レドックス反応のバランスを取る方法

原子と電荷のバランスを保つ

酸化還元反応や酸化還元反応の半反応を説明した図です。キャメロン ガーナム、クリエイティブ コモンズ ライセンス

バランスをとる 酸化還元反応 、酸化数をに割り当てる必要があります 反応物 と 製品 数を決定する ほくろ 質量と電荷を保存するには、それぞれの種が必要です。

半反応法

まず、式を 2 つの半反応 (酸化部分と還元部分) に分けます。これは、酸化還元反応のバランスをとる半反応法、またはイオン電子法と呼ばれます。各半反応は個別にバランスが取れており、その後、バランスの取れた全体的な反応を得るために方程式が一緒に追加されます。最終的な平衡方程式の両側で、正味の電荷とイオンの数が等しくなるようにします。

この例では、KMnO間の酸化還元反応を考えてみましょう₄酸性溶液中のHI：

MnO₄^-+ 私^-→私₂+マン²⁺

反応を分離する

2 つの半反応を分離します。

私^-→私₂

MnO₄^-→マン²⁺

原子のバランスをとる

各半反応の原子のバランスをとるには、最初に H と O を除くすべての原子のバランスをとります。酸性溶液の場合は、次に H を追加します。

ヨウ素原子のバランスをとる:

2 私^-→私₂

過マンガン酸反応の Mn は既にバランスが取れているので、酸素のバランスを取りましょう。

MnO₄^-→マン²⁺+ 4H₂〇

Hを追加⁺水分子のバランスをとるには:

MnO₄^-+ 8H⁺→マン²⁺+ 4H₂〇

2 つの半反応は、原子に対してバランスが取れています。

MnO₄^-+ 8H⁺→マン²⁺+ 4H₂〇

チャージのバランスをとる

次に、還元半反応が酸化半反応供給と同じ数の電子を消費するように、各半反応の電荷のバランスをとります。これは、反応に電子を追加することによって達成されます。

2 私^-→私₂+2e^-

5と^-+ 8H⁺+ MnO₄^-→マン²⁺+ 4H₂〇

次に、2 つの半反応が同じ数の電子を持ち、互いに打ち消し合うことができるように、酸化数を掛けます。

5(2I.)^-→私₂+2e^-)

2(5e^-+ 8H⁺+ MnO₄^-→マン²⁺+ 4H₂O)

半反応を追加する

次に、2 つの半反応を追加します。

10 私^-→ 5 私₂+10と^-

16時間⁺+ 2MnO₄^-+10と^-→ 200万²⁺+ 8H₂〇

これにより、次の式が得られます。

10 私^-+10と^-+ 16H⁺+ 2MnO₄^-→ 5 私₂+ 2 百万²⁺+10と^-+ 8H₂〇

電子と H を相殺して、全体の方程式を単純化します。₂おー⁺、およびああ^-式の両側に現れる可能性があります。

10 私^-+ 16H⁺+ 2MnO₄^-→ 5 私₂+ 2 百万²⁺+ 8H₂〇

あなたの仕事をチェック

数値をチェックして、質量と電荷が釣り合っていることを確認してください。この例では、原子は化学量論的にバランスが取れており、反応の両側で正味電荷が +4 になっています。

要約すれば：

• ステップ 1: 反応をイオンで半反応に分解します。
• ステップ 2: 水、水素イオン (H⁺) およびヒドロキシルイオン (OH^-) 半反応に。
• ステップ 3: 半反応に電子を追加して、半反応電荷のバランスをとります。
• ステップ 4: 各半反応に定数を掛けて、両方の反応が同じ数の電子を持つようにします。
• ステップ 5: 2 つの半反応を一緒に追加します。電子は相殺され、バランスの取れた完全な酸化還元反応が残ります。