Redoxbalansering

Redoxreaktioner kan vara svåra att balansera på grund av att man ofta hanterar många olika atomslag som ofta går från att vara del av en molekyl till att vara del av en annan. Det är här dina kunskaper om oxidationstal kommer till nytta. Det finns flera olika metoder för att balansera redoxreaktioner, men de kan i grund och botten delas upp i två olika huvudmetoder: oxidationstalsmetoden och halvcellsmetoden.

Det spelar ingen större roll vilken av dessa metoder du använder, men du måste behärska minst en av dem för att kunna balansera redoxreaktioner på ett säkert sätt. Båda metoder bygger på att man i sin balanserade redoxreaktion har laddningsbalans (lika många laddningar) och materialbalans (lika många atomer).

Notera att tillvägagångssättet enligt vissa metoder beror på om reaktionen sker i sur eller basisk lösning. De steg som bara gäller vid basisk lösning har för tydlighetens skull markerats med blå text.

I underartikeln Exempel visar vi hur det kan se ut när de båda metoderna används för att balansera några olika exempel redoxreaktioner.

 

Oxidationstalsmetoden

Oxidationstalsmetoden går ut på att man räknar på hur många steg oxidationstalen hos de olika ämnena ändras. Det finns flera olika sätt att genomföra den. Vi rekommenderar tillvägagångssätt I eftersom det innefattar minst steg och därmed är enklast att komma ihåg och genomföra. Eftersom många lärare trots det lär ut tillvägagångssätt II tar vi upp det också.

 

Tillvägagångssätt I

  1. Skriv ned den obalanserade reaktionsformeln samt OT för alla ingående atomslag.
  2. Identifiera oxidationen och reduktionen och skriv av formeln igen. Denna gång bortser du dock från allt som inte ändrar OT (oftast H+, OH, H2O och eventuella åskådarjoner).
  3. Notera hur många ”steg” som oxidationstalet förändras i reduktionen och oxidationen.
  4. Justera koefficienterna i reaktionsformeln så att den totala minskningen i oxidationstal vid reduktionen är lika med den totala ökningen av oxidationstal vid oxidationen (elektroner kan ju inte bildas eller försvinna!).
  5. Se till så att alla atomslag utom O och H är balanserade (behövs bara ibland).
  6. Bestäm laddningen i vänstra ledet respektive högra ledet. Om laddningarna inte är lika stora kompenserar du det med H+ vid sur lösning och OH vid basisk lösning.
  7. Balansera syre med hjälp av H2O
  8. Lägg till eventuella åskådarjoner.
  9. Kontrollera att du har lika mycket H till höger som till vänster.

 

Tillvägagångssätt II

  1. Skriv ned den obalanserade reaktionsformeln samt OT för alla ingående atomslag.
  2. Identifiera oxidationen och reduktionen och skriv av formeln igen. Borts från partiklar som inte ändrar OT (oftast H+, OH, H2O och eventuella åskådarjoner).
  3. Notera hur många ”steg” oxidationstalet förändras i reduktionen respektive oxidationen.
  4. Justera koefficienterna så att den totala minskningen i oxidationstal vid reduktionen är lika med den totala ökningen av oxidationstal vid oxidationen.
  5. Balansera alla atomslag förutom O och H (behövs bara ibland).
  6. Balansera O med hjälp av H2O.
  7. Balansera H med hjälp av H+.
  8. Vid basisk lösning lägger du på båda sidor till lika mycket OH som du har H+ för att neutralisera till vatten.
  9. Lägg till åskådarjoner och annat som inte har ändrat OT.
  10. Förenkla formeln till lägsta möjliga heltalskoefficienter, och ta bort sådant som finns på båda sidor av formeln (vanligtvis H2O).
  11. Kontrollera laddningsbalans.

 

Halvcellsmetoden

Halvcellsmetoden (ibland kallad delförloppsmetoden) är en metod som bygger på att man först beskriver reduktionen och oxidationen för sig i var sin halvcell, som man sedan sätter ihop till en balanserad redoxreaktion. Den innebär lite fler steg än oxidationstalsmetoden, men uppfattas av vissa som lite tydligare.

Tillvägagångssätt

  1. Identifiera oxidationen och reduktionen. Skriv ned dessa som separata halvcellsreaktioner (en oxidationsreaktion, en reduktionsreaktion).
  2. Balansera respektive halvcell med allt förutom O och H.
  3. Balansera halvcellerna med avseende på O med hjälp av H2O.
  4. Balansera halvcellerna med avseende på H med hjälp av H+.
  5. Balansera laddningen med hjälp av elektroner.
  6. Kontrollera att förändringen i OT för föreningarna stämmer med hur många elektroner som har lagts till. Du har nu balanserat klart respektive halvcellsreaktion.
  7. Se till att det produceras lika mycket elektroner i oxidationen som det förbrukas i reduktionen. Detta gör du genom att multiplicera upp koefficienterna på den ena eller båda halvcellerna.
  8. Slå ihop de två halvcellerna för att få fram totalreaktionen.
  9. Vid basisk lösning lägger du på båda sidor till lika mycket OH som du har H+ för att neutralisera till H2O.
  10. Förenkla formeln till lägsta möjliga heltalskoefficienter, och ta bort sådant som finns på båda sidor av formeln (vanligtvis H2O).
  11. Lägg till åskådarjoner och annat som inte har ändrat OT.
  12. Kontrollera laddningsbalans.

 

Viktigt att tänka på

Vissa redoxreaktioner är lite knepigare att balansera än andra. Saker som kan krångla till det är att oxidationstalen ibland inte är heltal, att det inte är tydligt att något fungerar som syra eller bas, att samma partikel både oxideras eller reduceras eller att syre ändrar oxidationstal. För att bli helt säker även på dessa lite klurigare reaktioner behöver du öva mycket. I underatikeln Exempel kommer vi på sikt lägga in några olika övningsexempel som du kan träna på.

Artikeln skriven av Oskar Henriksson och Matias Ekstrand. Lämna feedback / ställ en fråga.
Publicerad 18 augusti 2010. Senast uppdaterad 24 januari 2015.

Comments are closed