Ионы электрон арга ба исэлдэлтийн дугаарын аргын гол ялгаа нь ионы электрон аргад урвал нь ионы цэнэгээс хамаарч тэнцвэрждэг бол исэлдэлтийн тооны аргад урвалын өөрчлөлтөөс хамаарч тэнцвэрждэгт оршино. исэлдүүлэгч ба бууруулагчийн исэлдэлтийн тоо.
Ионы электрон арга болон исэлдэлтийн тооны арга хоёулаа химийн тэгшитгэлийг тэнцвэржүүлэхэд чухал ач холбогдолтой. Тодорхой химийн урвалын хувьд тэнцвэртэй химийн тэгшитгэлийг өгсөн бөгөөд энэ нь тодорхой хэмжээний бүтээгдэхүүнийг өгөхийн тулд урвалд орж буй бодис хэр их урвалд орсон, эсвэл хүссэн хэмжээний бүтээгдэхүүнийг авахад шаардагдах урвалын хэмжээг тодорхойлоход тусалдаг.
Ионы электрон арга гэж юу вэ?
Ионы электрон арга нь ионы хагас урвалыг ашиглан урвалд орж буй бодис ба бүтээгдэхүүний хоорондын стехиометрийн хамаарлыг тодорхойлоход ашиглаж болох аналитик арга юм. Тодорхой химийн урвалын химийн тэгшитгэлийг өгвөл бид химийн урвалын хоёр хагас урвалыг тодорхойлж, хагас урвал бүрт электрон болон ионы тоог тэнцвэржүүлж бүрэн тэнцвэртэй тэгшитгэл гаргаж чадна.
Зураг 01: Химийн урвал
Энэ аргыг ойлгохын тулд жишээ авч үзье.
Перманганатын ион ба төмрийн ионы хоорондох урвал дараах байдалтай байна:
MnO4– + Fe2+ ⟶ Mn2 + + Fe3+ + 4H2O
Хоёр хагас урвал нь перманганатын ионыг манганы (II) ион, төмрийн ионыг төмрийн ион болгон хувиргах явдал юм. Эдгээр хоёр хагас урвалын ионы хэлбэрүүд нь дараах байдалтай байна:
MnO4– ⟶ Mn2+
Fe2+ ⟶ Fe3+
Дараа нь бид хагас урвал бүрт хүчилтөрөгчийн атомын тоог тэнцвэржүүлэх ёстой. Төмрийг төмрийн ион болгон хувиргах хагас урвалд хүчилтөрөгчийн атом байдаггүй. Тиймээс бид нөгөө хагас урвалын хүчилтөрөгчийг тэнцвэржүүлэх ёстой.
MnO4– ⟶ Mn2+ + 4O2 -
Эдгээр дөрвөн хүчилтөрөгчийн атом нь усны молекулаас гаралтай (энэ урвалд хий үүсэхгүй тул молекул хүчилтөрөгч биш). Тэгвэл зөв хагас урвал нь:
MnO4– ⟶ Mn2+ + 4H2 O
Дээрх тэгшитгэлд зүүн талд устөрөгчийн атом байхгүй, харин баруун талд найман устөрөгчийн атом байгаа тул зүүн талд найман устөрөгчийн атомыг (устөрөгчийн ион хэлбэрээр) нэмэх ёстой. тал.
MnO4– + 8H+ ⟶ Mn2+ + 4Ц2O
Дээрх тэгшитгэлд зүүн талын ионы цэнэг баруун талтай тэнцүү биш байна. Тиймээс бид ионы цэнэгийг тэнцвэржүүлэхийн тулд хоёр талын аль нэгэнд электрон нэмж болно. Зүүн талын цэнэг нь +7, баруун талд нь +2 байна. Энд бид зүүн талд таван электрон нэмэх ёстой. Тэгвэл хагас урвал ньбайна.
MnO4– + 8H+ + 5e– ⟶ Mn2+ + 4H2O
Төмрийг төмрийн ион болгон хувиргах хагас урвалыг тэнцвэржүүлэх үед ионы цэнэг +2-оос +3 болж хувирдаг; Энд бид ионы цэнэгийг тэнцвэржүүлэхийн тулд баруун талдаа нэг электрон нэмэх хэрэгтэй.
Fe2+ ⟶ Fe3+ + e–
Дараа нь электронуудын тоог тэнцвэржүүлэх замаар хоёр тэгшитгэлийг нэмж болно. Таван электрон авахын тулд төмрийг төмөр болгон хувиргах хагас урвалыг 5-аар үржүүлээд дараа нь перманганатыг манганы (II) ион болгон хувиргах хагас урвалд энэ өөрчилсөн хагас урвалын тэгшитгэлийг нэмэх шаардлагатай. тал бүрт электронууд хүчингүй болдог. Дараах урвал нь энэ нэмэлтийн үр дүн юм.
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ + 5e– ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe 3+ + 5e–
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+
Исэлдүүлэх тоон арга гэж юу вэ?
Исэлдүүлэх тоон арга нь урвалд орох бодисоос бүтээгдэхүүн рүү шилжих үед химийн элементүүдийн исэлдэлтийн өөрчлөлтийг ашиглан урвалд орох бодис ба бүтээгдэхүүний хоорондын стехиометрийн хамаарлыг тодорхойлоход ашиглаж болох аналитик арга юм. Редокс урвалд хоёр хагас урвал явагдана: исэлдэлтийн урвал ба бууралтын урвал. Дээрхтэй ижил жишээний хувьд перманганат ба төмрийн ионуудын хоорондох урвалын хувьд исэлдэлтийн урвал нь төмрийг төмрийн ион болгон хувиргах, харин бууруулах урвал нь перманганатын ионыг манганы (II) ион болгон хувиргах явдал юм.
Исэлдүүлэх: Fe2+ ⟶ Fe3+
Багасгах: MnO4– ⟶ Mn2+
Энэ төрлийн урвалыг тэнцвэржүүлэхдээ эхлээд химийн элементүүдийн исэлдэлтийн төлөвийн өөрчлөлтийг тодорхойлох хэрэгтэй. Исэлдэлтийн урвалын үед төмрийн ионы +2 нь +3 төмрийн ион болж хувирдаг. Бууруулах урвалд манганы +7 нь +2 болж хувирдаг. Тиймээс бид хагас урвалыг нөгөө хагас урвал дахь исэлдэлтийн төлөвийн өсөлт/багаслын зэрэгтэй үржүүлснээр тэдгээрийн исэлдэлтийн төлөвийг тэнцвэржүүлж чадна. Дээрх жишээнд исэлдэх урвалын исэлдэлтийн төлөвийн өөрчлөлт 1, ангижруулах урвалын исэлдэлтийн төлөвийн өөрчлөлт 5 байна. Дараа нь исэлдэх урвалыг 5, ангижруулах урвалыг 1-ээр үржүүлэх шаардлагатай.
5Fe2+ ⟶ 5Fe3+
MnO4– ⟶ Mn2+
Дараа нь бид эдгээр хоёр хагас урвалыг нэмээд бүрэн урвалыг гаргаж, дараа нь усны молекулууд болон устөрөгчийн ионуудыг ашиглан бусад элементүүдийг (хүчилтөрөгчийн атомууд) тэнцвэржүүлж, хоёр талын ионы цэнэгийг тэнцвэржүүлж чадна.
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+
Ионы электрон арга ба исэлдэлтийн тоон аргын хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?
Ионы электрон арга болон исэлдэлтийн тооны арга нь химийн тэгшитгэлийг тэнцвэржүүлэхэд чухал үүрэгтэй. Ионы электрон арга ба исэлдэлтийн тоон аргын гол ялгаа нь ионы электрон аргад урвал нь ионы цэнэгээс хамаарч тэнцвэрждэг бол исэлдэлтийн тоон аргын хувьд исэлдүүлэгч ба бууруулагчийн исэлдэлтийн тооны өөрчлөлтөөс хамаарч урвал тэнцвэрждэгт оршино..
Доорх инфографик нь ионы электрон арга ба исэлдэлтийн дугаарын аргын ялгааг нэгтгэн харуулав.
Хураангуй – Ионы электрон арга ба исэлдэлтийн тоон арга
Ионы электрон арга ба исэлдэлтийн дугаарын аргын гол ялгаа нь ионы электрон аргад ионы цэнэгээс хамаарч урвал тэнцвэрждэг бол исэлдэлтийн тооны аргад исэлдэлтийн өөрчлөлтөөс хамаарч урвал тэнцвэрждэгт оршино. исэлдүүлэгч ба бууруулагчийн тоо.
