Wissenschaft

Wie man Redoxreaktionen ausgleicht

Um Redoxreaktionen auszugleichen , müssen Sie den Reaktanten und Produkten Oxidationszahlen zuweisen , um zu bestimmen, wie viele Mol jeder Spezies benötigt werden, um Masse und Ladung zu erhalten.

Die Halbreaktionsmethode

Trennen Sie die Gleichung zunächst in zwei Halbreaktionen: den Oxidationsanteil und den Reduktionsanteil. Dies wird als Halbreaktionsmethode zum Ausgleich von Redoxreaktionen oder als Ionenelektronenmethode bezeichnet. Jede Halbreaktion wird separat ausgeglichen, und dann werden die Gleichungen addiert, um eine ausgeglichene Gesamtreaktion zu ergeben. Wir wollen, dass die Nettoladung und die Anzahl der Ionen auf beiden Seiten der endgültigen ausgeglichenen Gleichung gleich sind.

In diesem Beispiel betrachten wir eine Redoxreaktion zwischen KMnO 4 und HI in einer sauren Lösung:

MnO 4 + I → I 2 + Mn 2+

Trennen Sie die Reaktionen

Trennen Sie die beiden Halbreaktionen:

I → I 2

MnO 4 → Mn 2+

Balance die Atome

Um die Atome jeder Halbreaktion auszugleichen, balancieren Sie zuerst alle Atome außer H und O. Für eine saure Lösung fügen Sie als nächstes H hinzu.

Gleichen Sie die Jodatome aus:

2 I → I 2

Das Mn in der Permanganatreaktion ist bereits ausgeglichen, also lasst uns den Sauerstoff ausgleichen:

MnO 4 → Mn 2+ + 4 H 2 O.

Fügen Sie H + hinzu , um die Wassermoleküle auszugleichen:

MnO 4 + 8 H + → Mn 2+ + 4 H 2 O.

Die beiden Halbreaktionen sind nun für Atome ausgeglichen:

MnO 4 + 8 H + → Mn 2+ + 4 H 2 O.

Die Ladung ausgleichen

Als nächstes gleichen Sie die Ladungen in jeder Halbreaktion so aus, dass die Reduktionshalbreaktion die gleiche Anzahl von Elektronen verbraucht, wie die Oxidationshalbreaktion liefert. Dies wird erreicht, indem den Reaktionen Elektronen hinzugefügt werden:

2 I → I 2 + 2e

5 e + 8 H + + MnO 4 → Mn 2+ + 4 H 2 O.

Als nächstes multiplizieren Sie die Oxidationszahlen, so dass die beiden Halbreaktionen die gleiche Anzahl von Elektronen haben und sich gegenseitig aufheben können:

5 (2I → I 2 + 2e )

2 (5e + 8H + + MnO 4 → Mn 2+ + 4H 2 O)

Fügen Sie die Halbreaktionen hinzu

Fügen Sie nun die beiden Halbreaktionen hinzu:

10 I → 5 I 2 + 10 e

16 H + + 2 MnO 4 + 10 e → 2 Mn 2+ + 8 H 2 O.

Dies ergibt die folgende Gleichung:

10 I + 10 e + 16 H + + 2 MnO 4 → 5 I 2 + 2 Mn 2+ + 10 e + 8 H 2 O.

Vereinfachen Sie die Gesamtgleichung, indem Sie die Elektronen und H 2 O, H + und OH aufheben, die auf beiden Seiten der Gleichung auftreten können:

10 I + 16 H + + 2 MnO 4 → 5 I 2 + 2 Mn 2+ + 8 H 2 O.

Überprüfe deine Arbeit

Überprüfen Sie Ihre Zahlen, um sicherzustellen, dass Masse und Ladung ausgeglichen sind. In diesem Beispiel sind die Atome nun stöchiometrisch mit einer Nettoladung von +4 auf jeder Seite der Reaktion ausgeglichen.

In Summe:

  • Schritt 1: Brechen Sie die Reaktion durch Ionen in Halbreaktionen auf.
  • Schritt 2: Gleichen Sie die Halbreaktionen stöchiometrisch aus, indem Sie Wasser, Wasserstoffionen (H + ) und Hydroxylionen (OH ) zu den Halbreaktionen hinzufügen .
  • Schritt 3: Gleichen Sie die Ladungen der Halbreaktionen aus, indem Sie den Halbreaktionen Elektronen hinzufügen.
  • Schritt 4: Multiplizieren Sie jede Halbreaktion mit einer Konstanten, damit beide Reaktionen die gleiche Anzahl von Elektronen haben.
  • Schritt 5: Addieren Sie die beiden Halbreaktionen. Die Elektronen sollten sich aufheben und eine ausgeglichene vollständige Redoxreaktion hinterlassen.

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