כיצד לאזן בין תגובות חמצון?

למרות שחצי תגובות הן תגובות היפותטיות, פיצול המשוואה מאפשר לך לקבוע בקלות אם מתרחשת תגובת חיזור.

תגובת הפחתה / חמצון (חמצון) היא תגובה כימית בה מופחת אחד המגיבים ואילו השני מחומצן. הפחתה וחמצון מתייחסת להעברת אלקטרונים בין יסודות או תרכובות והיא מיועדת על ידי מצב החמצון. אטום מתחמצן כאשר מספר החמצון שלו גדל ומופחת כאשר מספר החמצון שלו יורד. תגובות חיזור חיוניות לתפקודים הבסיסיים של החיים כגון פוטוסינתזה ונשימה. לאיזון תגובת חיזור יש כמה צעדים נוספים מאשר איזון משוואה כימית רגילה. הצעד החשוב ביותר הוא זיהוי אם תגובת חיזור הוא בעצם מתרחש.

חלק 1 מתוך 3: זיהוי תגובת חמצון

1
למד את הכללים להקצאת מצב חמצון. מצב החמצון של מין (כל יסוד במשוואה) הוא מספר השווה למספר האלקטרונים שניתן לצבור, לאבד או לחלוק עם אלמנט אחר בתהליך הקשר הכימי. ישנם שבעה כללים המאפשרים לך לקבוע את מצב החמצון של אלמנט. יש לעקוב אחריהם לפי הסדר הבא. אם שני כללים מתנגשים, השתמש בכלל הראשון להקצאת מצב חמצון (OS).
- כלל מס '1: אטום בודד כשלעצמו הוא בעל מערכת הפעלה של 0. לדוגמא: Au, OS = 0. ל- Cl ₂ יש גם מערכת הפעלה של 0 כל עוד הוא אינו משולב עם שום אלמנט אחר.
- כלל מס '2: מערכת ההפעלה הכוללת של כל האטומים במין ניטרלי היא 0, אך ביון שווה למטען היונים. מערכת ההפעלה של המולקולה חייבת להיות שווה ל- 0, אך מערכת ההפעלה של כל יסוד באותה מולקולה עשויה להיות לא אפס. לדוגמא, ל- H ₂ O יש מערכת הפעלה של 0, אך לכל אטום מימן יש מערכת הפעלה של +1, ואילו לאטום החמצן יש מערכת הפעלה -2. ליון Ca ²⁺ יש מצב חמצון של +2.
- כלל מס '3: עבור תרכובות, למתכות מקבוצה 1 יש מערכת הפעלה של +1 ולמתכות מקבוצה 2 יש מערכת הפעלה +2.
- כלל מס '4: מצב החמצון של פלואור בתרכובת הוא -1.
- כלל מס '5: מצב החמצון של מימן בתרכובת הוא +1.
- כלל מס '6: מצב החמצון של חמצן בתרכובת הוא -2.
- כלל מס '7: בתרכובות עם שני אלמנטים שבהם אחד לפחות הוא מתכת, לאלמנטים בקבוצה 15 יש מערכת הפעלה של -3, לקבוצה 16 יש מערכת הפעלה של -2, ולקבוצה 17 יש מערכת הפעלה של -1.
2
פצל את התגובה לשתי תגובות חצי. למרות שחצי תגובות הן תגובות היפותטיות, פיצול המשוואה מאפשר לך לקבוע בקלות אם מתרחשת תגובת חיזור. לשם כך, קח את המגיב הראשון וכתב אותו כחצי תגובה עם המוצר שכולל את האלמנט במגיב. ואז קח את המגיב השני וכתוב אותו כחצי תגובה עם המוצר שכולל את האלמנט הזה.
- לדוגמא: Fe + V ₂ O ₃ - -> Fe ₂ O ₃ + VO מתפרק לשתי חצי תגובות הבאות:
  - Fe - -> Fe ₂ O ₃
  - V ₂ O ₃ - -> VO
- אם יש רק מגיב אחד ושני מוצרים, בצע חצי תגובה אחת עם המגיב והתוצר הראשון, וחצי תגובה אחת עם המגיב והמוצר השני. כשמשלבים את חצי התגובות בסוף, אל תשכחו לשלב מחדש את המגיבים. אתה יכול לעשות את אותו הדבר אם יש שני מגיבים ומוצר אחד בלבד: השתמש בכל מגיב עם אותו מוצר למחצית התגובות.
  - ClO ^- - -> Cl ^- + ClO ₃^-
  - חצי תגובה 1: ClO ^- - -> Cl ^-
  - חצי תגובה 2: ClO ^- - -> ClO ₃^-
3
הקצה מצבי חמצון לכל יסוד במשוואה. בעזרת שבעת הכללים להקצאת מצבי חמצון, קבעו את מצב החמצון עבור כל מינים במשוואה הכימית הנתונה. למרות שתרכובת עשויה להיות ניטרלית, לאלמנטים המרכיבים אותה תרכובת יהיה מצב חמצון טעון. זכרו לעקוב אחר הכללים לפי הסדר.
- למחצית התגובה הראשונה בדוגמה שלנו לעיל: מערכת ההפעלה לאטום Fe בלבד היא 0 (כלל מספר 1), מערכת ההפעלה עבור Fe ב- Fe ₂ היא +3 (כלל מספר 2 ו- # 6), ומערכת ההפעלה עבור ה- O ב- O ₃ הוא -2 (כלל מס '6).
- למחצית התגובה השנייה: מערכת ההפעלה של V ב- V ₂ היא +3 (כלל # 2 ו- # 6) ואילו מערכת ההפעלה של ה- O ב- O ₃ היא -2 (כלל מספר 6). מערכת ההפעלה עבור V היא +2 (כלל מס '2), ואילו O הוא -2 (כלל מספר 6).
לקבלת עזרה נוספת, כולל כיצד לאזן את תגובת החמצון בפתרון בסיסי, המשך לקרוא!
4
קבע אם מין אחד מחומצן ואחד מצטמצם. כאשר מסתכלים על מצבי החמצון של כל מין בחצי התגובה שלך, קבע אם מחמצן מין אחד (מצב החמצון גדל), בעוד שהמינים האחרים מצטמצמים (מצב החמצון פוחת).
- בדוגמה שלנו, מחצית התגובה הראשונה מתחמצנת מכיוון ש- Fe מתחיל עם מערכת הפעלה של 0 ועולה ל -3. חצי התגובה השנייה מצטמצמת מכיוון ש- V מתחיל עם מערכת הפעלה של +6 ויורד ל -2.
- מכיוון שמין אחד מחומצן והשני מצטמצם, משוואה זו היא תגובת חמצון.

חלק 2 מתוך 3: איזון בין תגובת חמצון בתמיסה ניטרלית או חומצית

1
פיצול התגובה לשתי תגובות חצי. המשוואה שלך כבר צריכה להיות מפוצלת לשתי תגובות חצי מהשלב הקודם של קביעת האם התרחשה תגובת חמצון או לא. אם כבר אמרו לך שזו תגובה חמצונית, אז הצעד הראשון שלך הוא לפצל אותה לשתי תגובות חצי. לשם כך, קח את המגיב הראשון וכתב אותו כחצי תגובה עם המוצר שכולל את האלמנט במגיב. ואז קח את המגיב השני וכתוב אותו כחצי תגובה עם המוצר שכולל את האלמנט הזה.
- לדוגמא: Fe + V ₂ O ₃ - -> Fe ₂ O ₃ + VO מתפרק לשתי חצי תגובות הבאות:
  - Fe - -> Fe ₂ O ₃
  - V ₂ O ₃ - -> VO
- אם יש רק מגיב אחד ושני מוצרים, בצע חצי תגובה אחת עם המגיב והתוצר הראשון, וחצי תגובה אחת עם המגיב והמוצר השני. כשמשלבים את חצי התגובות בסוף, אל תשכחו לשלב מחדש את המגיבים. אתה יכול לעשות את אותו הדבר אם יש שני מגיבים ומוצר אחד בלבד: השתמש בכל מגיב עם אותו מוצר למחצית התגובות.
  - ClO ^- - -> Cl ^- + ClO ₃^-
  - חצי תגובה 1: ClO ^- - -> Cl ^-
  - חצי תגובה 2: ClO ^- - -> ClO ₃^-
2
מאזנים את כל האלמנטים במשוואה למעט מימן וחמצן. לאחר שקבעת כי מתרחשת תגובת חמצון, הגיע הזמן לאזן אותה. התחל על ידי איזון בין כל האלמנטים בכל חצי תגובה שאינם מימן (H) או חמצן (O). אלה יאוזנו בשלבים הבאים.
- חצי תגובה 1:
  - Fe - -> Fe ₂ O ₃
  - יש אטום Fe אחד בצד שמאל ו -2 בצד ימין, הכפל את השמאל ב -2 כדי לאזן.
  - 2Fe - -> Fe ₂ O ₃
- חצי תגובה 2:
  - V ₂ O ₃ - -> VO
  - יש 2 אטומי V בצד שמאל ואחד בצד ימין, הכפל את הימין ב -2 כדי לאזן.
  - V ₂ O ₃ - -> 2VO
3
מאזנים את אטומי החמצן על ידי הוספת h ₂ o לצד הנגדי של התגובה. קבע את מספר אטומי החמצן משני צדי המשוואה. מאזנים את המשוואה על ידי הוספת מולקולות מים לצד בעל פחות אטומי חמצן עד ששני הצדדים שווים.
- חצי תגובה 1:
  - 2Fe - -> Fe ₂ O ₃
  - יש 3 אטומי O בצד ימין ואין בצד שמאל. הוסף 3 מולקולות H ₂ O לצד שמאל כדי לאזן.
  - 2Fe + 3H ₂ O - -> Fe ₂ O ₃
- חצי תגובה 2:
  - V ₂ O ₃ - -> 2VO
  - יש 3 אטומי O בצד שמאל ושניים בצד ימין. הוסף מולקולת H ₂ O לצד ימין כדי לאזן.
  - V ₂ O ₃ - -> 2VO + H ₂ O
4
מאזנים את אטומי המימן על ידי הוספת h ⁺ להיפך מהמשוואה. כמו שעשיתם עם אטומי החמצן, קבעו את מספר אטומי המימן בכל צד של המשוואה. ואז איזון על ידי הוספת אטומי H ⁺ לצד שיש פחות אטומים עד ששני הצדדים שווים.
- חצי תגובה 1:
  - 2Fe + 3H ₂ O - -> Fe ₂ O ₃
  - ישנם 6 אטומי H בצד שמאל ואין בצד ימין. הוסף 6 H ⁺ לצד ימין כדי לאזן.
  - 2Fe + 3H ₂ O - -> Fe ₂ O ₃ + 6H ⁺
- חצי תגובה 2:
  - V ₂ O ₃ - -> 2VO + H ₂ O
  - יש 2 אטומי H בצד ימין ואף אחד לא בצד שמאל. הוסף 2 H ⁺ לצד שמאל כדי לאזן.
  - V ₂ O ₃ + 2H ⁺ - -> 2VO + H ₂ O
אם יש לכם תמיסה ניטרלית או חומצית, תוכלו לאזן בין תגובת חמצון על ידי פיצול המשוואה תחילה לשתי תגובות חצי.
5
השווה את המטענים על ידי הוספת אלקטרונים לצד הנכון של המשוואה. לאחר שאיזנתם את המימנים והחמצניים, צד אחד של המשוואה שלכם יהיה חיובי יותר מהצד השני. הוסף מספיק אלקטרונים לצד כל משוואה שהם חיוביים יותר בכדי שהמטען יהיה שווה לאפס.
- אלקטרונים יתווספו כמעט תמיד לצד אטומי H ⁺.
- חצי תגובה 1:
  - 2Fe + 3H ₂ O - -> Fe ₂ O ₃ + 6H ⁺
  - המטען בצד שמאל של המשוואה הוא 0 ואילו בצד ימין יש מטען של 6+ בגלל יוני המימן. הוסף 6 אלקטרונים לצד ימין כדי לאזן.
  - 2Fe + 3H ₂ O - -> Fe ₂ O ₃ + 6H ⁺ + 6e ^-
- חצי תגובה 2:
  - V ₂ O ₃ + 2H ⁺ - -> 2VO + H ₂ O
  - תשלום בצד שמאל של המשוואה הוא 2+ ואילו בצד ימין הוא 0. הוסף 2 אלקטרונים לצד שמאל כדי להביא את החיוב אפס.
  - V ₂ O ₃ + 2H ⁺ + 2e ^- - -> 2VO + H ₂ O
6
הכפל כל חצי תגובה על ידי גורם קנה מידה כך שהאלקטרונים יהיו שווים בשתי התגובות החצי. האלקטרונים משני צידי המשוואה חייבים להיות שווים כך שכאשר מחצית התגובות מתווספות יחד, האלקטרונים יתבטלו. הכפל את התגובה בגורם המשותף הנמוך ביותר של האלקטרונים כדי להפוך אותם זהים.
- לחצי תגובה 1 יש 6 אלקטרונים ואילו למחצית התגובה 2 יש 2 אלקטרונים. על ידי הכפלת חצי תגובה 2 ב -3, יהיו לה 6 אלקטרונים ויהיו שווים למחצית התגובה הראשונה.
- חצי תגובה 1:
  - 2Fe + 3H ₂ O - -> Fe ₂ O ₃ + 6H ⁺ + 6e ^-
- חצי תגובה 2:
  - V ₂ O ₃ + 2H ⁺ + 2e ^- - -> 2VO + H ₂ O
  - הכפל ב -3: 3V ₂ O ₃ + 6H ⁺ + 6e ^- - -> 6VO + 3H ₂ O
7
שלב את שתי חצאי התגובות. כתוב את כל המגיבים בצד שמאל של המשוואה ואת כל המוצרים בצד ימין של המשוואה. תבחין שיש מונחים דומים בכל צד, כולל H ₂ O, H ⁺ ו- e ^-. ניתן לבטל תנאים דומים, כאשר התנאים הנותרים משאירים משוואה מאוזנת.
- 2Fe + 3H ₂ O + 3V ₂ O ₃ + 6H ⁺ + 6e ^- - -> Fe ₂ O ₃ + 6H ⁺ + 6e ^- + 6VO + 3H ₂ O
- האלקטרונים משני צידי המשוואה מבטלים תשואה: 2Fe + 3H ₂ O + 3V ₂ O ₃ + 6H ⁺ - -> Fe ₂ O ₃ + 6H ⁺ + 6VO + 3H ₂ O
- משני צידי המשוואה ישנם 3 H ₂ O ו 6 H ⁺ יוני אשר מבטלים גם הם ומניבים משוואה מאוזנת סופית: ₂ Fe + ₃ V ₂ O ₃ - -> Fe ₂ O ₃ + 6VO
8
בדוק פעמיים שלכל צד במשוואה שלך יש את אותו המטען. כשתסיים לאזן, בדוק כדי לוודא שהחיובים מאוזנים בכל צד של המשוואה. המטענים בכל צד של המשוואה צריכים להיות זהים.
- לצד הימני של המשוואה שלנו: מערכת ההפעלה עבור Fe היא 0. ב- V ₂ O ₃ מערכת ההפעלה עבור V היא +3 ו- O היא -2. הכפלת במספר האטומים של כל אלמנט, V = +3 x 2 = 6, O = -2 x 3 = -6. החיובים מבוטלים.
- בצד שמאל של המשוואה שלנו: ב- Fe ₂ O ₃ מערכת ההפעלה עבור Fe היא +3 ועבור O היא -2. הכפלת במספר האטומים של כל אלמנט, Fe = +3 x 2 = +6, O = -2 x 3 = -6. החיובים מבוטלים. ב- VO מערכת ההפעלה עבור V היא +2, ואילו עבור O זה -2. האישומים מבוטלים גם בצד זה.
- מכיוון שכל המטענים שווים לאפס, המשוואה שלנו הייתה מאוזנת כהלכה.

חלק 3 מתוך 3: איזון בין תגובת חמצון בתמיסה בסיסית

1
פיצול התגובה לשתי תגובות חצי. איזון בפתרון בסיסי פועל לפי אותם שלבים כמו לעיל, עם שלב אחד נוסף בסוף. שוב, המשוואה שלך כבר צריכה להיות מפוצלת לשתי תגובות חצי מהשלב הקודם של קביעת האם התרחשה תגובת חמצון או לא. אם כבר אמרו לך שזו תגובה חמצונית, אז הצעד הראשון שלך הוא לפצל אותה לשתי תגובות חצי. לשם כך, קח את המגיב הראשון וכתב אותו כחצי תגובה עם המוצר שכולל את האלמנט במגיב. ואז קח את המגיב השני וכתוב אותו כחצי תגובה עם המוצר שכולל את האלמנט הזה.
- לדוגמא, מאזנים את התגובה הבאה בפתרון בסיסי: Ag + Zn ²⁺ - -> Ag ₂ O + Zn מתפרק לשתי תגובות חצי למחצה הבאות:
  - Ag - -> Ag ₂ O
  - Zn ²⁺ - -> Zn
כיצד אוכל לאזן יון חנקן דו חמצני עם יון חנקן דו חמצני?
2
מאזנים את כל האלמנטים במשוואה למעט מימן וחמצן. לאחר שקבעת כי מתרחשת תגובת חמצון, הגיע הזמן לאזן אותה. התחל על ידי איזון בין כל האלמנטים בכל חצי תגובה שאינם מימן (H) או חמצן (O). אלה יאוזנו בשלבים הבאים.
- חצי תגובה 1:
  - Ag - -> Ag ₂ O
  - יש אטום Ag אחד בצד שמאל ו -2 בצד ימין, הכפל את השמאל ב -2 כדי לאזן.
  - 2Ag - -> Ag ₂ O
- חצי תגובה 2:
  - Zn ²⁺ - -> Zn
  - יש אטום Zn 1 בצד שמאל ו- 1 בצד ימין, ולכן הוא כבר מאוזן.
3
מאזנים את אטומי החמצן על ידי הוספת h ₂ o לצד הנגדי של התגובה. קבע את מספר אטומי החמצן משני צדי המשוואה. מאזנים את המשוואה על ידי הוספת מולקולות מים לצד בעל פחות אטומי חמצן עד ששני הצדדים שווים.
- חצי תגובה 1:
  - 2Ag - -> Ag ₂ O
  - אין אטומי O בצד שמאל ואחד בצד ימין. הוסף מולקולת H ₂ O לצד שמאל כדי לאזן.
  - H ₂ O + 2Ag - -> Ag ₂ O
- חצי תגובה 2:
  - Zn ²⁺ - -> Zn
  - אין אטומי O בשני הצדדים, ולכן הוא מאוזן.
4
מאזנים את אטומי המימן על ידי הוספת h ⁺ להיפך מהמשוואה. כמו שעשיתם עם אטומי החמצן, קבעו את מספר אטומי המימן בכל צד של המשוואה. ואז איזון על ידי הוספת אטומי H ⁺ לצד שיש פחות אטומים עד ששני הצדדים שווים.
- חצי תגובה 1:
  - H ₂ O + 2Ag - -> Ag ₂ O
  - יש 2 אטומי H בצד שמאל ואין בצד ימין. הוסף 2 H ⁺ לצד ימין כדי לאזן.
  - H ₂ O + 2Ag - -> Ag ₂ O + 2H ⁺
- חצי תגובה 2:
  - Zn ²⁺ - -> Zn
  - אין אטומי H בשני הצדדים, ולכן הוא מאוזן.
5
השווה את המטענים על ידי הוספת אלקטרונים לצד הנכון של המשוואה. לאחר שאיזנתם את המימנים והחמצניים, צד אחד של המשוואה שלכם יהיה חיובי יותר מהצד השני. הוסף מספיק אלקטרונים לצד כל משוואה שהם חיוביים יותר בכדי שהמטען יהיה שווה לאפס.
- אלקטרונים יתווספו כמעט תמיד לצד אטומי H ⁺.
- חצי תגובה 1:
  - H ₂ O + 2Ag - -> Ag ₂ O + 2H ⁺
  - המטען בצד שמאל של המשוואה הוא 0 ואילו בצד ימין יש מטען של 2+ בגלל יוני המימן. הוסף 2 אלקטרונים לצד ימין כדי לאזן.
  - H ₂ O + 2Ag - -> Ag ₂ O + 2H ⁺ + 2e ^-
- חצי תגובה 2:
  - Zn ²⁺ - -> Zn
  - המטען בצד שמאל של המשוואה הוא 2+ ואילו הצד הימני הוא 0. הוסף 2 אלקטרונים לצד שמאל כדי להביא את המטען לאפס.
  - Zn ²⁺ + 2e ^- - -> Zn
6
הכפל כל חצי תגובה על ידי גורם קנה מידה כך שהאלקטרונים יהיו שווים בשתי התגובות החצי. האלקטרונים משני צידי המשוואה חייבים להיות שווים כך שכאשר מחצית התגובות מתווספות יחד, האלקטרונים יתבטלו. הכפל את התגובה בגורם המשותף הנמוך ביותר של האלקטרונים כדי להפוך אותם זהים.
- לדוגמא שלנו, שני הצדדים כבר מאוזנים עם 2 אלקטרונים בכל צד.
לאחר שקבעת כי מתרחשת תגובת חמצון, הגיע הזמן לאזן אותה.
7
שלב את שתי חצאי התגובות. כתוב את כל המגיבים בצד שמאל של המשוואה ואת כל המוצרים בצד ימין של המשוואה. תבחין שיש מונחים דומים בכל צד, כולל H ₂ O, H ⁺ ו- e ^-. ניתן לבטל תנאים דומים, כאשר התנאים הנותרים משאירים משוואה מאוזנת.
- H ₂ O + 2Ag + Zn ²⁺ + 2e ^- - -> Ag ₂ O + Zn + 2H ⁺ + 2e ^-
- האלקטרונים משני צידי המשוואה מבטלים תשואה: H ₂ O + 2Ag + Zn ²⁺ - -> Ag ₂ O + Zn + 2H ⁺
8
מאזנים את יוני המימן החיוביים עם יוני הידרוקסיל שליליים. מכיוון שאתה רוצה לאזן בפתרון בסיסי, אתה רוצה לבטל את יוני המימן. הוסף מספר שווה OH ^- יונים כדי לאזן את יוני H ⁺. כאשר מוסיפים OH ^- יונים, עליך להוסיף את אותו המספר לשני צידי המשוואה.
- H ₂ O + 2Ag + Zn ²⁺ - -> Ag ₂ O + Zn + 2H ⁺
- בצד ימין של המשוואה ישנם 2 יוני H ⁺. הוסף 2 OH ^- יונים לשני צידי המשוואה.
- H ₂ O + ₂ Ag + Zn ²⁺ + 2OH ^- - -> Ag ₂ O + Zn + 2H ⁺ + 2OH ^-
- H ⁺ ו- OH ^- משולבים ליצירת מולקולת מים אחת (H ₂ O), מניבה H ₂ O + ₂ Ag + Zn ²⁺ + 2OH ^- - -> Ag ₂ O + Zn + 2H ₂ O
- ניתן לבטל מולקולת מים אחת בצד ימין ולהניב משוואה מאוזנת סופית של: 2Ag + Zn ²⁺ + 2OH ^- - -> Ag ₂ O + Zn + H ₂ O
9
בדוק פעמיים שלכל צד במשוואה שלך יש אפס טעינה. כשתסיים לאזן, בדוק כדי לוודא שהחיובים מאוזנים בכל צד של המשוואה. המטענים (מצב חמצון של כל היסודות) בכל צד של המשוואה צריכים להיות שווים לאפס.
- בצד השמאלי של המשוואה שלנו: ל- Ag יש מערכת הפעלה של 0. ^ליון Zn ^{2+ יש מערכת הפעלה של +2. ב- OH ^- ion מערכת ההפעלה היא -1, אך מכיוון שיש 2 המטען הכולל הוא -2. +2 של ה- Zn ו- -2 של ה- OH ^- יון מבוטלים לאפס.}
- לצד הימני: ב- Ag ₂ O, ל- Ag יש מערכת הפעלה של +1, ואילו O הוא -2. כפול במספר האטומים Ag = +1 x 2 = +2, ה- -2 של O מבטל. ל- Zn יש מערכת הפעלה של 0. למולקולת המים יש גם מערכת הפעלה של 0.
- מכיוון שכל המטענים שווים לאפס, המשוואה שלנו הייתה מאוזנת כהלכה.

קרא גם: איך להתרכז בשיעורי הבית שלך?

כיצד לאזן בין תגובות חמצון?

צעדים

חלק 1 מתוך 3: זיהוי תגובת חמצון

חלק 2 מתוך 3: איזון בין תגובת חמצון בתמיסה ניטרלית או חומצית

חלק 3 מתוך 3: איזון בין תגובת חמצון בתמיסה בסיסית

שאלות ותשובות

תגובות (2)

קרא גם: