Avainero ionielektronimenetelmän ja hapetuslukumenetelmän välillä on se, että ionielektronimenetelmässä reaktio tasapainotetaan ionien varauksen mukaan, kun taas hapetuslukumenetelmässä reaktio tasapainotetaan ionielektronimenetelmän muutoksesta riippuen. hapettimien ja pelkistimien hapetusluvut.
Sekä ionielektronimenetelmä että hapetuslukumenetelmä ovat tärkeitä kemiallisten yhtälöiden tasapainottamisessa. Tasapainotettu kemiallinen yhtälö annetaan tietylle kemialliselle reaktiolle, ja se auttaa meitä määrittämään, kuinka paljon reagoivaa ainesta reagoi antamaan tietty määrä tuotetta, tai kuinka paljon reagoivia aineita tarvitaan halutun määrän saamiseksi tuotetta.
Mikä on Ion Electron Method?
Ionielektronimenetelmä on analyyttinen tekniikka, jonka avulla voimme määrittää stökiömetrisen suhteen lähtöaineiden ja tuotteiden välillä käyttämällä ionisia puolireaktioita. Kun otetaan huomioon tietyn kemiallisen reaktion kemiallinen yhtälö, voimme määrittää kemiallisen reaktion kaksi puolireaktiota ja tasapainottaa elektronien ja ionien lukumäärän kussakin puolireaktiossa, jotta saadaan täysin tasapainotetut yhtälöt.
Kuva 01: Kemialliset reaktiot
Katsotaanpa esimerkkiä tämän menetelmän ymmärtämiseksi.
Permanganaatti-ionin ja rauta-ionin välinen reaktio on seuraava:
MnO4– + Fe2+ ⟶ Mn2 + + Fe3+ + 4H2O
Kaksi puolireaktiota ovat permanganaatti-ionin muuttuminen mangaani(II)-ioniksi ja rauta-ioni rauta-ioniksi. Näiden kahden puolireaktion ionimuodot ovat seuraavat:
MnO4– ⟶ Mn2+
Fe2+ ⟶ Fe3+
Sen jälkeen meidän on tasapainotettava happiatomien lukumäärä kussakin puolireaktiossa. Puolireaktiossa, jossa rauta muuttuu ferri-ioniksi, ei ole happiatomeja. Siksi meidän on tasapainotettava happi toisessa puolireaktiossa.
MnO4– ⟶ Mn2+ + 4O2 -
Nämä neljä happiatomia tulevat vesimolekyylistä (ei molekyylihapesta, koska tässä reaktiossa ei synny kaasua). Silloin oikea puolireaktio on:
MnO4– ⟶ Mn2+ + 4H2 O
Yllä olevassa yhtälössä vasemmalla puolella ei ole vetyatomeja, mutta oikealla puolella on kahdeksan vetyatomia, joten meidän on lisättävä kahdeksan vetyatomia (vetyionien muodossa) vasemmalle puoli.
MnO4– + 8H+ ⟶ Mn2+ + 4H2O
Yllä olevassa yhtälössä vasemman puolen ionivaraus ei ole yhtä suuri kuin oikean puolen. Siksi voimme lisätä elektroneja toiselle puolelle ionivarauksen tasapainottamiseksi. Vasemmalla puolella lataus on +7 ja oikealla +2. Tässä meidän on lisättävä viisi elektronia vasemmalle puolelle. Sitten puolireaktio on
MnO4– + 8H+ + 5e– ⟶ Mn2+ + 4H2O
Kun tasapainotetaan rautametallin ferri-ioniksi muuttumisen puolireaktiota, ionivaraus muuttuu +2:sta +3:ksi; tässä meidän on lisättävä yksi elektroni oikealle puolelle seuraavasti tasapainottaaksemme ionivarausta.
Fe2+ ⟶ Fe3+ + e–
Sen jälkeen voimme lisätä kaksi yhtälöä yhteen tasapainottamalla elektronien lukumäärää. Meidän on kerrottava puolireaktio, jossa rautametalli muuttuu ferriksi 5:llä, jotta saadaan viisi elektronia, ja sitten lisäämällä tämä modifioitu puolireaktioyhtälö puolireaktioon, jossa permanganaatti muuttuu mangaani(II)-ioniksi, viisi kummallakin puolella olevat elektronit kumoavat. Seuraava reaktio on tämän lisäyksen tulos.
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ + 5e– ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe 3+ + 5e–
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+
Mikä on hapetuslukumenetelmä?
Hapetuslukumenetelmä on analyyttinen tekniikka, jonka avulla voimme määrittää stökiömetrisen suhteen lähtöaineiden ja tuotteiden välillä käyttämällä kemiallisten alkuaineiden hapettumisen muutosta, kun reaktio muuttuu lähtöaineista tuotteiksi. Redox-reaktiossa on kaksi puolireaktiota: hapetusreaktio ja pelkistysreaktio. Samassa esimerkissä kuin edellä, permanganaatin ja rauta-ionien välinen reaktio, hapetusreaktio on rautametallin muuntaminen rauta-ioniksi, kun taas pelkistysreaktio on permanganaatti-ionin muuntaminen mangaani(II)-ioniksi.
Hapetus: Fe2+ ⟶ Fe3+
Alennus: MnO4– ⟶ Mn2+
Tällaista reaktiota tasapainotettaessa meidän on ensin määritettävä kemiallisten alkuaineiden hapetusasteiden muutos. Hapetusreaktiossa +2 rauta-ionista muuttuu +3 rauta-ioniksi. Pelkistysreaktiossa mangaanin +7 muuttuu +2:ksi. Siksi voimme tasapainottaa näiden hapetustilat kertomalla puolireaktion hapetustilan lisäys-/vähennysasteella toisessa puolireaktiossa. Yllä olevassa esimerkissä hapetusreaktion hapetustilan muutos on 1 ja pelkistysreaktion hapetusasteen muutos on 5. Sitten meidän on kerrottava hapetusreaktio 5:llä ja pelkistysreaktio luvulla 1.
5Fe2+ ⟶ 5Fe3+
MnO4– ⟶ Mn2+
Sen jälkeen voimme lisätä nämä kaksi puolireaktiota saadaksemme täydellisen reaktion ja sitten tasapainottaa muut alkuaineet (happiatomit) käyttämällä vesimolekyylejä ja vetyioneja ionivarauksen tasapainottamiseksi molemmilla puolilla.
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+
Mitä eroa on ionielektronimenetelmällä ja hapetuslukumenetelmällä?
Ionielektronimenetelmä ja hapetuslukumenetelmä ovat tärkeitä kemiallisten yhtälöiden tasapainottamisessa. Keskeinen ero ionielektronimenetelmän ja hapetuslukumenetelmän välillä on se, että ionielektronimenetelmässä reaktio tasapainotetaan ionien varauksen mukaan, kun taas hapetuslukumenetelmässä reaktio tasapainotetaan hapettimien ja pelkistimien hapetuslukujen muutoksesta riippuen..
Alla infografiassa on yhteenveto ionielektronimenetelmän ja hapetuslukumenetelmän välisestä erosta.
Yhteenveto – Ionielektronimenetelmä vs hapetuslukumenetelmä
Avainero ionielektronimenetelmän ja hapetuslukumenetelmän välillä on, että ionielektronimenetelmässä reaktio tasapainotetaan ionien varauksen mukaan, kun taas hapetuslukumenetelmässä reaktio tasapainotetaan hapettumisen muutoksesta riippuen hapettimien ja pelkistimien määrä.
