau ar gyfer atebion asidig. hanner adwaith Dull mewn cyfrwng alcalïaidd hefyd yn dechrau mynegi elfennau o'r broses ar ffurf hafaliadau ïonig. Gwahaniaethau a welir yn ystod y aliniad ocsigen atomig. Felly, ar wahân i ei hymateb gyda gormodedd moleciwlaidd yn dod â'r dŵr, ac i'r ochr arall appends anionau hydrocsid.

Y cyfernod y moleciwl o H ₂ O dangos y gwahaniaeth yn y swm o ocsigen cyn ac ar ôl y saeth, ac ar gyfer ïonau OH ^- mae'n dwbl. Yn ystod asiant ocsideiddio gweithredu fel lleihau asiant yn cymryd atomau O gan anionau hydrocsyl.

Dull hanner adwaith gorffeniadau perfformio y camau sy'n weddill o'r algorithm, a oedd yn cyd-fynd â'r prosesau sy'n cael gormodedd o asid. Y canlyniad yw hafaliad y rhywogaethau moleciwlaidd.

Enghreifftiau ar gyfer cyfrwng alcalïaidd

Wrth gymysgu ïodin â sodiwm hydrocsid ei ffurfio sodiwm ïodid a iodate, moleciwlau dŵr. Ar gyfer y broses cydbwysedd gan ddefnyddio hanner dull adwaith. Mae enghreifftiau o atebion alcali yn cael eu manylion yn ymwneud â cydraddoli ocsigen atomig.

NaOH + I ₂ → NAI + NaIO ₃ + H ₂ O

Rwy'n + e ^- → I ^- | 5

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

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

6NA ⁺ → Na ^{+ + +} 5NA

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

Canlyniad yr adwaith yn y diflaniad y lliwiad fioled ïodin moleciwlaidd. Mae cyflwr ocsidiad newid yr elfen 0-1 a 5 i ffurfio iodate ïodid a sodiwm.

Ymateb mewn amgylchedd niwtral

Fel arfer mae'n cyfeirio at prosesau sy'n digwydd yn y hydrolysis i ffurfio halwynau asid gwan (gyda gwerth pH rhwng 6 a 7) neu ychydig yn sylfaenol (i pH 7 i 8) ateb.

Dull hanner adwaith mewn cyfrwng niwtral yn cael ei gofnodi mewn sawl fersiwn.

Yn y dull cyntaf nid yw'n cymryd i ystyriaeth y hydrolysis halen. Mae'r cyfrwng yn cael ei gymryd fel y niwtral ac i'r chwith y saeth briodoli dŵr moleciwlaidd. Yn yr ymgorfforiad hwn, mae hanner adweithiau cymryd yn asid, ac un arall - ar gyfer alcalïaidd.

Yr ail ddull yn addas ar gyfer prosesau lle mae'n bosibl i sefydlu gwerth pH bras. Yna yr adwaith ar gyfer y dull o ïon-electron hystyried mewn hydoddiant alcalïaidd neu asidig.

Cyfrwng ENGHRAIFFT niwtral

Pan fydd hydrogen sylffid cyfansawdd gyda sodiwm deucromad mewn dŵr yn cael ei sicrhau sylffwr gwaddod, sodiwm hydrocsid a cromiwm trivalent. Mae hwn yn ymateb nodweddiadol ar gyfer ateb niwtral.

Na 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 ^-. cationau hydrogen ac anionau hydrocsid o'u cyfuno, yn ffurfio 6 moleciwlau dŵr. gellir eu tynnu yn y dde ac i'r chwith, gan adael y swm dros ben i'r saeth.

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

2Na ⁺ → 2Na ⁺

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

Ar ddiwedd yr adwaith gwaddod o liwiau cromiwm hydrocsid sylffwr glas a melyn yn yr ateb alcalïaidd gyda sodiwm hydrocsid. Mae'r pŵer ocsidiol yr elfen S yn dod -2 i 0, a'i gyhuddo o gromiwm +6 trosi i 3.