Perbezaan utama antara kaedah elektron ion dan kaedah nombor pengoksidaan ialah, dalam kaedah elektron ion, tindak balas adalah seimbang bergantung pada cas ion manakala, dalam kaedah nombor pengoksidaan, tindak balas adalah seimbang bergantung kepada perubahan dalam nombor pengoksidaan oksidan dan reduktor.
Kedua-dua kaedah elektron ion dan kaedah nombor pengoksidaan adalah penting dalam mengimbangi persamaan kimia. Persamaan kimia yang seimbang diberikan untuk tindak balas kimia tertentu dan ia membantu kita menentukan berapa banyak bahan tindak balas bertindak balas untuk memberikan jumlah produk tertentu, atau jumlah bahan tindak balas yang diperlukan untuk mendapatkan jumlah produk yang dikehendaki.
Apakah itu Kaedah Elektron Ion?
Kaedah elektron ion ialah teknik analisis yang boleh kita gunakan untuk menentukan hubungan stoikiometri antara bahan tindak balas dan produk, menggunakan tindak balas separuh ionik. Memandangkan persamaan kimia untuk tindak balas kimia tertentu, kita boleh menentukan dua tindak balas separuh tindak balas kimia dan mengimbangi bilangan elektron dan ion dalam setiap separuh tindak balas untuk mendapatkan persamaan seimbang sepenuhnya.
Rajah 01: Tindak Balas Kimia
Mari kita pertimbangkan contoh untuk memahami kaedah ini.
Tindak balas antara ion permanganat dan ion ferus adalah seperti berikut:
MnO4– + Fe2+ ⟶ Mn2 + + Fe3+ + 4J2O
Dua tindak balas separuh ialah penukaran ion permanganat kepada ion mangan(II) dan ion ferus kepada ion ferik. Bentuk ion bagi dua separuh tindak balas ini adalah seperti berikut:
MnO4– ⟶ Mn2+
Fe2+ ⟶ Fe3+
Selepas itu, kita perlu mengimbangi bilangan atom oksigen dalam setiap separuh tindak balas. Dalam tindak balas separuh di mana ferus ditukar kepada ion ferik, tiada atom oksigen. Oleh itu, kita perlu mengimbangi oksigen dalam separuh tindak balas yang lain.
MnO4– ⟶ Mn2+ + 4O2 -
Empat atom oksigen ini berasal daripada molekul air (bukan oksigen molekul kerana tiada pengeluaran gas dalam tindak balas ini). Maka separuh tindak balas yang betul ialah:
MnO4– ⟶ Mn2+ + 4J2 O
Dalam persamaan di atas, tiada atom hidrogen di sebelah kiri, tetapi terdapat lapan atom hidrogen di sebelah kanan, jadi kita perlu menambah lapan atom hidrogen (dalam bentuk ion hidrogen) ke kiri sebelah.
MnO4– + 8J+ ⟶ Mn2+ + 4J2O
Dalam persamaan di atas, cas ionik bahagian kiri tidak sama dengan bahagian kanan. Oleh itu, kita boleh menambah elektron pada salah satu daripada dua sisi untuk mengimbangi cas ionik. Caj di sebelah kiri ialah +7 dan di sebelah kanan ialah +2. Di sini, kita perlu menambah lima elektron ke sebelah kiri. Maka separuh tindak balas ialah, MnO4– + 8H+ + 5e– ⟶ Mn2+ + 4J2O
Apabila mengimbangi separuh tindak balas ferus yang bertukar kepada ion ferik, cas ionik bertukar daripada +2 kepada +3; di sini kita perlu menambah satu elektron ke sebelah kanan seperti berikut untuk mengimbangi cas ionik.
Fe2+ ⟶ Fe3+ + e–
Selepas itu, kita boleh menambah dua persamaan bersama-sama dengan mengimbangi bilangan elektron. Kita perlu mendarabkan separuh tindak balas dengan penukaran ferus kepada ferik sebanyak 5 untuk mendapatkan lima elektron dan kemudian dengan menambah persamaan separuh tindak balas yang diubah suai ini kepada separuh tindak balas dengan penukaran permanganat kepada ion mangan(II), lima elektron di setiap sisi terbatal keluar. Tindak balas berikut ialah hasil penambahan ini.
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ + 5e– ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe 3+ + 5e–
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ ⟶ Mn2+ + 4J2O + 5Fe3+
Apakah Kaedah Nombor Pengoksidaan?
Kaedah nombor pengoksidaan ialah teknik analisis yang boleh kita gunakan untuk menentukan hubungan stoikiometri antara bahan tindak balas dan produk, menggunakan perubahan dalam pengoksidaan unsur kimia apabila tindak balas beralih daripada bahan tindak balas kepada produk. Dalam tindak balas redoks, terdapat dua tindak balas separuh: tindak balas pengoksidaan dan tindak balas pengurangan. Untuk contoh yang sama seperti di atas, tindak balas antara permanganat dan ion ferus, tindak balas pengoksidaan ialah penukaran ferus kepada ion ferik manakala tindak balas pengurangan ialah penukaran ion permanganat kepada ion mangan(II).
Pengoksidaan: Fe2+ ⟶ Fe3+
Pengurangan: MnO4– ⟶ Mn2+
Apabila mengimbangi jenis tindak balas ini, mula-mula kita perlu menentukan perubahan dalam keadaan pengoksidaan unsur kimia. Dalam tindak balas pengoksidaan, +2 ion ferus bertukar menjadi +3 ion ferum. Dalam tindak balas pengurangan, +7 mangan bertukar menjadi +2. Oleh itu, kita boleh mengimbangi keadaan pengoksidaan ini dengan mendarabkan separuh tindak balas dengan tahap kenaikan/penurunan keadaan pengoksidaan dalam separuh tindak balas yang lain. Dalam contoh di atas, perubahan dalam keadaan pengoksidaan untuk tindak balas pengoksidaan ialah 1 dan perubahan dalam keadaan pengoksidaan untuk tindak balas pengurangan ialah 5. Kemudian, kita perlu mendarabkan tindak balas pengoksidaan dengan 5 dan tindak balas pengurangan dengan 1.
5Fe2+ ⟶ 5Fe3+
MnO4– ⟶ Mn2+
Selepas itu, kita boleh menambah dua separuh tindak balas ini untuk mendapatkan tindak balas yang lengkap dan kemudian boleh mengimbangi unsur lain (atom oksigen) menggunakan molekul air dan ion hidrogen untuk mengimbangi cas ionik di kedua-dua belah pihak.
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ ⟶ Mn2+ + 4J2O + 5Fe3+
Apakah Perbezaan Antara Kaedah Elektron Ion dan Kaedah Nombor Pengoksidaan?
Kaedah elektron ion dan kaedah nombor pengoksidaan adalah penting dalam mengimbangi persamaan kimia. Perbezaan utama antara kaedah elektron ion dan kaedah nombor pengoksidaan ialah dalam kaedah elektron ion, tindak balas adalah seimbang bergantung pada cas ion manakala, dalam kaedah nombor pengoksidaan, tindak balas adalah seimbang bergantung kepada perubahan nombor pengoksidaan oksidan dan reduktor..
Di bawah maklumat grafik meringkaskan perbezaan antara kaedah elektron ion dan kaedah nombor pengoksidaan.
Ringkasan – Kaedah Elektron Ion vs Kaedah Nombor Pengoksidaan
Perbezaan utama antara kaedah elektron ion dan kaedah nombor pengoksidaan ialah dalam kaedah elektron ion, tindak balas adalah seimbang bergantung pada caj ion manakala, dalam kaedah nombor pengoksidaan, tindak balas adalah seimbang bergantung kepada perubahan pengoksidaan bilangan oksidan dan reduktor.
