Põhiline erinevus ioonelektronide meetodi ja oksüdatsiooniarvu meetodi vahel on see, et ioonelektronide meetodi puhul on reaktsioon tasakaalustatud sõltuv alt ioonide laengust, samas kui oksüdatsiooniarvu meetodi puhul on reaktsioon tasakaalustatud sõltuv alt oksüdeerijate ja redutseerijate oksüdatsiooniarv.
Keemiliste võrrandite tasakaalustamisel on olulised nii ioonelektronide meetod kui ka oksüdatsiooniarvu meetod. Konkreetse keemilise reaktsiooni jaoks on antud tasakaalustatud keemiline võrrand ja see aitab meil määrata, kui palju reagendist reageeris, et anda konkreetne kogus produkti, või reagentide kogus, mis on vajalik soovitud toote koguse saamiseks.
Mis on ioonelektronmeetod?
Ioonelektronide meetod on analüütiline meetod, mida saame kasutada reagentide ja toodete vahelise stöhhiomeetrilise suhte määramiseks, kasutades ioonseid poolreaktsioone. Arvestades konkreetse keemilise reaktsiooni keemilist võrrandit, saame täielikult tasakaalustatud võrrandite saamiseks määrata keemilise reaktsiooni kaks poolreaktsiooni ja tasakaalustada elektronide ja ioonide arvu igas poolreaktsioonis.
Joonis 01: Keemilised reaktsioonid
Selle meetodi mõistmiseks vaatleme näidet.
Permanganaadiooni ja raudiooni vaheline reaktsioon on järgmine:
MnO4– + Fe2+ ⟶ Mn2 + + Fe3+ + 4H2O
Kaks poolreaktsiooni on permanganaadi iooni muundamine mangaani(II) iooniks ja raudioonide muundamine raudiooniks. Nende kahe poolreaktsiooni ioonsed vormid on järgmised:
MnO4– ⟶ Mn2+
Fe2+ ⟶ Fe3+
Seejärel peame tasakaalustama hapnikuaatomite arvu igas poolreaktsioonis. Poolreaktsioonis, kus raud muutub raudiooniks, hapnikuaatomeid ei esine. Seetõttu peame teises poolreaktsioonis hapniku tasakaalustama.
MnO4– ⟶ Mn2+ + 4O2 -
Need neli hapnikuaatomit pärinevad veemolekulist (mitte molekulaarsest hapnikust, kuna selles reaktsioonis gaasi ei teki). Siis on õige poolreaktsioon:
MnO4– ⟶ Mn2+ + 4H2 O
Ül altoodud võrrandis pole vasakul pool vesinikuaatomeid, kuid paremal on kaheksa vesinikuaatomit, seega peame lisama vasakule kaheksa vesinikuaatomit (vesinikioonide kujul). pool.
MnO4– + 8H+ ⟶ Mn2+ + 4H2O
Ül altoodud võrrandis ei võrdu vasaku külje ioonlaeng parema küljega. Seetõttu saame ioonlaengu tasakaalustamiseks lisada ühele poolele elektrone. Laeng vasakul pool on +7 ja paremal pool +2. Siin peame vasakule küljele lisama viis elektroni. Siis on poolreaktsioon
MnO4– + 8H+ + 5e– ⟶ Mn2+ + 4H2O
Raua (raudmetalli) raudiooniks muutumise poolreaktsiooni tasakaalustamisel muundub ioonlaeng +2-lt +3-ks; siin peame ioonlaengu tasakaalustamiseks lisama ühe elektroni paremale küljele järgmiselt.
Fe2+ ⟶ Fe3+ + e–
Seejärel saame elektronide arvu tasakaalustamisega liita kaks võrrandit. Viie elektroni saamiseks peame korrutama poolreaktsiooni raudmetalli muundamisega raudühendiks 5-ga ja lisades selle modifitseeritud poolreaktsiooni võrrandi poolreaktsioonile, mille käigus permanganaat muundub mangaan(II) iooniks, saadakse viis. kummalgi küljel olevad elektronid tühistavad. Selle lisamise tulemuseks on järgmine reaktsioon.
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ + 5e– ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe 3+ + 5e–
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+
Mis on oksüdatsiooninumbri meetod?
Oksüdatsiooniarvu meetod on analüütiline meetod, mida saame kasutada stöhhiomeetrilise seose määramiseks reagentide ja toodete vahel, kasutades keemiliste elementide oksüdatsiooni muutumist, kui reaktsioon muutub reagentidest toodeteks. Redoksreaktsioonis on kaks poolreaktsiooni: oksüdatsioonireaktsioon ja redutseerimisreaktsioon. Sama näite puhul, mis on permanganaadi ja raua ioonide vaheline reaktsioon, on oksüdatsioonireaktsioon raudmetalli muundamine raua iooniks, redutseerimisreaktsioon aga permanganaadi iooni muundamine mangaani (II) iooniks.
Oksüdatsioon: Fe2+ ⟶ Fe3+
Vähendus: MnO4– ⟶ Mn2+
Seda tüüpi reaktsiooni tasakaalustamisel tuleb esm alt kindlaks teha keemiliste elementide oksüdatsiooniastmete muutus. Oksüdatsioonireaktsioonis muutub +2 raudiooni +3 raudiooniks. Redutseerimisreaktsioonis muutub mangaani +7 +2-ks. Seetõttu saame nende oksüdatsiooniolekuid tasakaalustada, korrutades poolreaktsiooni oksüdatsiooniastme suurenemise / vähenemise astmega teises poolreaktsioonis. Ül altoodud näites on oksüdatsioonireaktsiooni oksüdatsiooniastme muutus 1 ja redutseerimisreaktsiooni oksüdatsiooniastme muutus 5. Seejärel peame korrutama oksüdatsioonireaktsiooni 5-ga ja redutseerimisreaktsiooni 1-ga.
5Fe2+ ⟶ 5Fe3+
MnO4– ⟶ Mn2+
Seejärel saame lisada need kaks poolreaktsiooni, et saada täielik reaktsioon ja seejärel tasakaalustada teisi elemente (hapnikuaatomeid), kasutades veemolekule ja vesinikioone, et tasakaalustada mõlema poole ioonlaeng.
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+
Mis vahe on ioonelektronide meetodil ja oksüdatsiooniarvu meetodil?
Ioonelektronide meetod ja oksüdatsiooniarvu meetod on keemiliste võrrandite tasakaalustamisel olulised. Peamine erinevus ioonelektronide meetodi ja oksüdatsiooniarvu meetodi vahel on see, et ioonelektronide meetodi puhul on reaktsioon tasakaalustatud sõltuv alt ioonide laengust, samas kui oksüdatsiooniarvu meetodi puhul on reaktsioon tasakaalustatud sõltuv alt oksüdeerijate ja redutseerijate oksüdatsiooniarvu muutustest..
Allpool toodud infograafik võtab kokku ioonelektronide meetodi ja oksüdatsiooniarvu meetodi erinevuse.
Kokkuvõte – ioonelektronide meetod vs oksüdatsiooniarvu meetod
Põhiline erinevus ioonelektronide meetodi ja oksüdatsiooniarvu meetodi vahel on see, et ioonelektronide meetodi puhul on reaktsioon tasakaalustatud sõltuv alt ioonide laengust, samas kui oksüdatsiooniarvu meetodi puhul on reaktsioon tasakaalustatud sõltuv alt oksüdatsiooni muutusest oksüdeerijate ja redutseerijate arv.
