Ako vyvážiť redoxné reakcie (s obrázkami)

Redukčná/oxidačná (redoxná) reakcia je chemická reakcia, pri ktorej sa jeden z reaktantov redukuje, zatiaľ čo druhý sa oxiduje.[1]
Redukcia a oxidácia sa vzťahujú na prenos elektrónov medzi prvkami alebo zlúčeninami a označujú sa oxidačným stavom.[2]
Atóm je oxidovaný, keď sa jeho oxidačné číslo zvyšuje, a redukovaný, keď sa jeho oxidačné číslo znižuje. Redoxné reakcie sú nevyhnutné pre základné životné funkcie, ako je fotosyntéza a dýchanie.[3]
Vyváženie redoxnej reakcie má niekoľko ďalších krokov ako vyváženie bežnej chemickej rovnice. Najdôležitejším krokom je určiť, či redoxná reakcia skutočne prebieha alebo nie.

Časť 1 z 3:Identifikácia redoxnej reakcie


Naučte sa pravidlá pre priradenie oxidačného stavu. Oxidačný stav druhu (každého prvku v rovnici) je číslo rovnajúce sa počtu elektrónov, ktoré možno získať, stratiť alebo zdieľať s iným prvkom počas procesu chemickej väzby.[4]
Existuje sedem pravidiel, ktoré umožňujú určiť oxidačný stav prvku. Musia sa dodržiavať v uvedenom poradí. Ak si dve pravidlá odporujú, použite prvé pravidlo na priradenie oxidačného stavu (OS).[5]

  • Pravidlo č. 1: Jednotlivý atóm má sám o sebe OS 0. Napríklad: Au, OS = 0. Cl2 má tiež OS 0, pokiaľ sa nekombinuje so žiadnym iným prvkom.
  • Pravidlo č. 2: Celkový OS všetkých atómov v neutrálnom druhu je 0, ale v ióne sa rovná náboju iónu. OS molekuly sa musí rovnať 0, ale OS pre každý prvok v danej molekule nemusí byť nulový. Napríklad H2O má OS 0, ale každý atóm vodíka má OS +1, zatiaľ čo atóm kyslíka má OS -2. Ión Ca2+ má oxidačný stav +2.
  • Pravidlo č. 3: V prípade zlúčenín majú kovy skupiny 1 OS +1 a kovy skupiny 2 OS +2.
  • Pravidlo č. 4: Oxidačný stav fluóru v zlúčenine je -1.
  • Pravidlo č. 5: Oxidačný stav vodíka v zlúčenine je +1.
  • Pravidlo č. 6: Oxidačný stav kyslíka v zlúčenine je -2.
  • Pravidlo č. 7: V zlúčeninách s dvoma prvkami, kde aspoň jeden je kov, majú prvky skupiny 15 OS -3, skupiny 16 OS -2 a skupiny 17 OS -1.


Rozdeľte reakciu na dve polreakcie. Hoci sú polovičné reakcie hypotetickými reakciami, rozdelenie rovnice vám umožní ľahko určiť, či prebieha redoxná reakcia. Ak to chcete urobiť, vezmite prvý reaktant a zapíšte ho ako polreakciu s produktom, ktorý obsahuje prvok v reaktante. Potom vezmite druhý reaktant a zapíšte ho ako polovičnú reakciu s produktom, ktorý obsahuje tento prvok.

  • Napríklad: Fe + V2O3 —> Fe2O3 + VO sa rozdelí na nasledujúce dve polreakcie:
    • Fe —> Fe2O3
    • V2O3 —> VO
  • Ak je len jeden reaktant a dva produkty, urobte jednu polreakciu s reaktantom a prvým produktom a jednu polreakciu s reaktantom a druhým produktom. Pri spájaní polreakcií na konci nezabudnite rekombinovať reaktanty. To isté môžete urobiť, ak sú dva reaktanty a len jeden produkt: použite každý reaktant s rovnakým produktom pre polreakcie.
    • ClO- —> Cl- + ClO3
    • Polreakcia 1: ClO- —> Cl-
    • Poloreakcia 2: ClO- —> ClO3


Priraďte oxidačné stavy každému prvku v rovnici. Pomocou siedmich pravidiel na priraďovanie oxidačných stavov určte oxidačný stav pre každý druh v danej chemickej rovnici. Hoci zlúčenina môže byť neutrálna, prvky, ktoré ju tvoria, budú mať nabitý oxidačný stav. Nezabudnite postupovať podľa pravidiel v poradí.

  • Pre prvú polovičnú reakciu v našom vyššie uvedenom príklade: OS pre samotný atóm Fe je 0 (pravidlo č. 1), OS pre Fe v Fe2 je +3 (pravidlo č. 2 a 6) a OS pre O v O3 je -2 (pravidlo č. 6).
  • Pre druhú polreakciu: OS pre V v V2 je +3 (pravidlo č. 2 a 6), zatiaľ čo OS pre O v O3 je -2 (pravidlo č. 6). OS pre V je +2 (pravidlo č. 2), zatiaľ čo OS pre O je -2 (pravidlo č. 6).


Určte, či je jeden druh oxidovaný a druhý redukovaný. Pri pohľade na oxidačné stavy jednotlivých druhov vo vašej polreakcii určte, či sa jeden druh oxiduje (oxidačný stav sa zvyšuje), zatiaľ čo druhý druh sa redukuje (oxidačný stav sa znižuje). [6]

  • V našom príklade je prvá polreakcia oxidovaná, pretože Fe začína s OS 0 a prechádza do 3. Druhá polreakcia sa redukuje, pretože V začína s OS +6 a klesá na +2.
  • Keďže jeden druh je oxidovaný a druhý redukovaný, táto rovnica je redoxná reakcia.[7]

2. časť z 3:Vyváženie redoxnej reakcie v neutrálnom alebo kyslom roztoku


Rozdeľte reakciu na dve polreakcie. Vaša rovnica by už mala byť rozdelená na dve polreakcie z predchádzajúceho kroku určenia, či prebieha alebo neprebieha redoxná reakcia. Ak vám už bolo povedané, že ide o redoxnú reakciu, potom je vaším prvým krokom rozdeliť ju na dve polreakcie. Ak to chcete urobiť, vezmite prvý reaktant a zapíšte ho ako polreakciu s produktom, ktorý obsahuje prvok v reaktante. Potom vezmite druhý reaktant a zapíšte ho ako polovičnú reakciu s produktom, ktorý obsahuje tento prvok.

  • Napríklad: Fe + V2O3 —> Fe2O3 + VO sa rozpadá na nasledujúce dve polreakcie:
    • Fe —> Fe2O3
    • V2O3 —> VO
  • Ak je len jeden reaktant a dva produkty, urobte jednu polreakciu s reaktantom a prvým produktom a jednu polreakciu s reaktantom a druhým produktom. Pri kombinovaní polreakcií na konci nezabudnite rekombinovať reaktanty. To isté môžete urobiť, ak sú dva reaktanty a len jeden produkt: použite každý reaktant s rovnakým produktom pre polreakcie.
    • ClO- —> Cl- + ClO3
    • Polreakcia 1: ClO- —> Cl-
    • Polreakcia 2: ClO- —> ClO3


Bilancia všetky prvky v rovnici okrem vodíka a kyslíka. Keď ste zistili, že prebieha redoxná reakcia, je čas ju vyvážiť. Začnite vyvažovaním všetkých prvkov v každej polreakcii, ktoré nie sú vodíkom (H) alebo kyslíkom (O). Tie sa vyvážia v nasledujúcich krokoch.

  • Poloreakcia 1:
    • Fe —> Fe2O3
    • Na ľavej strane je 1 atóm Fe a na pravej strane 2 atómy, ľavú stranu vynásobte 2, aby ste dosiahli rovnováhu.
    • 2Fe —> Fe2O3
  • Poloreakcia 2:
    • V2O3 —> VO
    • Na ľavej strane sú 2 atómy V a na pravej strane jeden, pravú stranu vynásobte 2, aby sa vyrovnala.
    • V2O3 —> 2VO


Vyvážte atómy kyslíka pridaním H2O na opačnú stranu reakcie. Určte počet atómov kyslíka na každej strane rovnice. Rovnováhu vyrovnajte pridaním molekúl vody na stranu, ktorá má menej atómov kyslíka, až kým sa obe strany nevyrovnajú.

  • Poloreakcia 1:
    • 2Fe —> Fe2O3
    • Na pravej strane sú 3 atómy O a na ľavej strane žiadny. Pridajte 3 H2molekuly O na ľavú stranu, aby sa vyrovnala.
    • 2Fe + 3H2O —> Fe2O3
  • Polreakcia 2:
    • V2O3 —> 2VO
    • Na ľavej strane sú 3 atómy O a na pravej dva. Pridajte 1 H2Molekula O na pravú stranu na vyváženie.
    • V2O3 —> 2VO + H2O


Vyvážte atómy vodíka pridaním H+ na opačnú stranu rovnice. Podobne ako pri atómoch kyslíka určte počet atómov vodíka na každej strane rovnice. Potom vyrovnajte pridaním atómov H+ na stranu, ktorá má menej atómov, až kým sa obe strany nevyrovnajú.

  • Polreakcia 1:
    • 2Fe + 3H2O —> Fe2O3
    • Na ľavej strane je 6 atómov H a na pravej strane žiadny. Na vyváženie pridajte 6 H+ na pravú stranu.
    • 2Fe + 3H2O —> Fe2O3 + 6H+
  • Poloreakcia 2:
    • V2O3 —> 2VO + H2O
    • Na pravej strane sú 2 atómy H a na ľavej strane žiadny. Na vyváženie pridajte 2 H+ na ľavú stranu.
    • V2O3 + 2H+ —> 2VO + H2O


Vyrovnajte náboje pridaním elektrónov na správnu stranu rovnice. Po vyrovnaní vodíkov a kyslíkov bude jedna strana rovnice kladnejšia ako druhá. Na stranu každej rovnice, ktorá je kladnejšia, pridajte toľko elektrónov, aby sa náboj rovnal nule.

  • Elektróny sa takmer vždy pridajú na stranu s atómami H+.
  • Polreakcia 1:
    • 2Fe + 3H2O —> Fe2O3 + 6H+
    • Náboj na ľavej strane rovnice je 0, zatiaľ čo pravá strana má náboj 6+ vďaka vodíkovým iónom. Pridajte 6 elektrónov na pravú stranu, aby ste dosiahli rovnováhu.
    • 2Fe + 3H2O —> Fe2O3 + 6H+ + 6e-
  • Poloreakcia 2:
    • V2O3 + 2H+ —> 2VO + H2O
    • Náboj na ľavej strane rovnice je 2+, zatiaľ čo na pravej strane je 0. Pridajte 2 elektróny na ľavú stranu, aby bol náboj nulový.
    • V2O3 + 2H+ + 2e- —> 2VO + H2O


Každú polreakciu vynásobte škálovacím faktorom tak, aby elektróny boli v oboch polreakciách rovnaké. Elektróny na oboch stranách rovnice sa musia vyrovnať, aby sa po sčítaní polovičných reakcií elektróny vymazali. Vynásobte reakciu najnižším spoločným činiteľom elektrónov, aby boli rovnaké.[8]

  • Polreakcia 1 má 6 elektrónov, zatiaľ čo polreakcia 2 má 2 elektróny. Vynásobením polreakcie 2 číslom 3 bude mať 6 elektrónov a bude sa rovnať prvej polreakcii.
  • Poloreakcia 1:
    • 2Fe + 3H2O —> Fe2O3 + 6H+ + 6e-
  • Polreakcia 2:
    • V2O3 + 2H+ + 2e- —> 2VO + H2O
    • Vynásobte 3: 3V2O3 + 6H+ + 6e- —> 6VO + 3H2O


Spojte dve polreakcie. Napíšte všetky reaktanty na ľavú stranu rovnice a všetky produkty na pravú stranu rovnice. Všimnite si, že na každej strane sú podobné výrazy vrátane H2O, H+ a e-. Podobné výrazy môžete zrušiť, pričom zostávajúce výrazy vytvoria vyváženú rovnicu.

  • 2Fe + 3H2O + 3V2O3 + 6H+ + 6e- —> Fe2O3 + 6H+ + 6e- + 6VO + 3H2O
  • Elektróny na oboch stranách rovnice sa vyrušia, čím vznikne: 2Fe + 3H2O + 3V2O3 + 6H+ —> Fe2O3 + 6H+ + 6VO + 3H2O
  • Existujú 3 H2O a 6 iónov H+ na oboch stranách rovnice, ktoré sa tiež rušia, čím vzniká konečná vyvážená rovnica: 2Fe + 3V2O3 —> Fe2O3 + 6VO


Dvakrát skontrolujte, či má každá strana vašej rovnice rovnaký náboj. Po skončení bilancovania skontrolujte, či sú náboje na oboch stranách rovnice vyvážené. Náboje na oboch stranách rovnice by mali byť rovnaké.

  • Pre pravú stranu našej rovnice: OS pre Fe je 0. V V2O3 OS pre V je +3 a pre O je -2. Ak vynásobíme počtom atómov každého prvku, V = +3 x 2 =6, O = -2 x 3 = -6. Náboje sa vyrušia.
  • Pre ľavú stranu našej rovnice: V Fe2O3 OS pre Fe je +3 a pre O je -2. Vynásobte počtom atómov každého prvku, Fe = +3 x 2 = +6, O = -2 x 3 = -6. Náboje sa vyrušia. Vo VO je OS pre V +2, zatiaľ čo pre O je -2. Náboje sa na tejto strane tiež rušia.
  • Keďže všetky náboje sa rovnajú nule, naša rovnica bola správne vyvážená.

Časť 3 z 3:Vyváženie redoxnej reakcie v základnom roztoku


Rozdeľte reakciu na dve polreakcie. Vyvažovanie v základnom roztoku prebieha podľa rovnakých krokov ako vyššie s jedným krokom navyše na konci. Vaša rovnica by už mala byť opäť rozdelená na dve polovičné reakcie z predchádzajúceho kroku určenia, či prebieha alebo neprebieha redoxná reakcia. Ak vám už bolo povedané, že ide o redoxnú reakciu, potom je vaším prvým krokom rozdeliť ju na dve polreakcie. Ak to chcete urobiť, vezmite prvý reaktant a zapíšte ho ako polovičnú reakciu s produktom, ktorý obsahuje prvok v reaktante. Potom vezmite druhý reaktant a zapíšte ho ako polovičnú reakciu s produktom, ktorý obsahuje tento prvok.

  • Vyvážte napríklad nasledujúcu reakciu v zásaditom roztoku: Ag + Zn2+ —> Ag2O + Zn sa rozpadá na tieto dve polreakcie:
    • Ag —> Ag2O
    • Zn2+ —> Zn


Vyvážte všetky prvky v rovnici okrem vodíka a kyslíka. Po zistení, že prebieha redoxná reakcia, je potrebné ju vyvážiť. Začnite vyvažovaním všetkých prvkov v každej polreakcii, ktoré nie sú vodíkom (H) alebo kyslíkom (O). Tieto sa vyvážia v nasledujúcich krokoch.

  • Poloreakcia 1:
    • Ag —> Ag2O
    • Na ľavej strane je 1 atóm Ag a na pravej strane 2, ľavú stranu vynásobte 2, aby ste dosiahli rovnováhu.
    • 2Ag —> Ag2O
  • Poloreakcia 2:
    • Zn2+ —> Zn
    • Na ľavej strane je 1 atóm Zn a na pravej 1, preto je už rovnováha zabezpečená.


Vyvážte atómy kyslíka pridaním H2O na opačnú stranu reakcie. Určte počet atómov kyslíka na každej strane rovnice. Rovnicu vyrovnáme pridaním molekúl vody na stranu, ktorá má menej atómov kyslíka, až kým sa obe strany nevyrovnajú.

  • Poloreakcia 1:
    • 2Ag —> Ag2O
    • Na ľavej strane nie je žiadny atóm O a na pravej strane je jeden. Pridajte 1 H2Molekula O na ľavú stranu, aby sa vyrovnala.
    • H2O + 2Ag —> Ag2O
  • Polovičná reakcia 2:
    • Zn2+ —> Zn
    • Na oboch stranách nie sú žiadne atómy O, preto je rovnovážny.


Vyvážte atómy vodíka pridaním H+ na opačnú stranu rovnice. Podobne ako v prípade atómov kyslíka určte počet atómov vodíka na každej strane rovnice. Potom vyvažujte pridávaním atómov H+ na stranu, ktorá má menej atómov, až kým sa obe strany nevyrovnajú.

  • Polreakcia 1:
    • H2O + 2Ag —> Ag2O
    • Na ľavej strane sú 2 atómy H a na pravej strane žiadny. Pridajte 2 H+ na pravú stranu, aby ste dosiahli rovnováhu.
    • H2O + 2Ag —> Ag2O + 2H+
  • Poloreakcia 2:
    • Zn2+ —> Zn
    • Na oboch stranách nie sú žiadne atómy H, preto je reakcia vyvážená.


Vyrovnajte náboje pridaním elektrónov na správnu stranu rovnice. Po vyrovnaní vodíkov a kyslíkov bude jedna strana vašej rovnice kladnejšia ako druhá. Pridajte dostatok elektrónov na stranu každej rovnice, ktorá je kladnejšia, aby sa náboj rovnal nule.

  • Elektróny sa takmer vždy pridajú na stranu s atómami H+.
  • Poloreakcia 1:
    • H2O + 2Ag —> Ag2O + 2H+
    • Náboj na ľavej strane rovnice je 0, zatiaľ čo pravá strana má náboj 2+ vďaka vodíkovým iónom. Na vyváženie pridajte 2 elektróny na pravú stranu.
    • H2O + 2Ag —> Ag2O + 2H+ + 2e-
  • Polovičná reakcia 2:
    • Zn2+ —> Zn
    • Náboj na ľavej strane rovnice je 2+, zatiaľ čo na pravej strane je 0. Pridajte 2 elektróny na ľavú stranu, aby sa náboj rovnal nule.
    • Zn2+ + 2e- —> Zn


Vynásobte každú polreakciu škálovacím faktorom tak, aby elektróny boli v oboch polreakciách rovnaké. Počet elektrónov na oboch stranách rovnice sa musí vyrovnať, aby sa pri sčítaní polreakcií elektróny vymazali. Vynásobte reakciu najnižším spoločným činiteľom elektrónov, aby boli rovnaké.[9]

  • V našom príklade sú už obe strany vyvážené s 2 elektrónmi na každej strane.


Spojte tieto dve polreakcie. Napíšte všetky reaktanty na ľavú stranu rovnice a všetky produkty na pravú stranu rovnice. Všimnite si, že na každej strane sú podobné výrazy vrátane H2O, H+ a e-. Podobné členy môžete zrušiť, pričom zostávajúce členy ponechajú vyváženú rovnicu.

  • H2O + 2Ag + Zn2+ + 2e- —> Ag2O + Zn + 2H+ + 2e-
  • Elektróny na oboch stranách rovnice sa anulujú, čím vznikne: H2O + 2Ag + Zn2+ —> Ag2O + Zn + 2H+


Vyvážte kladné vodíkové ióny zápornými hydroxylovými iónmi.[10]
Keďže v základnom roztoku chcete dosiahnuť rovnováhu, chcete zrušiť vodíkové ióny. Pridajte rovnaký počet iónov OH-, aby ste vyvážili ióny H+. Pri pridávaní iónov OH- musíte na obe strany rovnice pridať rovnaký počet.

  • H2O + 2Ag + Zn2+ —> Ag2O + Zn + 2H+
  • Na pravej strane rovnice sú 2 ióny H+. Na obe strany rovnice pridajte 2 OH- ióny.
  • H2O + 2Ag + Zn2+ + 2OH- —> Ag2O + Zn + 2H+ + 2OH-
  • H+ a OH- sa spoja a vytvoria jednu molekulu vody (H2O), pričom vzniká H2O + 2Ag + Zn2+ + 2OH- —> Ag2O + Zn + 2H2O
  • Na pravej strane môžete zrušiť jednu molekulu vody, čím získate konečnú vyváženú rovnicu: 2Ag + Zn2+ + 2OH- —> Ag2O + Zn + H2O

  • Dvakrát skontrolujte, či má každá strana vašej rovnice nulový náboj. Po skončení vyvažovania skontrolujte, či sú náboje na oboch stranách rovnice vyvážené. Náboje (oxidačný stav všetkých prvkov) na každej strane rovnice by sa mali rovnať nule.

    • Pre ľavú stranu našej rovnice: Ag má OS 0. Ión Zn2+ má OS +2. V OH- ióne je OS -1, ale keďže sú 2, celkový náboj je -2. +2 Zn a -2 OH- iónu sa vynulujú.
    • Pre pravú stranu: V Ag2O, Ag má OS +1, zatiaľ čo O je -2. Vynásobením počtom atómov Ag = +1 x 2 = +2, -2 O sa anuluje. Zn má OS 0. Molekula vody má tiež OS 0.
    • Keďže všetky náboje sa rovnajú nule, naša rovnica bola správne vyvážená.
  • Odkazy