تفاعلات الأكسدة والاختزال مع الأيونات

طلاب المدارس الثانوية يخضعون دائمًا لمواجهة تفاعلات الأكسدة والاختزال مع الأيونات، سواء في امتحانات القبول أو في امتحانات المدرسة الثانوية الوطنية (Enem). وبالتالي ، فإن موازنة هذه المعادلات يمكن أن يكون موضوعًا مخيفًا للغاية.

من أجل تسهيل فهم هذا الموضوع ، يسعى هذا النص إلى معالجة موازنة معادلات الأكسدة والاختزال مع الأيونات مع وصف بعض الخطوات لتنفيذها. لهذا ، يجب أن نبدأ بتحديد هذا النوع من التفاعل الكيميائي.

في تفاعلات الأكسدة والاختزال مع الأيونات يتم تحديدها من خلال وجود مكون واحد أو أكثر بشحنات (موجبة أو سالبة) ، أي الأيونات (الكاتيونات أو الأنيونات) ، والتي يمكن أن تكون موجودة في الكواشف أو المنتجات ، كما في المثالين أ إتبع:

المثال الأول:سجل تجاري₂ا₇^2- + الحديد²⁺ + ح⁺ → كر³⁺ + الحديد³⁺ + ح₂ا

المثال الثاني:Cl₂ + C + H₂O → CO₂ + ح⁺ + Cl^-

لتنفيذ موازنة معادلات تفاعلات الأكسدة والاختزال مع الأيونات ، من الضروري اتباع بعض الخطوات ، مثل:

• الخطوة الأولى: تحديد أكاسيد النيتروجين لكل ذرة من المواد المتفاعلة ونواتج المعادلة ؛

• الخطوة الثانية: تحقق من الأنواع التي عانت أكسدة;

• الخطوة الثالثة: تحديد تباين ملف أكاسيد النيتروجين الأنواع التي خضعت للأكسدة.

• الخطوة الرابعة: اضرب التباين الموجود في الخطوة الثالثة في عدد ذرات الأنواع المؤكسدة ؛

• الخطوة الخامسة: تحقق من الأنواع التي عانت تخفيض;

• الخطوة السادسة: تحديد تباين أكاسيد النيتروجين للأنواع التي خضعت لعملية الاختزال ؛

• الخطوة السابعة: اضرب التباين الموجود في الخطوة الثالثة في عدد ذرات الأنواع التي تقللها ؛

• الخطوة الثامنة: استخدم القيمة الموجودة في الخطوة الرابعة كمعامل للأنواع التي تقلل ؛

• الخطوة التاسعة: استخدم القيمة الموجودة في الخطوة السابعة كمعامل للأنواع المؤكسدة ؛

• الخطوة العاشرة: ضع المعاملات في الأنواع الأخرى حسب طريقة موازنة تجريبية. في تلك الأنواع التي لا يكون فيها ذلك ممكنًا ، ضع المجهول كمعامِلات ؛

• الخطوة الحادية عشر: اضرب معامل كل نوع بحمله ؛

• الخطوة الثانية عشر: قم بموازنة مجموع شحنات المواد المتفاعلة مع تلك الخاصة بالمنتجات لإيجاد معامل أحد الأنواع المجهولة ؛

• الخطوة الثالثة عشر: قم بإنهاء الرصيد باستخدام طريقة التجربة.

لتسهيل الفهم ، اتبع الخطوات الموضحة أعلاه خطوة بخطوة ، في المثال التالي من a معادلة الأكسدة والاختزال مع الأيونات:

معادلة أيونية تظهر بعض الأيونات ومجموعات الشحنة العامة 0

الخطوة الأولى: أكاسيد النيتروجين من كل ذرة.

أكاسيد النيتروجين الموجودة في الذرات في المعادلة

الخطوة الثانية: الأنواع التي تخضع للأكسدة.

الأنواع التي تخضع للأكسدة في المعادلة

مع زيادة أكاسيد النيتروجين في اليود من -1 إلى 0 من المادة المتفاعلة إلى المنتج ، فإن الأنواع هي التي تخضع للأكسدة.

الخطوة الثالثة: حدد تباين أكاسيد النيتروجين للأنواع المؤكسدة.

للقيام بذلك ، فقط اطرح أعلى أكاسيد النيتروجين بأدنى أكاسيد النيتروجين:

∆_{أكاسيد النيتروجين} = (0) – (-1)

∆ _{أكاسيد النيتروجين} = 0 + 1

∆ _{أكاسيد النيتروجين} = 1

الخطوة الرابعة: مضاعفة أكاسيد النيتروجين بالكمية.

في هذه الخطوة ، نضرب التباين الموجود في الخطوة الثالثة في عدد ذرات النوع.

أنا^- = ∆_{أكاسيد النيتروجين}.1

أنا^- = 1.1

أنا^- = 1

الخطوة الخامسة: الأنواع التي تخضع للتخفيض.

الأنواع التي تعاني من انخفاض في المعادلة

نظرًا لانخفاض أكاسيد النيتروجين الكروم من +7 إلى +3 من المادة المتفاعلة إلى المنتج ، فإن الأنواع هي التي تخضع للاختزال.

الخطوة السادسة: حدد تباين أكاسيد النيتروجين للأنواع المختزلة.

للقيام بذلك ، فقط اطرح أعلى أكاسيد النيتروجين بأدنى أكاسيد النيتروجين:

∆_{أكاسيد النيتروجين} = (+6) – (+3)

∆ _{أكاسيد النيتروجين} = +6 – 3

∆ _{أكاسيد النيتروجين} = 3

الخطوة السابعة: مضاعفة أكاسيد النيتروجين بالكمية.

في هذه الخطوة ، نضرب التباين الموجود في الخطوة السادسة في عدد ذرات النوع.

سجل تجاري₂ا₇^2- = ∆_{أكاسيد النيتروجين}.1

سجل تجاري₂ا₇^2- = 3.2

سجل تجاري₂ا₇^2- = 6

الخطوة الثامنة: ابدأ بالموازنة.

بدء الموازنة باستخدام المعامل الموجود

في هذه الخطوة ، نبدأ الموازنة بوضع المعامل الموجود في الخطوة الرابعة في الأنواع التي عانت من الاختزال.

الخطوة التاسعة: استمر في الموازنة.

استمرار الموازنة باستخدام المعامل الموجود

الخطوة العاشرة: استخدم طريقة التجربة.

• يوجد 6 ذرات في المادة المتفاعلة ، لذلك يجب أن نضع المعامل 3 في النوع الأول₂ من المنتج ، لأنه لا يحتوي إلا على ذرتين من الكلورين ؛

• كما هو الحال في الأنواع 1 ، Cr₂ا₇^2-، هناك 2 ذرات كروم ، يجب أن نضع المعامل 2 في الأنواع Cr³⁺ من المنتج.

نظرًا لأن لدينا أكسجين في ثلاثة أنواع ، وفي اثنين منها لا توجد معاملات ، لمواصلة التوازن ، يجب أن نضع مجهولات في الأنواع المتبقية:

المعاملات بعد استخدام الطريقة التجريبية

الخطوة الحادية عشر: تكاثر كل نوع بحملته.

للقيام بذلك ، ما عليك سوى ضرب معامل الأنواع بحملها ، على النحو التالي:

• في الكواشف:

سجل تجاري₂ا₇^2- = 1.(-2) = -2

أنا^- = 6.(-1) = -6

ح₃ا⁺ = س (+ 1) = + س

• على المنتجات:

سجل تجاري³⁺ = 2.(+3) = +6

أنا₂ = 4.0 = 0

ح₂O = y.0 = 0

الخطوة الثانية عشر: مجموع الرسوم.

في هذه الخطوة ، يجب أن نضيف أحمال الكواشف والمنتجات الموجودة في الخطوة 11:

الكواشف = المنتجات

-2 + (-8) + (+ س) = +6 + 0 + 0

-2-6 + س = 6

-8 + س = 6

س = 6 + 8

س = 14

الخطوة الثالثة عشر: نهاية الموازنة.

لإكمال التوازن ، يجب علينا:

• ضع النتيجة التي تم العثور عليها في الخطوة الثانية عشرة في النوع H.₃ا⁺;

• نظرًا لأن لدينا الآن 42 ذرة H في الكاشف ، فمن الضروري وضع المعامل 21 في الأنواع H.₂الموجود في المنتج.

معادلة التفاعل الأيوني المتوازن

بي ديوغو لوبيز دياس

مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-oxirreducao-com-ions.htm