Ион электроны аргаар исэлдэн ангижрах урвалыг хэрхэн тэнцвэржүүлэх вэ

Исэлдэн ангижрах урвалыг тэнцвэржүүлэх ион-электрон арга

Исэлдэлт-буурах урвал гэгддэг исэлдэлтийн урвалууд нь янз бүрийн химийн процесст чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр урвалууд нь төрөл зүйлийн хооронд электрон дамжуулалттай холбоотой бөгөөд үүний үр дүнд исэлдэлтийн тооны өөрчлөлт гардаг. Исэлдэлтийн урвалыг тэнцвэржүүлэх нь химийн үндсэн ур чадвар бөгөөд химичдэд эдгээр урвалын үед явагддаг хувиргалтыг зохицуулдаг үндсэн зарчмуудыг илүү сайн ойлгох боломжийг олгодог. Исэлдэлтийн урвалыг тэнцвэржүүлэх өргөн хэрэглэгддэг нэг арга бол ион-электроны арга бөгөөд энэ нь урвалыг хагас урвал болгон хувааж, тэдгээрийг тус тусад нь тэнцвэржүүлэхийг агуулдаг. Энэ нийтлэлд бид энэ аргыг судалж, ион-электроны аргыг ашиглан исэлдэлтийн урвалыг хэрхэн тэнцвэржүүлэх талаар алхам алхмаар зааварчилгаа өгөх болно.

Исэлдэн ангижрах урвалыг ойлгох нь

Ион-электрон аргын талаар дэлгэрэнгүй мэдээлэл авахаасаа өмнө исэлдэн ангижрах урвалын тухай ойлголтыг ойлгох нь чухал юм. Эдгээр урвалууд нь урвалд оролцдог өөр өөр зүйлүүдийн хооронд электронууд шилжих үед явагддаг. Нэг зүйл электроноо алддаг (исэлддэг) бол нөгөө зүйл эдгээр электроноо авдаг (буурах) байдаг. Үүний үр дүнд исэлдэж буй зүйлийн исэлдэлтийн тоо нэмэгдэж, буурах үйл явцад орж буй зүйлийн исэлдэлтийн тоо буурдаг.

Ион-Электроны арга: Алхам алхмаар

Ион-электроны аргыг ашиглан исэлдэн ангижрах урвалыг тэнцвэржүүлэхийн тулд дараах алхам алхмаар зааврыг дагана уу.

Алхам 1: Хагас урвалуудыг тодорхойлох

Исэлдэн ангижрах урвалыг тэнцвэржүүлэх эхний алхам бол исэлдэлт ба бууралтын хагас урвалыг тодорхойлох явдал юм. Урвалыг хоёр хагас урвал болгон хуваа, нэг нь исэлдэлт, нөгөө нь бууралтын урвал. Энэхүү таних нь маш чухал бөгөөд электрон алдаж, авдаг төрлүүдийг танихыг хамардаг.

Алхам 2: Устөрөгч болон хүчилтөрөгчөөс бусад атомуудыг тэнцвэржүүлэх

Одоо хагас урвал бүрт устөрөгч эсвэл хүчилтөрөгч биш атомуудыг тэнцвэржүүл. Энэ алхам нь тэгшитгэлийн хоёр талын атомуудын тоо тэнцүү байгаа эсэхийг баталгаажуулахын тулд хагас урвал бүрт оролцсон зүйлийн коэффициентийг тохируулахыг шаарддаг. Дараагийн алхмуудыг хялбаршуулдаг тул устөрөгч болон хүчилтөрөгчөөс бусад элементүүдээс эхлэхийг зөвлөж байна.

Алхам 3: Хүчилтөрөгчийн атомуудыг тэнцвэржүүлэх

Дараа нь хүчилтөрөгчгүй тал руу усны молекул (H2O) нэмж хүчилтөрөгчийн атомуудыг тэнцвэржүүлнэ. Усны молекул бүр нэг хүчилтөрөгчийн атом оруулдаг бөгөөд энэ нь тэгшитгэлийг тэнцвэржүүлэхэд тусалдаг. Усны молекулуудын тоог тохируулахдаа болгоомжтой байгаарай, учир нь энэ нь тэнцвэржүүлэх шаардлагатай нэмэлт устөрөгчийн атомуудыг оруулж болзошгүй юм.

Алхам 4: Устөрөгчийн атомуудыг тэнцвэржүүлэх

Хүчилтөрөгчийн атомын тэнцвэржилтийг хийсний дараа устөрөгчийн атомуудыг тэнцвэржүүлэхэд анхаарлаа хандуулна уу. Хагас урвалын тэгшитгэлийн хоёр тал дахь устөрөгчийн атомын тоо ижил болтол устөрөгчгүй тал руу устөрөгчийн ион (H+) нэмнэ. Хүчилтөрөгчийн атомуудыг тэнцвэржүүлэхтэй адил нэмэлт тохируулга шаардаж болзошгүй атомуудыг оруулахаа анхаарна уу.

Алхам 5: Төлбөрийг тэнцвэржүүлэх

Одоо атомууд тэнцвэржсэн тул цэнэгийн тэнцвэргүй байдлыг шийдвэрлэх цаг болжээ. Эерэг цэнэг өндөртэй тал руу электрон (e-) нэмнэ үү. Нэмэгдсэн электронуудын тоо нь хоёр талын цэнэгийн зөрүүний хэмжээтэй тэнцүү байх ёстой.

Алхам 6: Электронуудыг тэгшитгэх

Хоёр хагас урвалд шилжсэн электронуудын тоог тэнцүүлэхийн тулд хагас урвал бүрийг харгалзах хүчин зүйлээр үржүүлнэ. Зорилго нь хоёр хагас урвалын электронуудын тоо тэнцүү байгаа эсэхийг баталгаажуулах бөгөөд ингэснээр хоёр хагас урвалыг тэнцвэртэй нийт исэлдэн ангижрах урвал болгон хялбархан нэгтгэх боломжтой болно.

Хэрэглээ ба жишээ

Хүчиллэг уусмал дахь калийн перманганат (KMnO4) ба төмрийн (II) сульфат (FeSO4)-ийн хоорондох исэлдэн ангижрах урвалыг тэнцвэржүүлэхийн тулд ион-электрон аргыг хэрэглэе.

Тэнцвэргүй тэгшитгэл нь дараах байдалтай байна.

KMnO4 + FeSO4 -> K2SO4 + MnSO4 + H2O + Fe2(SO4)3

Алхам 1: Хагас урвалуудыг тодорхойлох

Исэлдэлтийн хагас урвал нь KMnO4-ийг MnSO4 болгон бууруулах үйл явцтай холбоотой бол бууралтын хагас урвал нь FeSO4-ийг Fe2(SO4)3 болгон исэлдүүлэх үйл явцтай холбоотой.

Исэлдэлтийн хагас урвал: 8H+ + MnO4- -> Mn2+ + 4H2O

Хагас бууралтын урвал: Fe2+ -> Fe3+ + e-

Алхам 2: Устөрөгч болон хүчилтөрөгчөөс бусад атомуудыг тэнцвэржүүлэх

Исэлдэлтийн хагас урвал нь аль хэдийн тал бүр дээр нэг Mn атомтай тэнцвэржсэн байна. Бууруулах хагас урвалд Fe атомуудын тоог тэнцвэржүүлэхийн тулд Fe2+-ийн өмнө хоёр коэффициент нэмнэ.

Исэлдэлтийн хагас урвал: 8H+ + MnO4- -> Mn2+ + 4H2O

Хагас бууралтын урвал: 2Fe2+ -> 2Fe3+ + 2e-

Алхам 3: Хүчилтөрөгчийн атомуудыг тэнцвэржүүлэх

Исэлдэлтийн хагас урвал дахь хүчилтөрөгчийн атомуудыг тэнцвэржүүлэхийн тулд баруун талд нь дөрвөн усны молекул нэмнэ.

Исэлдэлтийн хагас урвал: 8H+ + MnO4- -> Mn2+ + 4H2O

Хагас бууралтын урвал: 2Fe2+ -> 2Fe3+ + 2e-

Алхам 4: Устөрөгчийн атомуудыг тэнцвэржүүлэх

Исэлдэлтийн хагас урвалд устөрөгчийн атомууд аль хэдийн тэнцвэржсэн бөгөөд тал бүр дээр найман атом байдаг.

Исэлдэлтийн хагас урвал: 8H+ + MnO4- -> Mn2+ + 4H2O

Хагас бууралтын урвал: 2Fe2+ -> 2Fe3+ + 2e-

Алхам 5: Төлбөрийг тэнцвэржүүлэх

Цэнэгүүд хараахан тэнцвэржүүлээгүй байна. Тэдгээрийг тэнцвэржүүлэхийн тулд исэлдэлтийн хагас урвалын зүүн талд найман электрон нэмнэ.

Исэлдэлтийн хагас урвал: 8H+ + MnO4- + 8e- -> Mn2+ + 4H2O

Хагас бууралтын урвал: 2Fe2+ -> 2Fe3+ + 2e-

Алхам 6: Электронуудыг тэгшитгэх

Хоёр хагас урвалын электронуудын тоог тэнцүүлэхийн тулд исэлдэлтийн хагас урвалыг хоёроор, бууралтын хагас урвалыг дөрөвөөр үржүүлнэ.

Исэлдэлтийн хагас урвал: 16H+ + 2MnO4- + 16e- -> 2Mn2+ + 8H2O

Хагас бууралтын урвал: 8Fe2+ -> 8Fe3+ + 8e-

Үржүүлэх замаар хагас урвалд оролцсон электронуудын нийт тоо хоёр ижил байна.

Хагас урвалуудыг нэгтгэх

Хоёр хагас урвалыг нэгтгэхийн тулд хагас урвал бүрийг электронуудыг цуцлахын тулд харгалзах хүчин зүйлээр үржүүлнэ. Энэ тохиолдолд исэлдэлтийн хагас урвалыг наймаар, бууралтын хагас урвалыг хоёроор үржүүлнэ.

Эцсийн тэнцвэржүүлсэн исэлдэн ангижрах урвал:

16H+ + 2MnO4- + 16Fe2+ -> 2Mn2+ + 8H2O + 16Fe3+

Одоо элемент болон цэнэг бүр тэгшитгэлийн хоёр талд тэнцвэртэй болж, тэнцвэртэй исэлдэн ангижрах урвал явагдана.

Хураангуй

Товчхондоо, исэлдэлтийн тооны өөрчлөлт болон эдгээр урвалын үед явагддаг электрон дамжуулалтыг ойлгохын тулд исэлдэлтийн тооны өөрчлөлтийг ойлгох нь химичдэд чухал ур чадвар юм. Ион-электроны арга нь исэлдэлтийн болон бууралтын хагас урвал болгон хувааж исэлдэлтийн урвалыг тэнцвэржүүлэх системчилсэн аргыг санал болгодог. Энэ нийтлэлд дурдсан алхам алхмаар зааврыг дагаж мөрдвөл ион-электроны аргыг ашиглан исэлдэлтийн урвалыг амжилттай тэнцвэржүүлж болно. Хагас урвалыг тодорхойлж, устөрөгч болон хүчилтөрөгчөөс бусад атомуудыг тэнцвэржүүлж, хүчилтөрөгч болон устөрөгчийн атомуудыг тэнцвэржүүлж, цэнэгийг тэнцвэржүүлж, эцэст нь хагас урвалыг нэгтгэхийн тулд электронуудыг тэнцвэржүүлээрэй. Дадлага хийснээр ион-электроны аргыг эзэмших нь хоёр дахь шинж чанар болж, исэлдэлтийн урвал болон тэдгээрийн янз бүрийн химийн процесст үзүүлэх нөлөөллийг илүү гүнзгий ойлгох боломжийг олгоно.