Pagrindinis skirtumas tarp jonų elektronų metodo ir oksidacijos skaičiaus metodo yra tas, kad taikant jonų elektronų metodą, reakcija subalansuojama priklausomai nuo jonų krūvio, o naudojant oksidacijos skaičiaus metodą, reakcija subalansuojama priklausomai nuo oksidantų ir reduktorių oksidacijos skaičiai.
Ir jonų elektronų metodas, ir oksidacijos skaičiaus metodas yra svarbūs balansuojant chemines lygtis. Subalansuota cheminė lygtis pateikiama tam tikrai cheminei reakcijai ir ji padeda mums nustatyti, kiek reagento sureagavo, kad gautų tam tikrą produkto kiekį, arba reagentų kiekį, reikalingą norint gauti pageidaujamą produkto kiekį.
Kas yra jonų elektronų metodas?
Jonų elektronų metodas yra analizės metodas, kurį galime naudoti norėdami nustatyti stechiometrinį ryšį tarp reagentų ir produktų, naudojant jonines pusines reakcijas. Atsižvelgdami į konkrečios cheminės reakcijos cheminę lygtį, galime nustatyti dvi cheminės reakcijos pusines reakcijas ir subalansuoti elektronų ir jonų skaičių kiekvienoje pusinės reakcijos metu, kad gautume visiškai subalansuotas lygtis.
01 pav.: Cheminės reakcijos
Panagrinėkime pavyzdį, kad suprastume šį metodą.
Reakcija tarp permanganato jonų ir geležies jonų yra tokia:
MnO4– + Fe2+ ⟶ Mn2 + + Fe3+ + 4H2O
Dvi pusinės reakcijos yra permanganato jonų pavertimas mangano(II) jonais ir geležies jonų pavertimas geležies jonais. Šių dviejų pusinių reakcijų joninės formos yra tokios:
MnO4– ⟶ Mn2+
Fe2+ ⟶ Fe3+
Po to turime subalansuoti deguonies atomų skaičių kiekvienoje pusinės reakcijos metu. Pusinės reakcijos metu, kai geležis virsta geležies jonais, deguonies atomų nėra. Todėl kitos pusės reakcijos metu turime subalansuoti deguonies kiekį.
MnO4– ⟶ Mn2+ + 4O2 -
Šie keturi deguonies atomai kilę iš vandens molekulės (ne molekulinio deguonies, nes šioje reakcijoje nesusidaro dujos). Tada teisinga pusinė reakcija yra:
MnO4– ⟶ Mn2+ + 4H2 O
Aukščiau pateiktoje lygtyje kairėje pusėje nėra vandenilio atomų, bet dešinėje pusėje yra aštuoni vandenilio atomai, todėl kairėje pusėje turime pridėti aštuonis vandenilio atomus (vandenilio jonų pavidalu). pusėje.
MnO4– + 8H+ ⟶ Mn2+ + 4H2O
Aukščiau pateiktoje lygtyje kairiosios pusės joninis krūvis nėra lygus dešiniajai. Todėl mes galime pridėti elektronų į vieną iš dviejų pusių, kad subalansuotume jonų krūvį. Kairėje pusėje įkrovimas +7, o dešinėje +2. Čia kairėje pusėje turime pridėti penkis elektronus. Tada pusinė reakcija yra
MnO4– + 8H+ + 5e– ⟶ Mn2+ + 4H2O
Subalansuojant pusiau reakciją, kai geležis virsta geležies jonais, joninis krūvis paverčiamas nuo +2 iki +3; čia turime pridėti vieną elektroną dešinėje pusėje, kad subalansuotume jonų krūvį.
Fe2+ ⟶ Fe3+ + e–
Po to, subalansuodami elektronų skaičių, galime sudėti dvi lygtis. Turime padauginti pusinę reakciją, kai geležis paverčiama geležies oksidu, iš 5, kad gautume penkis elektronus, o tada pridėdami šią modifikuotą pusinės reakcijos lygtį prie pusinės reakcijos, kai permanganatas virsta mangano (II) jonu, gauname penkis elektronai kiekvienoje pusėje panaikinami. Ši reakcija yra šio papildymo rezultatas.
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ + 5e– ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe 3+ + 5e–
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+
Kas yra oksidacijos skaičiaus metodas?
Oksidacijos skaičiaus metodas yra analizės metodas, kurį galime naudoti norėdami nustatyti stechiometrinį ryšį tarp reagentų ir produktų, naudodami cheminių elementų oksidacijos pokyčius, kai reakcija iš reagentų virsta produktais. Redokso reakcijoje yra dvi pusinės reakcijos: oksidacijos reakcija ir redukcijos reakcija. Tame pačiame pavyzdyje, kaip nurodyta aukščiau, reakcija tarp permanganato ir geležies jonų, oksidacijos reakcija yra geležies pavertimas geležies jonais, o redukcijos reakcija yra permanganato jonų pavertimas mangano (II) jonais.
Oksidacija: Fe2+ ⟶ Fe3+
Sumažinimas: MnO4– ⟶ Mn2+
Subalansuodami tokio tipo reakciją, pirmiausia turime nustatyti cheminių elementų oksidacijos būsenų kitimą. Oksidacijos reakcijoje +2 geležies jonų virsta +3 geležies jonais. Redukcijos reakcijoje +7 mangano virsta +2. Todėl galime subalansuoti šių oksidacijos būsenas, padaugindami pusinę reakciją su oksidacijos būsenos padidėjimo / sumažėjimo laipsniu kitoje pusinės reakcijos metu. Aukščiau pateiktame pavyzdyje oksidacijos būsenos pokytis oksidacijos reakcijai yra 1, o redukcijos reakcijos oksidacijos būsenos pokytis yra 5. Tada turime padauginti oksidacijos reakciją iš 5 ir redukcijos reakciją iš 1.
5Fe2+ ⟶ 5Fe3+
MnO4– ⟶ Mn2+
Po to galime pridėti šias dvi pusines reakcijas, kad gautume visą reakciją, o tada galime subalansuoti kitus elementus (deguonies atomus), naudodami vandens molekules ir vandenilio jonus, kad subalansuotume joninį krūvį abiejose pusėse.
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+
Kuo skiriasi jonų elektronų metodas ir oksidacijos skaičiaus metodas?
Jonų elektronų metodas ir oksidacijos skaičiaus metodas yra svarbūs balansuojant chemines lygtis. Pagrindinis skirtumas tarp jonų elektronų metodo ir oksidacijos skaičiaus metodo yra tas, kad taikant jonų elektronų metodą, reakcija subalansuojama priklausomai nuo jonų krūvio, tuo tarpu oksidacijos skaičiaus metodu reakcija subalansuojama priklausomai nuo oksidantų ir reduktorių oksidacijos skaičiaus pokyčio..
Toliau pateikta infografija apibendrina skirtumą tarp jonų elektronų metodo ir oksidacijos skaičiaus metodo.
Santrauka – jonų elektronų metodas ir oksidacijos skaičiaus metodas
Pagrindinis skirtumas tarp jonų elektronų metodo ir oksidacijos skaičiaus metodo yra tas, kad taikant jonų elektronų metodą, reakcija subalansuojama priklausomai nuo jonų krūvio, o naudojant oksidacijos skaičiaus metodą, reakcija subalansuojama priklausomai nuo oksidacijos pokyčio. oksidantų ir reduktorių skaičius.
