Метод полуреакций — примеры составления и решения уравнений

Одним из способов решения химических уравнений является метод полуреакций. Ведь большинство процессов идут со сменой степеней окисления, что вызывает затруднения при расстановке коэффициентов перед любой новой формулой. Потому и был расписан рассматриваемый метод, который связывают с электронно-ионным и электронным балансом при перераспределении зарядов.

Метод полуреакций — примеры составления и решения уравнений

Сущность методики

Ее описывают как электронно-ионный баланс, заключающийся в распределении множителей коэффициентного типа. Основой метода полуреакций в нейтральной или щелочной среде является обмен отрицательно заряженных частиц, происходящий между анионами и катионами с различными значениями водородного показателя.

Метод полуреакций — примеры составления и решения уравнений

В реакциях, которые происходят с участием окислительных и восстановительных электролитов, имеются ионы с минусовым или положительным зарядом. Уравнения молекулярно-ионного типа, основой которых является метод полуреакций, наглядным образом покажет суть каждого процесса при помощи уравнивания и подбора необходимых коэффициентов.

Формирование баланса по определенному алгоритму происходит с применением электролитов сильного звена в виде ионных частиц и недиссоциированных молекул в виде слабых соединений. В уравнениях нужно указать частицы, в которых меняются степени окисления. Чтобы определить растворяющую среду, необходимо определить щелочные, кислые и нейтральные условия.

В ОВР метод полуреакций используется с той целью, чтобы расписать по отдельности выражения для восстановительных и окислительных процессов. Итоговым результатом химического разложения станет их суммирование калькулятором или обычным методом.

Исполнение алгоритма

В методе полуреакций примеры с решением имеют свои особенности решения. Основным способом является следование стандартному алгоритму. Сюда включают такие стадии:

Метод полуреакций — примеры составления и решения уравнений

  • Для начала нужно составить формулы всех реагирующих веществ химии. Пример одной из таких реакций H2S + KMnO4 + HCl.
  • Далее, требуется править функцию отдельного составного процесса согласно принципам химии. Вторая составляющая в виде KMnO4 выступает как окислитель, восстановителем служит H2S, а HCl помогает в определении выражений по методу полуреакций в щелочной среде и определяет, насколько кислой является среда его действия.
  • С нового абзаца записывают формулы ионных соединений с большим потенциалом электролитного типа, у которых в атомах может произойти смена степеней окисления.
  • Найдя исходные компоненты, нужно расставлять окисленную и восстановленную форму для каждого реагента. В некоторых случаях конечные вещества уже расписаны по формуле, что значительно облегчает работу.
  • Следующим этапом считается электрическая балансировка. Так как в левой части получается число 7, а в правой 2. необходимо расставить к изначальным веществам 5 отрицательно заряженных частиц и выходит MnO4+5e=4H2O+Mn. Это называют полуреакцией восстановительного свойства.
  • Затем нужно уравнять процесс окисления с помощью добавления катионов водорода, а именно H2S-2e=2H+S. Тогда выходит полуреакция окислительного типа.
  • Правильность получившегося баланса проверяют при помощи расчёта зарядов конечной и исходной части, а также атомов кислорода. Конечным этапом считается переход от ионной записи к молекулярной. Для каждой частицы из левой части баланса подбираются противоположно заряженный ион. После переноса в правую часть все ионы возможно собрать в молекулы.
  • Таким образом, метод полуреакций фактически сводится к написанию молекулярного уравнения путем следования заданному алгоритму. Он используется наравне с составлением баланса электронного вида, но может использоваться чаще за счет простоты.

    Окислители и восстановители

    Не менее важно для правильной записи уравнений как в традиционной, так и онлайн-форме, подобрать окислители и восстановители. От этого зависит, сколько нужно добавлять или вычитать электронов и ионов, а также сложность итоговых выражений.

    К окислителям относят такие частицы, которые несут в себе отрицательно заряженные электроны. Они могут восстанавливаться и легко восполняют электронный недостаток. Сильными окисляющими реагентами считаются:

    Метод полуреакций — примеры составления и решения уравнений

    • Группы галогенов.
    • Различные кислоты и калии.
    • Золото и серебро с содержанием ионов.
    • Оксиды марганца и свинца с валентностью 4.
    • Соединения кислорода с содержанием газа.

    Восстановители при участии в химических процессах передают отрицательный заряд. Окислительное действие претерпевают при расщеплении электронов. Подобными свойствами обладают различные органические и неорганические вещества:

    • Ряд металлов и соединения серы, включая сероводород.
    • Сульфаты железа, а также хрома и марганца.
    • Азотсодержащие реагенты.
    • Углерод природный плюс его оксид с валентностью 2.
    • Молекулы водорода.

    Также к указанной группе можно отнести кислоты с содержанием галогена и фосфористую кислоту. Роль восстановителей обычно играют ионные, атомарные частицы, а также молекулы.

    Достоинства полуреакций

    Для написания схемы окислительно-восстановительных реакций с учетом разных потенциалов полуреакции используют чаще по сравнению со способом электродного баланса. Преимущества такого метода состоят в следующем:

    Метод полуреакций — примеры составления и решения уравнений

    • Решать написанные уравнения, будь то обычные химические или гидролиз, легче за счет рассмотрения реальных ионов и соединений внутри раствора.
    • Несмотря на отсутствие информации о получающихся веществах, их можно определить на последних стадиях.
    • За счет такого метода можно узнать количество участвующих в полуреакциях электронов, а также изменения в коэффициентах водородного показателя раствора.

    Кроме того, с помощью упрощенных ионных уравнений можно изучить особенности прохождения процессов и структуру созданных веществ. Также не всегда бывает необходима информация о степени окисления, поскольку ее можно установить в ходе работы с уравнениями и при необходимости уравнивать.

    Нейтральная среда

    Метод полуреакций — примеры составления и решения уравнений

    Применяется метод полуреакций в нейтральной среде в тех случаях, когда происходит гидролиз солей при образовании слабокислого или слабощелочного раствора. Запись осуществляется в двух вариантах в соответствии с установленными таблицами веществ.

    Первый метод позволяет не учитывать гидролиз солей. Среда считается нейтральной, слева приписывается молекулярная вода. Тогда одну полуреакцию нужно подбирать до установления щелочного состояния, а вторую до кислотного варианта.

    А вот следующий способ является оптимальным для тех процессов, где можно примерно устанавливать значение водородного показателя. В этом случае реакции для электронно-ионного метода стоит рассматривать либо щелочи, либо в кислоте.

    Примером нейтрального раствора может служить воссоединение сероводорода с дихроматом натрия в воде. Получается осадок серы, натрия и трехвалентного гидроксида хрома. Это считается типичной реакцией нейтрального раствора.

    В конце реакции происходит образование голубого осадка из гидроксида хрома и желтой серы. Процесс идет в растворе щелочи с натриевым гидроксидом. При этом степень окисления серы изменяется на 0, заряд хрома уменьшается с 6 до 3.

    Вышеописанная методика может включать в себя семь или более этапов в зависимости от сложности уравнений и требуемого результата. Его преимуществами считаются относительная простота и отсутствие необходимости в дополнительной информации по имеющимся элементам в уравнении. Правильное следование алгоритму и учет всех имеющихся факторов, включая валентность и степень заряда каждого химического элемента из таблицы Менделеева, позволит грамотно составить молекулярное выражение и отыскать все необходимые данные для созданных новых веществ.

    Беликова Ирина

    Учитель физики, информатики и вычислительной техники. Победитель конкурса лучших учителей Российской Федерации в рамках Приоритетного Национального Проекта "Образование".

    Оцените автора
    Добавить комментарий

    Вставить формулу как
    Блок
    Строка
    Дополнительные настройки
    Цвет формулы
    Цвет текста
    #333333
    Используйте LaTeX для набора формулы
    Предпросмотр
    \({}\)
    Формула не набрана
    Вставить
    Adblock
    detector