Nâng cao: bảo toàn điện tích trong phương trình ion và bán phản ứng
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| half equation/hɑːf ɪˈkweɪʒn/ | phương trình bán phần |
| spectator ion/spekˈteɪtə ˈaɪɒn/ | ion không tham gia phản ứng |
Điều gì có thể giải thích quan sát này?
- Level cao hơn: Một phương trình có thể bảo toàn nguyên tử nhưng lại không bảo toàn điện tích. Phản ứng ion cần cả hai kiểm tra, và một phương trình bán phần thể hiện rõ sự chuyển electron.
- Bắt đầu bằng một dự đoán. Nêu rõ các đại lượng hoặc đặc điểm bạn sẽ so sánh, sau đó quyết định bằng chứng nào có thể phân biệt hai lời giải thích.
Xây dựng mô hình
- Phương trình ion biểu diễn các ion tham gia phản ứng và lược bỏ ion trơ không thay đổi. Đối với dung dịch bạc nitrat và natri clorua trong nước, Ag⁺(aq) + Cl⁻(aq) → AgCl(s) mô tả kết tủa; Na⁺ và NO₃⁻ vẫn còn trong dung dịch. Phương trình bán phần thể hiện sự mất hoặc nhận electron: Mg → Mg²⁺ + 2e⁻ là quá trình oxi hóa, trong khi Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu là quá trình khử. Electron mang điện tích âm.
- Phương trình bán phần: Phương trình thể hiện sự mất hoặc nhận electron cho một quá trình oxi hóa hoặc khử; Ion trơ: Ion không thay đổi ở cả hai vế của phản ứng và bị lược bỏ khỏi phương trình ion thu gọn.
Phương trình bán phần nào cân bằng cả nguyên tử Mg và điện tích?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Oxi hóa MẤT electron: Mg -> Mg2+ + 2e- cân bằng cả nguyên tử (1:1) và điện tích (0 = +2 + 2(-1)). Đặt electron vào vế trái, hoặc chỉ một electron, sẽ phá vỡ sự cân bằng điện tích.
Ghép mỗi thuật ngữ kỹ thuật với ý nghĩa chính xác của nó.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Sử dụng các định nghĩa để phân biệt các đại lượng và quá trình liên quan.
Chọn bằng chứng có thể kiểm chứng
- Trong phương trình bán phần của magiê, tổng điện tích vế phải là +2 − 2 = 0, khớp với Mg trung hòa. Trong quá trình khử đồng, +2 − 2 = 0 ở vế trái, khớp với đồng trung hòa. Phản ứng trung hòa có thể được biểu diễn như H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l); tổng điện tích là zero ở mỗi bên. Số lượng electron phải khớp khi kết hợp các phương trình bán phần để không còn electron tự do nào tồn tại trong phản ứng tổng thể.
- Đầu tiên viết các ion liên quan và sản phẩm, sau đó cân bằng nguyên tử và điện tích riêng biệt. Đối với phương trình aqueous đầy đủ, phân tách các chất điện ly mạnh tan được thành các ion và chỉ triệt tiêu các loài giống hệt nhau xuất hiện ở cả hai bên. Giữ lại kết tủa rắn, nước và các dạng phân tử không thay đổi khác tùy theo yêu cầu. Sử dụng điện tích ion được cung cấp; phương trình không phải là giấy phép để tự ý invent điện tích.
Hai thói quen nào sau đây giúp việc nghiên cứu hoặc mô hình trong trường hợp này trở nên thuyết phục hơn?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Việc nêu rõ các điều kiện và giả thiết giúp người khác lặp lại công việc chính xác, và ghi lại bằng chứng hỗ trợ giúp họ kiểm tra kết luận. Giấu đi các kết quả mâu thuẫn sẽ loại bỏ bằng chứng có thể thách thức một kết luận sai, và một phép đo lường không thể khẳng định một tuyên bố rộng hơn.
Làm việc từ các đại lượng đã biết
- Nêu các giá trị đã biết và đơn vị của chúng. Chọn công thức vì các giả thiết của nó phù hợp với trường hợp này, sau đó biến đổi trước khi thay số.
- Đã biết: quá trình oxi hóa nhôm là Al → Al³⁺ + 3e⁻. Do đó, hai nguyên tử nhôm sẽ giải phóng sáu electron: 2Al → 2Al³⁺ + 6e⁻. Ba ion Cu²⁺ chấp nhận cùng sáu electron đó: 3Cu²⁺ + 6e⁻ → 3Cu. Kết hợp: 2Al + 3Cu²⁺ → 2Al³⁺ + 3Cu. Cả hai vế đều có tổng điện tích +6.
Có bao nhiêu electron được giải phóng khi ba nguyên tử Al mỗi nguyên tử tạo thành Al³⁺? Sử dụng cùng trình tự: đại lượng đã biết → mô hình → mối quan hệ → thay thế → đơn vị và giải thích.
Số electron giải phóng ra khi ba nguyên tử Al tạo thành mỗi loại Al³⁺ là bao nhiêu?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Kết quả là 9 electron. Đã biết: mỗi nguyên tử Al mất 3 electron để tạo thành Al3+. Với ba nguyên tử nhôm: 3 x 3 = 9 electron được giải phóng. Phương trình bán phản ứng Al -> Al3+ + 3e- cung cấp tỉ lệ trên mỗi nguyên tử.
Kiểm tra kết luận và giới hạn của nó
- Electron xuất hiện ở vế sản phẩm đối với quá trình oxi hóa và ở vế chất tham gia đối với quá trình khử. Ion trơ có mặt về mặt hóa học mặc dù bị lược bỏ khỏi phương trình thu gọn. Phần xử lý này chỉ dành cho Level cao hơn, không làm cho việc đếm nguyên tử mức độ phổ thông, tính toán đồng vị hay khối lượng nguyên tử tương đối trở thành nội dung Level cao hơn.
- Quay trở lại quan sát ban đầu. Giải thích kết quả hỗ trợ điều gì, những điều kiện nào mà nó giả định, và một cách để kiểm chứng một giải thích cạnh tranh.
Phương trình ion chỉ cần bảo toàn nguyên tử, không cần bảo toàn điện tích. Tuyên bố này sai: Phương trình ion phải bảo TOÀN CẢ nguyên tử lẫn điện tích. Đếm riêng nguyên tử cho phép một phương trình vô lý đi qua - cân bằng điện tích mới là yếu tố buộc số lượng electron đúng.
Nâng cao: bảo toàn điện tích trong phương trình ion và bán phản ứng: Trong bán phản ứng magnesium, tổng điện tích vế phải là +2 − 2 = 0, khớp với Mg trung hòa. Trong sự khử đồng, +2 − 2 = 0 ở vế trái, khớp với đồng trung hòa. Phản ứng trung hòa có thể được biểu diễn là H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l); tổng điện tích bằng 0 ở cả hai vế. Số electron phải khớp khi kết hợp các bán phản ứng để không còn electron tự do trong phản ứng tổng thể.
Một phương trình ion chỉ cần bảo toàn nguyên tử, không cần bảo toàn điện tích.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Phương trình ion phải bảo tồn CẢ nguyên tử lẫn điện tích. Đếm riêng nguyên tử sẽ khiến một phương trình vô lý đi qua - sự cân bằng điện tích mới là yếu tố buộc phải có đúng số lượng electron.
Một phương trình thể hiện sự mất hoặc nhận electron của một quá trình oxi hóa hoặc khử: viết thuật ngữ kỹ thuật.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
phương trình bán phần có nghĩa là Một phương trình thể hiện sự mất hoặc nhận electron của một quá trình oxi hóa hoặc khử.