Imate redoks jednadžbu koju ne znate balansirati? Osim što će balansirati jednadžbu, ovi programi će vam i detaljno opisati postupak balansiranja odabranom metodom.
- Ion-elektron metoda (poznata i kao metoda parcijalnih reakcija)
- Metoda promjene oksidacijskih brojeva
- Metoda agregacije redoks specija (ili ARS metoda) - Novo na periodni.com [1]
URAVNOTEŽIVANJE REDOKS REAKCIJA
Metoda agregacije redoks specija, ili skraćeno ARS metoda, unaprijeđena je metoda promjene oksidacijskih brojeva koja uspješno rješava i jednadžbe koje se ne mogu 'čisto' rastaviti na parcijalne reakcije oksidacije i redukcije.
1. korak: Napiše se neuravnotežena jednadžba (kostur reakcije) koja sadrži sve reaktante i produkte kemijske reakcije. Jednadžbe redoks reakcija koje treba izjednačiti često znaju biti napisane bez molekula vode, H+ i OH- iona.
2. korak: Identificiraju se svi redoks parovi prisutni u redoks reakciji.
a) Odrede se oksidacijski brojevi za svaki atom koji se pojavljuje u reakciji (vidi: Pravila za određivanje oksidacijskih brojeva). Upotreba oksidacijskih brojeva jako pojednostavljuje određivanje koji se element u reakciji oksidirao a koji reducirao.
b) Identificiraju se i napišu svi redoks parovi atoma koji su se oksidirali (kojima se povećao oksidacijski broj) ili reducirali (kojima se smanjio oksidacijski broj). Odredi se prijelaz elektrona za svaki redoks par pazeći da broj atoma koji su se oksidirali odnosno reducirali na obje strane jednadžbe bude jednak. Ako je potrebno napišu se stehiometrijski koeficijenti ispred specija.
Reakcije oksidacije
Reakcije redukcije
c) Uklone se nepotrebni redoks parovi. Neki atomi, iako imaju različite oksidacijske brojeve na lijevoj i desnoj strani jednadžbe, nisu redoks atomi. Potrebno je poznavati kemijsku reakciju koju jednadžba opisuje kako bi se znalo koje redoks parove treba zadržati a koje odbaciti. Program je automatski označio redoks parove koje treba ukloniti (sive jednadžbe). Pravila po kojima program odlučuje koje redoks parove zadržati a koje odbaciti možete naći na stranici Dijeljenje redoks reakcije u dvije parcijalne reakcije. Izbor se može promijeniti klikom na kvadratić (check box) ispred svakog redoks para.
3. korak Skupe se sve redoks specije u jednu jednadžbu (ARS jednadžbu). Specije s redoks atomima kombiniraju se na način da u ARS jednadžbi svi redoks atomi budu izjednačeni.
a) Izjednače se redoks atomi koji nisu dio redoks para. Kada je u nekoj speciji prisutno više atoma koji mijenjaju oksidacijski broj moramo izračunati prijelaz elektrona za cijelu speciju. Zbog toga je potrebno sve redoks parove koji imaju speciju s više različitih redoks atoma kombinirati u jednu jednadžbu.
b) Izjednače se neredoks atomi koji su prisutni samo u redoks specijama. Kada se neredoks atom nalazi samo u redoks specijama mora se balansirati prije izjednačavanja prijelaza elektrona. Kako su redoks atomi već balansirani, neredoks atomi smiju se balansirati samo množenjem cijele jednadžbe (redoks para) nekim faktorom i zbrajanjem s nekom drugom jednadžbom oksidacije ili redukcije.
Ovaj korak je preskočen. Nemamo neredoks atoma koji su prisutni samo u redoks specijama.
c) Kombiniraju se preostale reakcije u dvije parcijalne reakcije. Preostale jednadžbe kombiniraju se (ili zbroje) u dvije parcijalne jednadžbe: jednu za oksidaciju i drugu za redukciju. Treba biti posebno oprezan kako se ne bi poremetila balansiranost neredoks atoma.
Ovaj korak je preskočen. Imamo samo dvije parcijalne reakcije.
d) Izjednači se prijelaz elektrona u parcijalnim reakcijama. Nakon što smo uravnotežili redoks atome u parcijalnim reakcijama, izjednači se broj elektrona oslobođenih oksidacijom s brojem elektrona primljenim redukcijom.
e) Zbroje se parcijalne jednadžbe i odrede 'slobodne' specije. Zbroje se ili kombiniraju obje parcijalne jednadžbe u ARS jednadžbu. Elektroni se pokrate. U ARS jednadžbi svi redoks atomi su izjednačeni. Stehiometrijski koeficijenti specija u ARS jednadžbi se 'zamrznu'. Iznimka su specije koje imaju redoks atome s istim oksidacijskim brojem na obje strane jednadžbe (označene crvenom bojom). Njihovi koeficijenti mogu se mijenjati neovisno o ostalim specijama u ARS jednadžbi.
4. korak Uravnoteže se naboji i ostali atomi. U koracima koji slijede ARS jednadžba gleda se kao jedna cjelina. Stehiometrijski faktor neke specije može se promijeniti samo tako da se cijela ARS jednadžba pomnoži nekim faktorom. Ako želite, ARS jednadžbu možete podijeliti s najvećim zajedničkim djeliteljem kako bi koeficijenti bili najmanji mogući.
a) Dodaju se specije bez redoks atoma i uravnoteže se svi atomi osim vodika i kisika. U 'zamrznutu' ARS jednadžbu dodaju se specije koje ne sadrže redoks atome (označene plavom bojom). Uravnoteže se svi ostali atomi osim vodika i kisika. Dobivena jednadžba obično je dovoljno jednostavna da se bez problema može ručno balansirati. U ovom koraku, za balansiranje jednadžbe program koristi Gausovu metodu eliminacije.
b) Uravnoteže se naboji. Kod reakcija u kiselom mediju naboji se izjednačavaju dodavanjem H+ iona na stranu koja ima manjak pozitivnih naboja.
c) Uravnoteže se atomi kisika. Provjerimo odgovara li broj atoma kisika na lijevoj strani jednadžbe njihovom broju na desnoj strani. Ako nije jednak uravnotežimo ga dodatkom vode na stranu gdje nedostaju kisikovi atomi.
5. korak: Sredi se dobivena jednadžba. Specije koje se pojavljuju na obje strane zbrojene jednadžbe se pokrate. Ako je potrebno cijela jednadžba se podijeli s najvećim zajedničkim djeliteljem kako bi koeficijenti bili najmanji mogući.
6. korak Provjeri se uravnotežnost naboja i elemenata. Kao i sve ostale kemijske reakcije i redoks reakcija mora imati uravnotežene naboje i elemente. Provjeri se je li suma pojedinih vrsta atoma na jednoj strani jednadžbe jednaka sumi istih tih atoma na drugoj strani. Provjeri se odgovara li suma električnih naboja na lijevoj strani jednadžbe onoj na desnoj strani. Nije bitno kolika je suma naboja dokle god je jednaka na obje strane.
| ELEMENT | LIJEVO | DESNO | RAZLIKA |
|---|---|---|---|
| Fe | 4*1 | 4*1 | 0 |
| I | 4*2 + 5*1 | 13*1 | 0 |
| H | 5*1 + 25*1 | 15*2 | 0 |
| O | 5*3 | 15*1 | 0 |
| Cl | 25*1 | 4*3 + 13*1 | 0 |
| Naboj | 0 | 0 | 0 |
Kako suma pojedinih atoma na lijevoj strani jednadžbe odgovara sumi tih atoma na desnoj strani i kako je suma naboja jednaka na obje strane jednadžbe možemo napisati uravnoteženu jednadžbu.
Bibliografija:
- E. Generalić, N. Vladislavić, Aggregate Redox Species Method - An Improved Oxidation Number Change Method for Balancing Redox Equations, Chemistry Journal, Vol. 4, No. 3, 43-49 (2018)
Citiranje ove stranice:
Generalić, Eni. "Uravnoteživanje jednadžbi redoks reakcija metodom agregacije redoks specija." EniG. Periodni sustav elemenata. KTF-Split, 18 Jan. 2024. Web. {Datum pristupa}. <https://www.periodni.com/hr/ars_metoda.php>.
