Diferența cheie dintre metoda cu electroni ioni și metoda numărului de oxidare este că, în metoda electronului ionic, reacția este echilibrată în funcție de sarcina ionilor, în timp ce, în metoda numărului de oxidare, reacția este echilibrată în funcție de modificarea numerele de oxidare ale oxidanților și reductanților.
Atât metoda electronului ionic, cât și metoda numărului de oxidare sunt importante în echilibrarea ecuațiilor chimice. O ecuație chimică echilibrată este dată pentru o anumită reacție chimică și ne ajută să determinăm cât de mult reactant a reacționat pentru a da o anumită cantitate de produs sau cantitatea de reactanți necesară pentru a obține o cantitate dorită de produs.
Ce este metoda electronului ionic?
Metoda electronului ionic este o tehnică analitică pe care o putem folosi pentru a determina relația stoechiometrică dintre reactanți și produși, folosind semireacții ionice. Având în vedere ecuația chimică pentru o anumită reacție chimică, putem determina cele două semireacții ale reacției chimice și putem echilibra numărul de electroni și ioni din fiecare jumătate de reacție pentru a obține ecuații complet echilibrate.
Figura 01: Reacții chimice
Să luăm în considerare un exemplu pentru a înțelege această metodă.
Reacția dintre ionul permanganat și ionul feros este următoarea:
MnO4– + Fe2+ ⟶ Mn2 + + Fe3+ + 4H2O
Cele două semireacții sunt conversia ionului permanganat în ion mangan (II) și ionul feros în ion feric. Formele ionice ale acestor două semireacții sunt următoarele:
MnO4– ⟶ Mn2+
Fe2+ ⟶ Fe3+
După aceea, trebuie să echilibrăm numărul de atomi de oxigen din fiecare semireacție. În semireacția în care fierul este transformat în ion feric, nu există atomi de oxigen. Prin urmare, trebuie să echilibrăm oxigenul în ceal altă jumătate de reacție.
MnO4– ⟶ Mn2+ + 4O2 -
Acești patru atomi de oxigen provin din molecula de apă (nu oxigen molecular deoarece nu există producție de gaz în această reacție). Atunci semireacția corectă este:
MnO4– ⟶ Mn2+ + 4H2 O
În ecuația de mai sus, nu există atomi de hidrogen în partea stângă, dar sunt opt atomi de hidrogen în partea dreaptă, așa că trebuie să adăugăm opt atomi de hidrogen (sub formă de ioni de hidrogen) în stânga lateral.
MnO4– + 8H+ ⟶ Mn2+ + 4H2O
În ecuația de mai sus, sarcina ionică a părții stângi nu este egală cu partea dreaptă. Prin urmare, putem adăuga electroni pe una dintre cele două părți pentru a echilibra sarcina ionică. Încărcarea în partea stângă este +7, iar în partea dreaptă este +2. Aici, trebuie să adăugăm cinci electroni în partea stângă. Atunci semireacția este, MnO4– + 8H+ + 5e– ⟶ Mn2+ + 4H2O
La echilibrarea semireacției de conversie feroasă în ion feric, sarcina ionică se transformă de la +2 la +3; aici trebuie să adăugăm un electron în partea dreaptă, după cum urmează, pentru a echilibra sarcina ionică.
Fe2+ ⟶ Fe3+ + e–
După aceea, putem adăuga două ecuații împreună prin echilibrarea numărului de electroni. Trebuie să înmulțim semireacția cu conversia ferosului în feric cu 5 pentru a obține cinci electroni și apoi adăugând această ecuație de semireacție modificată la semireacția cu conversia permanganatului în ion de mangan (II), cei cinci electronii din fiecare parte se anulează. Următoarea reacție este rezultatul acestei adăugări.
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ + 5e– ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe 3+ + 5e–
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+
Ce este metoda numărului de oxidare?
Metoda numărului de oxidare este o tehnică analitică pe care o putem folosi pentru a determina relația stoechiometrică dintre reactanți și produse, folosind modificarea oxidării elementelor chimice atunci când reacția trece de la reactanți la produse. Într-o reacție redox, există două semireacții: reacția de oxidare și reacția de reducere. Pentru același exemplu ca mai sus, reacția dintre permanganat și ionii feroși, reacția de oxidare este conversia ionului feros în ion feric, în timp ce reacția de reducere este conversia ionului permanganat în ion mangan (II).
Oxidare: Fe2+ ⟶ Fe3+
Reducere: MnO4– ⟶ Mn2+
Când echilibrăm acest tip de reacție, mai întâi trebuie să determinăm schimbarea stărilor de oxidare ale elementelor chimice. În reacția de oxidare, +2 de ion feros se transformă în +3 ion feric. În reacția de reducere, +7 de mangan se transformă în +2. Prin urmare, putem echilibra stările de oxidare ale acestora prin înmulțirea semireacției cu gradul de creștere/scădere a stării de oxidare în ceal altă semireacție. În exemplul de mai sus, schimbarea stării de oxidare pentru reacția de oxidare este 1 și schimbarea stării de oxidare pentru reacția de reducere este 5. Apoi, trebuie să înmulțim reacția de oxidare cu 5 și reacția de reducere cu 1.
5Fe2+ ⟶ 5Fe3+
MnO4– ⟶ Mn2+
După aceea, putem adăuga aceste două semireacții pentru a obține reacția completă și apoi putem echilibra celel alte elemente (atomi de oxigen) folosind molecule de apă și ioni de hidrogen pentru a echilibra sarcina ionică din ambele părți.
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+
Care este diferența dintre metoda electronului ionic și metoda numărului de oxidare?
Metoda electronului ionic și metoda numărului de oxidare sunt importante în echilibrarea ecuațiilor chimice. Diferența cheie dintre metoda electronului ionic și metoda numărului de oxidare este că, în metoda electronului ionic, reacția este echilibrată în funcție de sarcina ionilor, în timp ce, în metoda numărului de oxidare, reacția este echilibrată în funcție de modificarea numărului de oxidare al oxidanților și reductanților..
Infografia de mai jos rezumă diferența dintre metoda electronilor cu ioni și metoda numărului de oxidare.
Rezumat – Metoda electronului ionic vs metoda numărului de oxidare
Diferența cheie dintre metoda cu electroni ioni și metoda numărului de oxidare este că, în metoda electronului ionic, reacția este echilibrată în funcție de sarcina ionilor, în timp ce, în metoda numărului de oxidare, reacția este echilibrată în funcție de modificarea oxidării. numărul de oxidanți și reductanți.
