18.1
W jaki sposób bateria dostarcza energię elektryczną do zasilania urządzeń przenośnych? Dlaczego pokrojone awokado brązowieje, a metal rdzewieje pod wodą?
Procesy te są napędzane przez specyficzne rodzaje reakcji chemicznych polegających na przenoszeniu elektronów z jednego atomu na drugi. Atom tracący elektrony jest utleniany, podczas gdy atom zyskujący elektrony jest redukowany. Reakcje te nazywane są reakcjami utleniania-redukcji lub redoks i charakteryzują się zmianami stopnia utlenienia jednego lub więcej reagentów.
Interakcja między magnezem a stężonym kwasem solnym jest przykładem reakcji redoks. Tutaj magnez jest utleniany do jonów magnezu 2+, a protony są redukowane do gazowego wodoru.
Proste równania chemiczne można łatwo zrównoważyć. Ponieważ jednak większość równań redoks jest złożona, liczba utraconych i zyskanych elektronów musi być uzasadniona.
Podczas równoważenia równań redoks konieczne jest przestrzeganie prawa zachowania masy. Ilość każdego pierwiastka oraz wszelkie przyrosty lub straty elektronów muszą być zrównoważone po obu stronach reakcji; Tak więc, jeśli jeden reagent zostanie zredukowany, inny musi zostać utleniony.
Metoda półreakcji służy do pomyślnego równoważenia równań redoks.
Rozważ reakcję nadmanganianu ze szczawianami. W przypadku wodnych roztworów kwasowych przypisz stopnie utlenienia i podziel reakcję na półreakcje składowe.
Następnie zrównoważ każdą półreakcję, pomijając wodór i tlen. Tutaj mangan jest już zrównoważony, ale szczawian potrzebuje współczynnika dwa; po drugie, zrównoważyć atomy tlenu z dodatkiem cząsteczek wody; i po trzecie, zrównoważ atomy wodoru, dodając protony tam, gdzie jest to wymagane.
Zrównoważ ładunki, dodając elektrony. Ponieważ mangan jest redukowany, po stronie reagenta dodaje się pięć elektronów. I odwrotnie, szczawian jest utleniony; W ten sposób po stronie produktu dodawane są dwa elektrony. Pomnóż półreakcje przez liczbę całkowitą, aby liczba dodanych elektronów była równa.
Na koniec dodaj i uprość zrównoważone półreakcje, eliminując gatunki po obu stronach, aby uzyskać zrównoważoną reakcję redoks.
W przypadku zasadowych roztworów wodnych procedura jest podobna, ale obejmuje jeden dodatkowy krok. W tym przypadku równą liczbę jonów hydroksylowych dodaje się po obu stronach reakcji w celu zneutralizowania protonów przed zsumowaniem zrównoważonych półreakcji.
Elektrochemia jest nauką zajmującą się wzajemną przemianą reakcji elektrycznych i chemicznych. Takie reakcje nazywane są reakcjami redukcji-utleniania…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.