Do you have a redox equation you don't know how to balance? Besides simply balancing the equation in question, these programs will also give you a detailed overview of the entire balancing process with your chosen method.
- Ionen-Elektronen-Methode (noch bekannt als Halbreaktions-Methode)
- Methode der Änderung von Oxidationszahlen
- Aggregate redox species method (or ARS method) - Neu auf periodni.com [1]
AUFSTELLEN VON REDOXGLEICHUNGEN
Bei der Ionen-Elektronen-Methode (bekannt als Halbreaktions-Methode) wird die Redoxgleichung in zwei Teilgleichungen aufgeteilt: eine Reaktion für die Oxidation und eine für die Reduktion. Jede von diesen Teilgleichungen wird getrennt aufgestellt und danach addiert, wodurch eine ausgeglichene Redoxreaktionsgleichung entsteht.
1. Schritt: Man schreibt die nicht ausgeglichene Gleichung (ein Gerüst der Reaktion), die alle Reaktanten und Produkte enthält, auf. Für bessere Resultate wird diese Reaktion in der Ion-Form geschrieben.
2. Schritt: Die Redoxreaktion wird in Halbreaktionen aufgeteilt. Redoxreaktion ist einfach die Reaktion, in der zur gleichen Zeit zwei Reaktionen ablaufen, die Reaktion der Oxidation und der Reduktion.
a) Die Oxidationszahlen von jedem Atom, das in der Reaktion auftaucht, werden festgelegt. Die Oxidationszahl (oder Oxidationsstufe) ist die Maßangabe der Oxidationsstufe von einem Atom in einem Molekül (siehe: Die Regeln für die Bestimmung von Oxidationszahlen).
b) Alle Redox-Paare von Atomen, die oxidierten (deren Oxidationszahl vergrößert wurde) und die reduzierten (deren Oxidationszahl verkleinert wurde), werden identifiziert.
c) Die Redox-Paare werden in zwei Halbreaktionen kombiniert: eine für die Oxidation und die andere für die Reduktion (siehe: Aufteilung der Redoxreaktion in zwei Teilreaktionen).
3. Schritt: Die Atome werden in den Teilgleichungen aufgestellt. Chemische Gleichung muss an den beiden Seiten die gleiche Anzahl an Atomen von einzelnen Elementen haben. Die Atome werden durch das Schreiben von einem passenden Koeffizient vor der Formel aufgestellt. Die Formel allein soll nie verändert werden. Jede Halbreaktion wird als eine selbständige Einheit aufgestellt.
a) Alle Atomen außer Sauerstoff und Wasserstoff werden ausgeglichen. Dafür kann jede Spezies verwendet werden, die in der vorgegebenen Gleichung vorkommt. Dabei soll man vorsichtig sein, Reaktanten dürfen nur an der linken Seite der Gleichung addiert werden und die Produkte nur an der rechten Seite der Gleichung.
b) Die Atomen des Sauerstoffes werden ausbalanciert. Die Anzahl der Atome des Sauerstoffes auf der linken und der rechten Seite der Gleichung wird auf Übereinstimmung überprüft. Falls die Anzahl nicht gleich ist, soll sie durch das Addieren von Molekülen des Wassers an der Seite, die eine Mangel an Sauerstoffatomen zeigt, ausbalanciert werden.
c) Die Atome des Wasserstoffes werden ausbalanciert. Es wird überprüft, ob die linke Seite die gleiche Anzahl an Atomen des Wasserstoffes wie die rechte Seite hat. Falls die Anzahl nicht gleich ist, soll sie durch das Addieren von Proton (H+) an der Seite, an der Atome des Wasserstoffes fehlen, ausbalanciert werden.
4. Schritt: Die Ladungen werden mit der Ergänzung e- ausgeglichen. Die Summe aller Ladungen auf der Seite der Produkte muss gleich zur Summe aller Ladungen auf der Seite der Reaktandten sein (Die Summe der Ladung muss nicht gleich null sein). Die Ladungen werden durch das Addieren von Elektron (e-) an der Seite, die einen Mangel an negativer Ladung hat, ausgeglichen.
5. Schritt: Die Anzahl der verlorenen und aufgenommenen Elektronen wird in Halbreaktionen ausgeglichen. Da die Anzahl von Elektronen, die in der Oxidation abgegeben wurden, gleich sein muss zur Anzahl von Elektronen, die in der Redoxreaktion aufgenommen wurden, werden die beiden Gleichungen mit dem Faktor, der das kleinste gemeinsame Vielfache ergibt, multipliziert.
6. Schritt: Die Teilgleichungen werden addiert. Zwei Teilgleichungen werden genauso wie eine gewöhnliche algebraische Gleichung addiert, bei der ein Pfeil wie ein Zeichen der Gleichung funktioniert. Die Teilgleichungen werden addiert, indem sich auf einer Seite alle Produkte und auf der anderen Seite alle Reaktanten befinden.
7. Schritt: Die Gleichung wird verkürzt. Die Spezies, die an beiden Seiten der addierten Gleichung auftritt, wird verkürzt. Falls es nötig ist, wird die ganze Gleichung durch den größten gemeinsamen Teiler dividiert, so dass die Koeffizienten möglichst niedrig werden.
Am Ende wird immer die Ausbalancierung der Ladungen und Elementen überprüft. Erst wird überprüft, ob die Summe der einzelnen Arten von Atomen an einer Seite mit deren Summe an der anderen Seite übereinstimmt.
| ELEMENT | LINKS | RECHTS | UNTERSCHIED |
|---|---|---|---|
| Fe | 3*1 | 3*1 | 0 |
| N | 3*2 + 8*1 | 3*3 + 5*1 | 0 |
| O | 3*6 + 8*3 | 3*9 + 5*1 + 10*1 | 0 |
| H | 8*1 + 12*1 | 10*2 | 0 |
| e | 12*1 | 0 | 12 |
Die Differenz an der Anzahl von Atomen an der linken Seite und der rechten Seite der Gleichung ergibt nicht Null.
Höchst wahrscheinlich ist der Fehler im Ausbalancieren von Atomen in den Teilgleichungen bei der Oxidation und Reduktion (Schritt 3.a). Das Problem kann dadurch gelöst werden, dass die Gleichung in der Ion-Form geschrieben wird. Das heißt, dass das Programm die Gleichung wie Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + NaI nicht ausbalanciert. Andererseits wenn es nur NaI in Ion-Form (Na+ + I-) geschrieben wird, wird das Programm problemlos die Gleichung ausbalancieren. Studieren Sie den Vorgang genau. Aus Fehlern lernt man.
Gleichen Sie die Gleichung mit der ARS-Methode → Fe(NO3)2 + HNO3 = Fe(NO3)3 + NO + H2O.
Zitieren dieser Seite:
Generalic, Eni. "Aufstellen von Redoxgleichungen durch die Ionen-Elektronen-Methode." EniG. Periodensystem der Elemente. KTF-Split, 25 Nov. 2023. Web. {Datum des Abrufs}. <https://www.periodni.com/de/halbreaktionen-methode.php>.
