כימיה לבגרות/חימצון חיזור/איזון משוואות באמצעות חימצון חיזור

על פי המשוואה : $CH_{4}+O_{2}\rightarrow CO_{2}+H_{2}O$.

שלבים

שלב 1

קביעת דרגת חמצון

1. $O_{2}$ - יסוד חופשי; מטען=אפס.
2. $O,H$ - ע"פ דרגת החמצון שלהם.
3. $C$ - השלמה ; סכום דרגת חמצון במולקולה נטרלית שווה אפס.

שלב 2

בדיקה למי ובכמה השתנה ערך המטען, ורשימת שני חצאי התגובה.

השינויים שחלו :
# דרגת החמצון של פחמן השתנה מ$-4$ ל$+4$.
# דרגת החמצון של חמצן השתנה מאפס ל$-2$

הערה : אין מצב בו יהיו שלושה יסודות המעוברים בתהליך.

שלב משני (להבנה) - רשימת נתונים אישית : השינויים

1. מחזר (גדל) : $C^{-4}\rightarrow C^{+4}$ - עזבו 8 אלקטרונים : $X+(-4)=+4$.
2. מחמצן (ירד) : $O^{0}\rightarrow O^{-2}$ - נוספו שני אלקטרונים : $X+0=-2$.

לכן הפעולות הנרשמות הן :

1. $C^{-4}-8e\rightarrow C^{+4}$
2. $O^{0}+2e\rightarrow O^{-2}$

שלב 3

רשימת הפעולות שבוצעו:

$CH_{4}+O_{2}\rightarrow Co_{2}+H_{2}O$
מחזר/מתחמצן	רישום
מחזר	C(4-) --->C(4+) +8e
מחמצן	O0 + 2e---->O2-‎

שלב 4

איזון המשוואות :

משוואה א

• $O^{0}+2e^{-}\rightarrow O^{2-}/*4$
• $4O^{0}+8e^{-}\rightarrow 4O^{2-}$

משוואה ב

• $C^{4-}\rightarrow C^{4+}+8e$
• $C^{4-}+8e\rightarrow C^{4+}$

שלב 5

חיבור משוואות :

$CH_{4}+O_{2}\rightarrow Co_{2}+H_{2}O$
מחזר/מתחמצן	רישום
מחזר	$C^{4-}+8e\rightarrow C^{4+}$
מחמצן	$4O^{0}+8e\rightarrow 4O^{2-}$
$C^{4-}+4O^{0}\rightarrow C^{4+}+4O^{2-}$

שלב 6

העברת המידע למשוואה המקורית :

1. 1CH₄ + 2O₂--->1Co₂ + 2H₂O
2. $1C^{4-}+4O^{0}\rightarrow 1C^{4+}+4O^{2-}$

על פי התגובה שרשמנו, אנו מעבירים את מספר המולקולות למשוואה המקורית. כלומר :

1. אם במשוואה החדשה צריך C אחד בלבד, ובמשוואה המקורית יש C אחד בלבד נרשום מקדם 1 כיוון שיש כמות זהה של C בשני המשוואות. כלומר, מעכשיו אסור לנו לשנות מקדם זה.
   הערה: כאשר יש במשוואה החדשה 2x, ובמשוואה הישנה X2, נרשום שוב מקדם אחד (אותו כמות של יסוד, רק שהוא נמצא בצורה שונה בתערובת).
2. אם יש במשוואה החדשה 4O ואילו במשוואה הישנה יש O2 - נוסיף בהתאם לחוקים שלמדנו. כלומר נוסיף 2 מולקולות.

שלב 7

אם יש מטען, תחילה יש לשמור על "חוק שימור המטען" – כלומר צדדי המטען של המשוואה צריכים להיות זהים.

סיימנו את שלב 6 (אסור לנו לגעת במקדמים) וגילו שיש למשוואה מטען. דוגמא :
3CH₃OH +1Cr₂O₇^-2+H₃O⁺ ---> 3CH₂O ⁺Cr³⁺ + H₂O

• צד שמאל של המשוואה היא בעלת מטען : -1 = (2-)*1+1
• צד ימין של המשוואה היא בעלת המטען : +3

לכן נשווה בין המטענים, בין צדדי המשוואה : 3CH₃OH +1Cr₂O₇^-2+8H₃O⁺ ---> 3CH₂O ⁺2Cr³⁺ + H₂O

• צד שמאל של המשוואה היא בעלת מטען : (2-)*1+8*(1)= +6
• צד ימין של המשוואה היא בעלת המטען : (3+)*2 = 6+

עתה נמשיך לשלב 7 בו נאזן את מספר המימנים והחמצנים (נוסיף 5 לפני מולקולת המים).

שלב 8

איזון שאר המשוואה כפי שנעשה בעבר ע"י טבלה.

חמצון חיזור וסטויכיומטריה

כמה אלקטרונים עברו בתגובה?

פרק זה לוקה בחסר. אתם מוזמנים לתרום לוויקיספר ולהשלים אותו. ראו פירוט בדף השיחה.

• אם מספר המולים של שני החומרים המעורבים בתגובה הינו זהה. התשובה הייתה : מספר אלקטרונים.
• אם מבקשים כמות מסויימת של אלקטרונים (כמה מולים היינו צריכים להשים כדי שיעברו X אלקטרונים?). היינו מכפילים על פי המבוקש.

דוגמא

אם היינו רוצים כפול חומר ממה שיש לנו, היינו מבצעים את הפעולה :

• • בתגובה יש X ועברו 5 מול.
  • אנו רוצים Y, כלומר 2x ו-10 מול.