Ključna razlika između metode ionskih elektrona i metode oksidacijskih brojeva je u tome što je kod metode ionskih elektrona reakcija uravnotežena ovisno o naboju iona, dok je kod metode oksidacijskih brojeva reakcija uravnotežena ovisno o promjeni oksidacijski brojevi oksidansa i reducenta.
I metoda ionskih elektrona i metoda oksidacijskih brojeva važne su za uravnoteženje kemijskih jednadžbi. Uravnotežena kemijska jednadžba dana je za određenu kemijsku reakciju i pomaže nam odrediti koliko je reaktanta reagiralo da bi se dobila određena količina proizvoda ili količina reaktanata potrebnih da se dobije željena količina proizvoda.
Što je ionsko elektronska metoda?
Metoda ionskih elektrona je analitička tehnika koju možemo koristiti za određivanje stehiometrijskog odnosa između reaktanata i proizvoda, koristeći ionske polureakcije. S obzirom na kemijsku jednadžbu za određenu kemijsku reakciju, možemo odrediti dvije polureakcije kemijske reakcije i uravnotežiti broj elektrona i iona u svakoj polureakciji kako bismo dobili potpuno uravnotežene jednadžbe.
Slika 01: Kemijske reakcije
Razmotrimo primjer da bismo razumjeli ovu metodu.
Reakcija između permanganatnog iona i željeznog iona je sljedeća:
MnO4– + Fe2+ ⟶ Mn2 + + Fe3+ + 4H2O
Dvije polureakcije su pretvorba permanganatnog iona u manganov(II) ion i željeznog iona u željezni ion. Ionski oblici ove dvije polureakcije su sljedeći:
MnO4– ⟶ Mn2+
Fe2+ ⟶ Fe3+
Nakon toga, moramo uravnotežiti broj atoma kisika u svakoj polureakciji. U polureakciji gdje se željezo pretvara u feri ion, nema atoma kisika. Stoga moramo uravnotežiti kisik u drugoj polureakciji.
MnO4– ⟶ Mn2+ + 4O2 -
Ova četiri atoma kisika dolaze iz molekule vode (ne molekularnog kisika jer u ovoj reakciji nema stvaranja plina). Tada je ispravna polureakcija:
MnO4– ⟶ Mn2+ + 4H2 O
U gornjoj jednadžbi, nema atoma vodika na lijevoj strani, ali ima osam atoma vodika na desnoj strani, tako da moramo dodati osam atoma vodika (u obliku iona vodika) na lijevu stranu strana.
MnO4– + 8H+ ⟶ Mn2+ + 4H2O
U gornjoj jednadžbi, ionski naboj lijeve strane nije jednak desnoj strani. Stoga možemo dodati elektrone na jednu od dvije strane kako bismo uravnotežili ionski naboj. Naboj na lijevoj strani je +7, a na desnoj +2. Ovdje moramo dodati pet elektrona na lijevu stranu. Tada je polureakcija, MnO4– + 8H+ + 5e– ⟶ Mn2+ + 4H2O
Kada se balansira polureakcija pretvaranja željeza u ion željeza, ionski naboj prelazi iz +2 u +3; ovdje trebamo dodati jedan elektron na desnu stranu kako slijedi kako bismo uravnotežili ionski naboj.
Fe2+ ⟶ Fe3+ + e–
Nakon toga, možemo zbrojiti dvije jednadžbe balansirajući broj elektrona. Moramo pomnožiti polureakciju s pretvorbom željeza u feri s 5 da bismo dobili pet elektrona, a zatim dodavanjem ove modificirane jednadžbe polureakcije polureakciji s pretvorbom permanganata u mangan(II) ion, pet elektroni na svakoj strani se poništavaju. Sljedeća reakcija je rezultat ovog dodavanja.
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ + 5e– ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe 3+ + 5e–
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+
Što je metoda oksidacijskih brojeva?
Metoda oksidacijskog broja je analitička tehnika koju možemo koristiti za određivanje stehiometrijskog odnosa između reaktanata i proizvoda, koristeći promjenu u oksidaciji kemijskih elemenata kada reakcija ide od reaktanata do proizvoda. U redoks reakciji postoje dvije polureakcije: reakcija oksidacije i reakcija redukcije. Za isti primjer kao gore, reakcija između permanganata i željeznih iona, oksidacijska reakcija je pretvorba željeznog u željezni ion dok je redukcijska reakcija pretvorba permanganatnog iona u mangan(II) ion.
Oksidacija: Fe2+ ⟶ Fe3+
Redukcija: MnO4– ⟶ Mn2+
Prilikom balansiranja ove vrste reakcije prvo trebamo odrediti promjenu oksidacijskih stanja kemijskih elemenata. U reakciji oksidacije, +2 željeznog iona pretvara se u +3 željeznog iona. U reakciji redukcije +7 mangana prelazi u +2. Stoga možemo uravnotežiti njihova oksidacijska stanja množenjem polureakcije sa stupnjem povećanja/smanjenja oksidacijskog stanja u drugoj polureakciji. U gornjem primjeru, promjena oksidacijskog stanja za reakciju oksidacije je 1, a promjena oksidacijskog stanja za reakciju redukcije je 5. Zatim moramo pomnožiti reakciju oksidacije s 5 i reakciju redukcije s 1.
5Fe2+ ⟶ 5Fe3+
MnO4– ⟶ Mn2+
Nakon toga, možemo dodati ove dvije polureakcije kako bismo dobili potpunu reakciju, a zatim možemo uravnotežiti ostale elemente (atome kisika) pomoću molekula vode i iona vodika kako bismo uravnotežili ionski naboj na obje strane.
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+
Koja je razlika između metode ionskih elektrona i metode oksidacijskih brojeva?
Metoda ionskih elektrona i metoda oksidacijskih brojeva važne su za uravnoteženje kemijskih jednadžbi. Ključna razlika između metode ionskih elektrona i metode oksidacijskih brojeva je u tome što je kod metode ionskih elektrona reakcija uravnotežena ovisno o naboju iona, dok je kod metode oksidacijskih brojeva reakcija uravnotežena ovisno o promjeni oksidacijskih brojeva oksidansa i reducenta..
U nastavku infografika sažima razliku između metode ionskih elektrona i metode oksidacijskih brojeva.
Sažetak – Metoda ionskih elektrona naspram metode oksidacijskih brojeva
Ključna razlika između metode ionskih elektrona i metode oksidacijskih brojeva je u tome što je kod metode ionskih elektrona reakcija uravnotežena ovisno o naboju iona, dok je kod metode oksidacijskih brojeva reakcija uravnotežena ovisno o promjeni oksidacije. broj oksidanata i reducenta.
