ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า หรือปฏิกิริยารีดอกซ์
•ปฏิกิริยารีดอกซ์ คือ ปฏิกิริยาเคมี ที่มีการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนระหว่างสารตั้งต้นทำให้เลขออกซิเดชันมีการเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งจะทำให้มีอะตอมของธาตุบางตัวสูญเสียหรือได้รับอิเล็กตรอน จะเรียกปฏิกิริยาที่เกิดการเสียอิเล็กตรอนว่า ปฏิกิริยาออกซิเดชัน (Oxidation) และเรียกปฏิกิริยาที่มีการรับอิเล็กตรอนว่า ปฏิกิริยารีดักชัน (Reduction) เช่น
MnO2 (s)+ 2KBr(aq)+ 2H2SO4 (aq) ® MnSO4 (aq)+K2SO4(aq)+2H2O(l) + Br2 (l)
16.2 การดุลสมการรีดอกซ์
ปฏิกิริยารีดอกซ์ เป็นปฏิกิริยาที่มีการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชัน โดยมีทั้งเลขออกซิเดชันลดลงและเพิ่มขึ้น หรือเป็นปฏิกิริยาที่มีการให้และรับอิเล็กตรอน (มีการถ่ายโอนอิเล็กตรอน) ดังนั้น การดุลสมการของปฏิกิริยารีดอกซ์ จึงใช้ 2 วิธี คือ การใช้เลขออกซิเดชันที่เปลี่ยนแปลงไป และใช้การให้และรับอิเล็กตรอน (หรือ การใช้ครึ่งปฏิกิริยา)
การดุลสมการทั่วไป เป็นการทำจำนวนอะตอมของธาตุต่าง ๆ ของสารตั้งต้น เท่ากับจำนวนอะตอมของธาตุต่าง ๆ ของสารผลิตภัณฑ์ หรือทำจำนวนอะตอมของธาตุต่าง ๆ ทางซ้าย และขวาของสมการให้เท่ากัน สำหรับปฏิกิริยารีดอกซ์ นอกจากจะต้องทำจำนวนอะตอมของธาตุต่าง ๆ ทางซ้ายและขวาให้เท่ากัน ยังต้องทำเลขออกซิเดชันที่เปลี่ยนแปลงไปให้เท่ากัน หรือต้องทำจำนวนอิเล็กตรอนที่ให้และรับให้เท่ากัน และถ้าเป็นการดุลสมการไอออนิก ต้องทำจำนวนประจุทางซ้ายและขวาให้เท่ากันอีกด้วย
16.2.1 การดุลสมการรีดอกซ์โดยใช้เลขออกซิเดชัน
การดุลสมการรีดอกซ์โดยใช้วิธีเลขออกซิเดชันที่เปลี่ยนแปลง (The Oxidation Number Change Method) เป็นการดุลสมการของปฏิกิริยารีดอกซ์ โดยทำเลขออกซิเดชันที่ลดลงเท่ากับเลขออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้น แล้วทำจำนวนอะตอมของธาตุต่าง ๆ ทางซ้ายและทางขวาให้เท่ากัน แต่ถ้าเป็นสมการไอออนิกต้องทำค่าประจุรวมทางซ้าย และทางขวาให้เท่ากันด้วย
หลักทั่วไปของการดุลสมการรีดอกซ์โดยวิธีเลขออกซิเดชันที่เปลี่ยนแปลง ดังนี้
1. เขียนสมการของปฏิกิริยาที่ยังไม่ดุล แสดงเลขออกซิเดชันของธาตุที่เปลี่ยนแปลงไป และ แสดงเลขออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้น และลดลงไว้ข้างล่าง โดยคิดต่อสารตั้งต้นที่เป็นตัวออกซิไดส์หรือตัวรีดิวซ์นั้น 1 โมเลกุล
2. ทำเลขออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้นและลดลงให้เท่ากัน ด้วยกาคูณไขว้สลับค่าเลขออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้นและลดลงนั้น
3. ทำจำนวนอะตอมของธาตุมี่เปลี่ยนเลขออกซิเดชัน ทั้งซ้ายและทางขวาให้เท่ากัน
4. ดุลจำนวนอะตอมของธาตุอื่น ๆ ที่ไม่เปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชันให้เท่ากัน ถ้ามี H2O ( H และ O ไม่เปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชัน) รวมอยู่ด้วยให้ดุลเป็นอันดับสุดท้าย และในการดุล H2O ให้ทำจำนวนอะตอม H ซ้ายและขวาให้เท่ากัน
5. สำหรับสมการไอออนิก เมื่อดุลถึงขั้นที่ 3 ให้ดุประจุทั้งทางซ้ายและขวาให้เท่ากันแล้วจึงดุลขั้นที่ 4 ต่อ ไป
6. สมการที่ดุลแล้ว ต้องทำเลขสัมประสิทธิ์ข้างหน้าของสารทุกชนิดเป็นตัวเลขอย่างต่ำ
2 การดุลสมการรีดอกซ์โดยใช้ครึ่งปฏิกิริยา
การดุลสมการรีดอกซ์โดยใช้วิธีการครึ่งปฏิกิริยา (Half reaction Method) หรือ วิธีการไอออน - อิเล็กตรอน (Ion-electron Method) เป็นวิธีที่ดุลสมการด้วยการทำจำนวนอิเล็กตรอนที่ให้และรับให้เท่ากัน สมการที่จะดุลด้วยวิธีนี้ต้องเป็นสมการไอออนิก ถ้าไม่เป็นสมการไอออนิกต้องเปลี่ยนเป็นสมการไอออนิกก่อน แล้วจึงดุลได้
หลักการดุลสมการโดยใช้วิธีการครึ่งปฎิกิริยา
1. ใช้การเปลี่ยนเลขออกซิเดชันของธาตุ แบ่งส่วนที่ถูกออกซิไดส์ และถูกรีดิวซ์ เขียนโครงครึ่งปฏิกิริยาไอออนิกสุทธิ 2 โครง โดยโครงหนึ่งเป็นส่วนที่ถูกออกซิไดส์ และอีกส่วนหนึ่งถูกรีดิวซ์
2. ดุลแต่ละครึ่งปฏิกิริยาที่แยกได้
2.1. ดุลอะตอมของธาตุที่ถูกออกซิไดซ์ และที่ถูกรีดิวซ์ ทั้งสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ ยกเว้น O และ H ยังไม่ดุล
2.2 ดุลธาตุออกซิเจนด้วยการเติมน้ำ (H2O) เติม H2O ลงข้าวที่มีออกซิเจนน้อยกว่า
2.3 ในปฏิกิริยาที่เป็นกรดเติม H+ ลงในข้างที่มีไฮโดรเจนน้อยกว่าของสมการ เพื่อดุลอะตอมของ H
2.4. เติมจำนวนอิเล็กตรอนลงในข้างที่มีประจุมาก จำนวนอิเล็กตรอนที่เติมลงไปเท่ากับผลต่างระหว่างประจุรวมทั้ง 2 ข้าง
2.5 สำหรับปฏิกิริยาที่เป็นเบสเมื่อดุลถึงขึ้นนี้ถ้าในสมการมี H+ เกิดขึ้นไม่ว่าอยู่ทางข้างซ้ายหรือขวาให้ทำลาย H+ ทั้งหมดด้วยการบวก OH+ เข้าไปในสมการทั้งข้างซ้ายและขวาด้วยจำนวนเท่ากับจำนวน H+ นั้น เพื่อสะเทินกรด (H+ ) ทั้งหมดด้วย OH- จะได้สมการของครึ้งปฏิกิริยาแบบรีดักชันหรือแบบออกซิเดชันที่ดุลแล้ว
3. ทำจำนวนอิเล็กตรอนในสมการของปฏิกิริยาออกซิเดชัน และรีดักชันให้เท่ากันแล้วนำสมการทั้งหมดมาบวก อิเล็กตรอนหักล้างหมดไป จะได้สมการของปฏิกิริยารีดอกซ์ที่ดุลแล้วตามต้องการ
ตรวจนับ จำนวนอะตอมของธาตุแต่ละธาตุเท่ากัน และประจุรวมข้างซ้าเท่ากับประจุรวมข้างขวาแสดงสมการสุทธิดุล
http://www.upload-thai.com/download.php?id=1adcd375a3fbb766373cbdf60264a394
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น