Ausgleich der Redoxreaktion in einer einfachen Lösung Beispielproblem

Redoxreaktionen finden üblicherweise in sauren Lösungen statt. Dasselbe könnte leicht in einfachen Lösungen passieren. Diese Beispielaufgabe zeigt, wie man eine Redoxreaktion in einer basischen Lösung ausbalanciert.

Redoxreaktionen werden in basischen Lösungen unter Verwendung der gleichen Halbreaktionsmethode ausgeglichen, die in der Beispielaufgabe „ Gleichgewichts-Redoxreaktionsbeispiel “ gezeigt wird. In Summe:

1. Identifizieren Sie die Oxidations- und Reduktionskomponenten der Reaktion.
2. Trennen Sie die Reaktion in eine Oxidationshalbreaktion und eine Reduktionshalbreaktion.
3. Balancieren Sie jede Halbreaktion sowohl atomar als auch elektronisch.
4. Gleichen Sie den Elektronentransfer zwischen der Oxidations- und der Reduktionshalbgleichung aus.
5. Rekombinieren Sie die Halbreaktionen, um die vollständige Redoxreaktion zu bilden .

Dadurch wird die Reaktion in einer sauren Lösung ausgeglichen, in der ein Überschuss an H ⁺ -Ionen vorhanden ist .. In basischen Lösungen gibt es einen Überschuss an OH – Ionen ^{. Die ausgewogene Reaktion muss modifiziert werden, um H +} -Ionen zu entfernen und OH ^– -Ionen einzuschließen .

Problem:

Gleichen Sie die folgende Reaktion in einer basischen Lösung aus :

Cu(s) + HNO ₃ (wässrig) → Cu ²⁺ (wässrig) + NO(g)

Lösung:

Gleichen Sie die Gleichung unter Verwendung der Halbreaktionsmethode aus, die in  Gleichgewichts-Redox-Reaktionsbeispiel beschrieben ist . Diese Reaktion ist die gleiche wie die in dem Beispiel verwendete, wurde aber in einer sauren Umgebung äquilibriert. Das Beispiel zeigte, dass die ausgeglichene Gleichung in der Säurelösung lautete:

3 Cu + 2 HNO ₃ + 6 H ⁺ → 3 Cu ²⁺ + 2 NO + 4 H ₂ O

^{Es sind sechs H +} -Ionen zu entfernen. Dies wird erreicht, indem ^{auf beiden Seiten der Gleichung} die gleiche Anzahl von OH – -Ionen hinzugefügt wird. Fügen Sie in diesem Fall 6 OH ^– auf beiden Seiten hinzu. 3 Cu + 2 HNO ₃ + 6 H ⁺ + 6 OH ^– → 3 Cu ²⁺ + 2 NO + 4 H ₂ O + 6 OH ^–

H+ und OH- Ionen verbinden sich zu einem Wassermolekül (HOH oder H ₂ O). In diesem Fall wird auf der Eduktseite 6 H ₂ O gebildet .

3 Cu + 2 HNO ₃ + 6 H ₂ O → 3 Cu ²⁺ + 2 NO + 4 H ₂ O + 6 OH ^–

Brechen Sie die fremden Wassermoleküle auf beiden Seiten der Reaktion ab. Entfernen Sie in diesem Fall 4 H ₂ O von beiden Seiten.

3 Cu + 2 HNO ₃ + 2 H ₂ O → 3 Cu ²⁺ + 2 NO + 6 OH ^–

Die Reaktion wird nun in basischer Lösung ausbalanciert.