ความแตกต่างที่สำคัญ – วิธีเลขออกซิเดชันเทียบกับวิธีปฏิกิริยาครึ่งหนึ่ง
วิธีเลขออกซิเดชันและวิธีครึ่งปฏิกิริยาเป็นสองวิธีที่ใช้ในการปรับสมดุลสมการเคมีของปฏิกิริยารีดอกซ์ ปฏิกิริยารีดอกซ์เป็นปฏิกิริยาเคมีที่ประกอบด้วยปฏิกิริยาเคมีสองปฏิกิริยาคู่ขนานกัน ปฏิกิริยาออกซิเดชันและปฏิกิริยารีดักชัน สิ่งเหล่านี้เรียกว่าปฏิกิริยาครึ่งหนึ่งของปฏิกิริยารีดอกซ์ ดังนั้นปฏิกิริยารีดอกซ์เกิดขึ้นในส่วนผสมของปฏิกิริยาที่สารผ่านออกซิเดชันและสารอื่น (หรือสารเดียวกัน) ได้รับการลดลง การเกิดออกซิเดชันและการลดลงจะเปลี่ยนหมายเลขออกซิเดชันหรือสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมีการเปลี่ยนแปลงจำนวนออกซิเดชันหรือครึ่งปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยารีดอกซ์สามารถใช้เพื่อทำให้สมการเคมีโดยรวมของปฏิกิริยารีดอกซ์สมดุลกัน ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างวิธีเลขออกซิเดชันกับวิธีครึ่งปฏิกิริยาคือ วิธีเลขออกซิเดชันใช้การเปลี่ยนแปลงจำนวนออกซิเดชันของสารเคมีในส่วนผสมของปฏิกิริยา ในขณะที่วิธีครึ่งปฏิกิริยาใช้วิธีการปรับสมดุลของปฏิกิริยาครึ่งคู่ขนานทั้งสองตามด้วยการเติมด้วย กัน
วิธีเลขออกซิเดชันคืออะไร
วิธีเลขออกซิเดชันเป็นวิธีการปรับสมดุลสมการเคมีของปฏิกิริยารีดอกซ์โดยใช้เลขออกซิเดชันของสปีชีส์เคมีในส่วนผสมของปฏิกิริยา หมายเลขออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมีคือระดับของการเกิดออกซิเดชันขององค์ประกอบนั้น หมายเลขออกซิเดชันบางครั้งเรียกว่าสถานะออกซิเดชัน และสามารถเป็นค่าบวก ค่าลบ หรืออาจเป็นศูนย์ก็ได้ เมื่อเลขออกซิเดชันของอะตอมเพิ่มขึ้น เราเรียกอะตอมนั้นว่าถูกออกซิไดซ์ ในทางตรงกันข้าม เมื่อเลขออกซิเดชันลดลง อะตอมนั้นก็จะลดลง
เช่น: ปฏิกิริยาระหว่างสังกะสี (Zn) กับกรดไฮโดรคลอริก (HCl) ให้ซิงค์คลอไรด์ (ZnCl2) และก๊าซไฮโดรเจน (H2). ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ซึ่งสังกะสีได้รับการออกซิเดชันและอะตอมไฮโดรเจนได้รับการลดลงโดยที่จำนวนออกซิเดชันของคลอรีนจะไม่เปลี่ยนแปลง อะตอมของ Zn ถูกออกซิไดซ์เป็น Zn2+ ในขณะที่ H+ ไอออนลดลงเป็น H2
Zn + HCl→ZnCl2 + H2
รูปที่ 01: ปฏิกิริยาสังกะสีกับ HCl
วิธีเลขออกซิเดชันสามารถใช้ปรับสมดุลสมการข้างต้นได้ อันดับแรก ควรระบุเลขออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมด
Zn=0
H ใน HCl=+1
Znin ZnCl2=+2
H ใน H2=0
จากนั้นควรตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในเลขออกซิเดชันเหล่านี้ Zn ได้ออกซิไดซ์เป็น Zn2+ ในขณะที่ H+ ถูกลดขนาดเป็น H2 หลังจากรับรู้การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ ควรระบุการเพิ่มหรือลดจำนวนออกซิเดชันต่ออะตอม ให้เราเรียกปัจจัยนี้ว่า “ปัจจัย ON” (การเพิ่มขึ้นหรือลดลงต่ออะตอม) หลังจากพิจารณาปัจจัย ON แล้ว อะตอมของออกซิไดซ์ควรคูณด้วยปัจจัย ON ของการลดอะตอมและในทางกลับกัน
ON factor ของ Zn=2
ON แฟกเตอร์ของ H=1
เมื่อคูณ {Zn x 1} + {HCl x 2} → {ZnCl2 x 1} + {H2 }
สิ่งนี้ให้ปฏิกิริยารีดอกซ์ที่สมดุล: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
วิธีครึ่งปฏิกิริยาคืออะไร
วิธีครึ่งปฏิกิริยาเป็นวิธีการปรับสมดุลของปฏิกิริยารีดอกซ์โดยใช้ปฏิกิริยาครึ่งคู่ขนานกัน ปฏิกิริยาครึ่งออกซิเดชันและการลดลงครึ่งปฏิกิริยา ในปฏิกิริยารีดอกซ์ สารตั้งต้นหนึ่งทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ที่ออกซิไดซ์สารตั้งต้นอีกตัวหนึ่ง ในขณะเดียวกันก็ลดตัวเองลง
เช่น: สำหรับปฏิกิริยาระหว่างสังกะสี (Zn) และกรดไฮโดรคลอริก (HCl) สังกะสีทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ในขณะที่ไฮโดรเจนใน HCl เป็นตัวออกซิไดซ์ จากนั้นครึ่งปฏิกิริยาสองอันที่สมดุลสามารถเขียนได้ดังนี้:
ออกซิเดชัน: Zn → Zn+2+ 2e
ลด: 2HCl+ 2e→ H2 + 2Cl–
จากนั้นเราก็เพิ่มครึ่งปฏิกิริยาเพื่อให้ได้ปฏิกิริยารีดอกซ์ที่สมดุล แต่ก่อนบวกควรตรวจสอบก่อนว่าจำนวนอิเล็กตรอนของทั้งสองข้างเท่ากันหรือไม่ หากอิเล็กตรอนไม่เท่ากัน ควรคูณสมการทั้งหมด (ของครึ่งปฏิกิริยา) ด้วยค่าที่เหมาะสมจนกว่าจะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนในปฏิกิริยาอีกครึ่งหนึ่ง
ปฏิกิริยารีดอกซ์ที่สมดุล: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
ความแตกต่างระหว่างวิธีเลขออกซิเดชันกับวิธีครึ่งปฏิกิริยาคืออะไร
วิธีเลขออกซิเดชันเทียบกับวิธีครึ่งปฏิกิริยา |
|
| วิธีเลขออกซิเดชันเป็นวิธีการปรับสมดุลสมการเคมีของปฏิกิริยารีดอกซ์โดยใช้เลขออกซิเดชันของสปีชีส์เคมีในส่วนผสมของปฏิกิริยา | วิธีครึ่งปฏิกิริยาเป็นวิธีการปรับสมดุลของปฏิกิริยารีดอกซ์โดยใช้ปฏิกิริยาครึ่งคู่ขนานกัน ปฏิกิริยาครึ่งออกซิเดชันและครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน |
| วิธี | |
| วิธีเลขออกซิเดชันใช้การเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชันของแต่ละอะตอมในสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ | วิธีครึ่งปฏิกิริยาใช้ปฏิกิริยาออกซิเดชันและปฏิกิริยารีดอกซ์ของปฏิกิริยารีดอกซ์ |
สรุป – วิธีเลขออกซิเดชันเทียบกับวิธีครึ่งปฏิกิริยา
ปฏิกิริยารีดอกซ์เป็นปฏิกิริยาประเภททั่วไป โดยที่สารตั้งต้นตัวหนึ่งทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ ในขณะที่สารตั้งต้นอีกตัวหนึ่งทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ มีสองวิธีหลักในการปรับสมดุลปฏิกิริยารีดอกซ์ วิธีเลขออกซิเดชันและวิธีครึ่งปฏิกิริยา ความแตกต่างระหว่างวิธีเลขออกซิเดชันกับวิธีครึ่งปฏิกิริยาคือ วิธีเลขออกซิเดชันใช้การเปลี่ยนแปลงจำนวนออกซิเดชันของสารเคมีในส่วนผสมของปฏิกิริยา ในขณะที่วิธีครึ่งปฏิกิริยาใช้วิธีการปรับสมดุลของปฏิกิริยาครึ่งคู่ขนานทั้งสองตามด้วยการบวกกับแต่ละปฏิกิริยา อื่นๆ