التوازن رد فعل الأكسدة مثال المشكلة

عند موازنة تفاعلات الأكسدة والاختزال ، يجب أن تكون الشحنة الإلكترونية الإجمالية متوازنة بالإضافة إلى النسب المولية المعتادة للمواد المتفاعلة والمنتجات. توضح مشكلة المثال هذه كيفية استخدام طريقة نصف التفاعل لموازنة تفاعل الأكسدة والاختزال في المحلول.

وازن تفاعل الأكسدة والاختزال التالي في محلول حمضي:

Cu (s) + HNO₃(aq) → Cu²⁺(ع) + لا (ز)

الخطوة 1: تحديد ما هو مؤكسد وما يتم تخفيضه.

لتحديد الذرات التي يتم تقليلها أو أكسدةها ، قم بتعيينها الأكسدة لكل ذرة من التفاعل.

للمراجعة:

1. قواعد تعيين حالات الأكسدة
2. تعيين مشكلة حالات الأكسدة مثال
3. مشكلة مثال تفاعل الأكسدة والاختزال

• Cu (وحدات): Cu = 0
• HNO₃: H = +1 ، N = +5 ، O = -6
• نحاس²⁺: Cu = +2
• لا (ز): N = +2، O = -2

ذهب Cu من حالة الأكسدة 0 إلى +2 ، وفقد إلكترونين. يتأكسد النحاس بواسطة هذا التفاعل.
انتقل N من حالة الأكسدة +5 إلى +2 ، واكتسب ثلاثة إلكترونات. يتم تقليل النيتروجين بواسطة هذا التفاعل.

الخطوة 2: قسّم التفاعل إلى نصف تفاعلين: الأكسدة والاختزال.

الأكسدة: Cu → Cu²⁺

التخفيض: HNO₃ → لا

الخطوة 3: موازنة كل تفاعل نصف بواسطة كل من قياس العناصر المتفاعلة والشحنة الإلكترونية.

يتم تحقيق ذلك عن طريق إضافة مواد إلى التفاعل. القاعدة الوحيدة هي أن المواد الوحيدة التي يمكنك إضافتها يجب أن تكون موجودة بالفعل في الحل. وتشمل هذه المياه (H₂O) ، ح⁺ أيونات (في المحاليل الحمضية) ، أوهايو^- أيونات (في الحلول الأساسية) والإلكترونات.

ابدأ بتفاعل نصف الأكسدة:

يكون نصف التفاعل متوازنًا بالفعل من الناحية الذرية. لتحقيق التوازن إلكترونيًا ، يجب إضافة إلكترونين إلى جانب المنتج.

Cu → Cu²⁺ + 2 هـ^-

الآن ، قم بموازنة تفاعل الاختزال.

يتطلب رد الفعل هذا المزيد من العمل. الخطوة الأولى هي موازنة جميع الذرات باستثناء الأكسجين والهيدروجين.

HNO₃ → لا

هناك ذرة نيتروجين واحدة فقط على كلا الجانبين ، لذلك فإن النيتروجين متوازن بالفعل.

الخطوة الثانية هي موازنة ذرات الأكسجين. يتم ذلك عن طريق إضافة الماء إلى الجانب الذي يحتاج إلى مزيد من الأكسجين. في هذه الحالة ، يحتوي الجانب المتفاعل على ثلاثة أوكسجين وجانب المنتج يحتوي على أكسجين واحد فقط. أضف اثنين جزيئات الماء إلى جانب المنتج.

HNO₃ → NO + 2 H₂يا

الخطوة الثالثة هي موازنة ذرات الهيدروجين. يتم تحقيق ذلك بإضافة H⁺ الأيونات في الجانب الذي يحتاج إلى المزيد من الهيدروجين. ال الجانب المتفاعل ذرة هيدروجين واحدة بينما جانب المنتج يحتوي على أربع ذرات. أضف 3 ح⁺ أيونات إلى الجانب المتفاعل.

HNO₃ + 3 ح⁺ → NO + 2 H₂يا

المعادلة متوازنة ذريًا ، ولكن ليس كهربائيًا. الخطوة الأخيرة هي موازنة الشحنة بإضافة الإلكترونات إلى الجانب الأكثر إيجابية من التفاعل. من جانب المادة المتفاعلة ، تكون الشحنة الكلية +3 ، بينما جانب المنتج محايد. لمواجهة شحنة +3 ، أضف ثلاثة إلكترونات إلى الجانب المتفاعل.

HNO₃ + 3 ح⁺ + 3 هـ^- → NO + 2 H₂يا

الآن نصف معادلة التخفيض متوازنة.

الخطوة 4: معادلة نقل الإلكترون.

في تفاعلات الأكسدة والاختزال، يجب أن يساوي عدد الإلكترونات المكتسبة عدد الإلكترونات المفقودة. لتحقيق ذلك ، يتم ضرب كل تفاعل في الأعداد الصحيحة لاحتواء نفس عدد الإلكترونات.

يحتوي تفاعل نصف الأكسدة على إلكترونين بينما يحتوي نصف تفاعل الاختزال على ثلاثة إلكترونات. القاسم المشترك الأدنى بينهما هو ستة إلكترونات. اضرب تفاعل نصف الأكسدة في 3 و نصف تفاعل الاختزال في 2.

3 Cu → 3 Cu²⁺ + 6 هـ^-
2 HNO₃ + 6 ح⁺ + 6 هـ^- → 2 NO + 4 H₂يا

الخطوة 5: إعادة تجميع أنصاف التفاعلات.

يتم تحقيق ذلك عن طريق جمع التفاعلين معًا. بمجرد إضافتها ، قم بإلغاء أي شيء يظهر على جانبي التفاعل.

3 Cu → 3 Cu²⁺ + 6 هـ^-
+ 2 HNO₃ + 6 ح⁺ + 6 هـ^- → 2 NO + 4 H₂يا

3 Cu + 2 HNO₃ + 6 ح⁺ + 6 هـ^- → 3 نحاس²⁺ + 2 NO + 4 H₂O + 6 هـ^-

كلا الجانبين لديه ستة إلكترونات التي يمكن إلغاؤها.

3 Cu + 2 HNO₃ + 6 ح⁺ → 3 نحاس²⁺ + 2 NO + 4 H₂يا

إن تفاعل الأكسدة الكامل متوازن الآن.

3 Cu + 2 HNO₃ + 6 ح⁺ → 3 نحاس²⁺ + 2 NO + 4 H₂يا

كي تختصر:

1. تحديد مكونات الأكسدة والاختزال للتفاعل.
2. افصل التفاعل في نصف تفاعل الأكسدة وتقليل نصف التفاعل.
3. قم بموازنة كل نصف تفاعل سواء ذريًا أو إلكترونيًا.
4. معادلة نقل الإلكترون بين الأكسدة والنصف معادلات الاختزال.
5. أعد تجميع نصف التفاعلات لتكوين تفاعل الأكسدة الكامل.