📜  平衡氧化还原反应

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:57:11.040000             🧑  作者: Mango

平衡氧化还原反应

氧化还原反应是一种化学反应,其中原子的氧化态发生变化,并且在两种相关反应物之间交换电子。这是一个涉及电子传输的反应,它结合了两个反应:氧化和还原。反应性化学物质的氧化态在该反应中发生变化,一种化学物质失去电子,而另一种化学物质同时获得电子。

生活的方方面面都需要一种平衡感。吃太多巧克力也不是一个好主意。甚至反应也必须平衡。氧化还原反应的平衡是化学的重要组成部分。什么是氧化还原反应,它们是如何工作的?由于氧化还原过程,铁会生锈。在我们周围可能会发现其他氧化还原反应。让我们更多地了解它们并检查氧化还原反应平衡所涉及的步骤。

氧化还原反应

术语“氧化还原反应”是指同时发生氧化和还原的反应。

氧化是什么意思?

  • 向物质中添加氧气称为氧化。
  • 从物质中除去氢也称为氧化。

例如- 2Cu + O 2 → 2Cuo

在这个反应中,氧气被添加到铜中。因此,铜被氧化。

还原反应是什么意思?

  • 将氢添加到物质中称为还原。
  • 从物质中去除氧气也称为还原。

例如- CuO + H 2 → Cu + H 2 O

在该反应中,氧气从氧化铜中除去。因此,氧化铜(CuO)被还原。

电子的获得称为还原,电子的损失称为氧化。氧化还原反应/氧化还原过程是指还原和氧化反应的组合。如前所述,了解“平衡氧化还原反应”至关重要。

在氧化还原过程中,通常有两种平衡氧化还原反应的技术(化学方程式)。氧化数法和半反应法是两种方法。

氧化还原反应的平衡

使用两种方法平衡氧化还原过程的化学方程式。一种技术基于改变还原剂和氧化剂的氧化数,而另一种方法基于将氧化还原反应分成两个半反应,一个涉及氧化,另一个涉及还原。这两种方式都在使用中,由使用它们的个人决定使用哪一种。

使用两种方法来平衡氧化还原反应。其中一种方法基于氧化数法,第二种方法基于半反应法。

氧化数法

在为氧化还原过程创建方程式时,必须知道反应物和产物的组成和公式,就像其他反应一样。氧化数法在以下步骤中得到了最好的证明:

有两种培养基,酸性培养基和碱性培养基。

用氧化数法平衡酸性介质中氧化还原反应的步骤:

步骤 1:将氧化数分配给反应中的所有元素,以识别在反应过程中改变氧化数的原子。

第 2 步:识别发生氧化和还原的元素/原子。

步骤3:平衡经过氧化和还原的原子后,通过交叉乘法平衡电荷。

第 4 步:平衡除氧和氢以外的所有其他原子。

步骤 5:加入 H 2 O 以平衡氧气。

第6步:通过在反应物或产物中加入H +分子,可以使表达式两边的氢原子数相等。

让我们一直使用下面的示例来解释该方法中涉及的步骤。

示例:通过氧化数法平衡酸性介质中的氧化还原反应。

P + HNO 3 → HPO 3 + NO + H 2 O

用氧化数法平衡碱性介质中氧化还原反应的步骤:

步骤 1:将氧化数分配给反应中的所有元素,以识别在反应过程中改变氧化数的原子。

第 2 步:识别发生氧化和还原的元素/原子。

第 3 步:平衡除氧和氢以外的所有其他原子。

第四步:平衡经过氧化和还原的原子后,通过交叉乘法平衡电荷。

步骤 5:加入 H 2 O 以平衡氧气。

第6步:通过在反应物或产物中加入H +分子,可以使表达式两边的氢原子数相等。

第 7 步:在两侧添加尽可能多的 OH -离子,就像在一侧添加 H +离子一样多。

让我们一直使用下面的示例来解释该方法中涉及的步骤。

示例:通过氧化数法平衡碱性介质中的氧化还原反应。

Cl 2 + IO 3 + OH → IO 4 + Cl + H 2 O

解决方案:

半反应法(离子电子法):

两个半方程单独平衡,然后在此方法中组合以创建平衡方程。

有两种介质:酸性介质和碱性介质

用半反应法平衡酸性介质中氧化还原反应的步骤:

第 1 步:以离子形式,生成反应的不平衡方程。

第 2 步:识别发生氧化和还原的元素/原子。

第 3 步:将反应分成两半。

  • 氧化半
  • 减半

第 4 步:平衡半反应。

  • 平衡除氧和氢以外的所有其他原子。
  • 添加 H2O 以平衡氧气。
  • 用质子平衡氢(添加 H+ 离子)。
  • 用电子平衡电荷。

第 5 步:为了平衡电荷,将电子添加到半反应的一侧。如有必要,将一个或两个半反应乘以适当的值,以使两个半反应中的电子数相等。

第6步:为了得到整体反应,我们将两个半反应结合起来,取消两边的共同项。因此获得了净离子方程。

第 7 步:检查等式两边是否具有相同种类和数量的原子,以及相同的电荷。最后的检查证实了方程在原子和电荷方面是完全平衡的。

示例:通过半反应法平衡酸性介质中的氧化还原反应。

Cr 2 O 7 2- (aq) + HNO 2 (aq) → Cr 3+ (aq) + NO 3 (aq)

解决方案:

用半反应法平衡碱性介质中氧化还原反应的步骤:

第 1 步:以离子形式,生成反应的不平衡方程。

第 2 步:识别发生氧化和还原的元素/原子。

第 3 步:将反应分成两半。

  • 氧化半
  • 减半

第 4 步:平衡半反应。

  • 平衡除氧和氢以外的所有其他原子。
  • 添加 H2O 以平衡氧气。
  • 用质子平衡氢(添加 H+ 离子)。
  • 用电子平衡电荷。

第 5 步:为了平衡电荷,将电子添加到半反应的一侧。如有必要,将一个或两个半反应乘以适当的值,以使两个半反应中的电子数相等。

第6步:为了得到整体反应,我们将两个半反应结合起来,取消两边的共同项。因此获得了净离子方程。

第 7 步:在两侧添加与在一侧添加的 H+ 离子一样多的 OH- 离子。

第 8 步:检查等式两边是否具有相同种类和数量的原子,以及相同的电荷。最后的检查证实了方程在原子和电荷方面是完全平衡的。

示例:通过半反应法平衡碱性介质中的氧化还原反应。

MnO 4 + I → MnO 2 + I 2

解决方案:

示例问题

问题1:通过氧化数法确定酸性介质中的平衡氧化还原反应:

CuO + NH 3 → Cu + N 2 + H 2 O

解决方案:

问题2:用离子电子法求酸性介质中的平衡氧化还原反应:

Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- → Cr 3+ + Fe 3+

解决方案:

问题 3:通过半反应法确定碱性介质中的平衡氧化还原反应:

Ag(s) + Zn 2+ (aq) → Ag 2 O(aq) + Zn(s)

解决方案:

问题 4:什么是酸性介质中的平衡氧化还原反应,通过氧化数法:

Cu + NO 3 → NO 2 + Cu 2+

解决方案:

问题 5:通过氧化数法找到碱性介质中的平衡氧化还原反应:

[Cr(OH) 4 ] + H 2 O 2 → CrO 4 2- + H 2 O

解决方案: