Stökiometrikoefficient. Bestämning av stökiometriska koefficienter i ekvationerna för redoxreaktioner

Alla kvantitativa förhållanden vid beräkning av kemiska processer är baserade på reaktioners stökiometri. Det är bekvämare att uttrycka mängden av ett ämne i sådana beräkningar i mol, eller härledda enheter (kmol, mmol, etc.). Mullvaden är en av de grundläggande SI-enheterna. En mol av vilket ämne som helst motsvarar dess kvantitet, numeriskt lika med molekylvikten. Därför bör molekylvikten i detta fall betraktas som ett dimensionellt värde med enheter: g/mol, kg/kmol, kg/mol. Så till exempel är kvävets molekylvikt 28 g/mol, 28 kg/kmol, men 0,028 kg/mol.

Massa och molära mängder av ett ämne är relaterade till kända samband

N A \u003d m A / M A; m A = N A M A,

där N A är mängden av komponent A, mol; m A är massan av denna komponent, kg;

M A - molekylvikt för komponent A, kg/mol.

I kontinuerliga processer kan flödet av ämne A uttryckas genom dess mol-

kvantitet per tidsenhet

där W A är det molära flödet av komponent A, mol/s; τ - tid, s.

För en enkel reaktion som fortskrider nästan irreversibelt, vanligtvis en stökiomet

rik ekvation skrivs i formen

v A A + v B B = v R R + v S S.

Det är dock mer praktiskt att skriva den stökiometriska ekvationen i form av en algebraisk

th, förutsatt att de stökiometriska koefficienterna för reaktanterna är negativa och att reaktionsprodukterna är positiva:

Sedan för varje enkel reaktion kan vi skriva följande likheter:

Index "0" hänvisar till den initiala mängden av komponenten.

Dessa likheter ger anledning att erhålla följande materialbalansekvationer för komponenten för en enkel reaktion:

Exempel 7.1. Hydrogeneringsreaktionen av fenol till cyklohexanol fortskrider enligt ekvationen

C 6 H 5 OH + ZN 2 \u003d C 6 H 11 OH, eller A + 3B \u003d R.

Beräkna mängden produkt som bildas om den initiala mängden av komponent A var 235 kg och den slutliga mängden var 18,8 kg

Lösning: Vi skriver reaktionen som

R - A - ZV \u003d 0.

Komponenternas molekylvikter är: MA = 94 kg/kmol, MB = 2 kg/kmol och

MR = 100 kg/kmol. Då blir de molära mängderna fenol i början och i slutet av reaktionen:

N A 0 \u003d 235/94 \u003d 2,5; N A 0 \u003d 18,8 / 94 \u003d 0,2; n \u003d (0,2 - 2,5) / (-1) \u003d 2,3.

Mängden bildad cyklohexanol kommer att vara lika med

N R \u003d 0 + 1 ∙ 2,3 \u003d 2,3 kmol eller m R \u003d 100 2,3 \u003d 230 kg.

Bestämningen av stökiometriskt oberoende reaktioner i deras system i material och termiska beräkningar av reaktionsapparater är nödvändig för att utesluta reaktioner som är summan eller skillnaden av några av dem. En sådan bedömning kan enklast utföras med hjälp av Gram-kriteriet.

För att inte göra onödiga beräkningar bör det bedömas om systemet är stökiometriskt beroende. För dessa ändamål är det nödvändigt:

Transponera den ursprungliga matrisen för reaktionssystemet;

Multiplicera den ursprungliga matrisen med den transponerade;

Beräkna determinanten för den resulterande kvadratiska matrisen.

Om denna determinant är lika med noll, är reaktionssystemet stökiometriskt beroende.

Exempel 7.2. Vi har ett reaktionssystem:

FeO + H2 \u003d Fe + H2O;

Fe2O3 + 3H2 \u003d 2Fe + 3H2O;

FeO + Fe2O3 + 4H2 \u003d 3Fe + 4H2O.

Detta system är stökiometriskt beroende eftersom den tredje reaktionen är summan av de andra två. Låt oss göra en matris

För varje ämne i reaktionen finns det följande mängder av ämnet:

Initial mängd av det i-te ämnet (mängd ämne innan reaktionens start);

Den slutliga mängden av det i-te ämnet (mängden av ämnet i slutet av reaktionen);

Mängden reagerat (för utgångsämnen) eller bildat ämne (för reaktionsprodukter).

Eftersom mängden av ett ämne inte kan vara negativ, för utgångsämnena

Sedan >.

För reaktionsprodukter > därför .

Stökiometriska förhållanden - förhållanden mellan kvantiteter, massor eller volymer (för gaser) av reagerande ämnen eller reaktionsprodukter, beräknade på basis av reaktionsekvationen. Beräkningar med hjälp av reaktionsekvationer är baserade på stökiometrins grundläggande lag: förhållandet mellan mängderna reagerande eller bildade ämnen (i mol) är lika med förhållandet mellan motsvarande koefficienter i reaktionsekvationen (stökiometriska koefficienter).

För den aluminiumtermiska reaktionen som beskrivs av ekvationen:

3Fe3O4 + 8Al = 4Al2O3 + 9Fe,

mängderna av reagerade ämnen och reaktionsprodukter är relaterade som

För beräkningar är det bekvämare att använda en annan formulering av denna lag: förhållandet mellan mängden av ett reagerat eller bildat ämne som ett resultat av en reaktion till dess stökiometriska koefficient är en konstant för en given reaktion.

I allmänhet, för en reaktion av formen

aA + bB = cC + dD,

där små bokstäver anger koefficienter och stora bokstäver anger kemikalier, är mängderna reaktanter relaterade till:

Alla två termer av detta förhållande, relaterade till likhet, bildar andelen av en kemisk reaktion: till exempel,

Om massan av det bildade eller reagerade ämnet i reaktionen är känd för reaktionen, kan dess mängd hittas med formeln

och sedan, med hjälp av andelen av den kemiska reaktionen, kan hittas för de återstående ämnena i reaktionen. Ett ämne, i massa eller kvantitet av vilket massorna, kvantiteterna eller volymerna av andra deltagare i reaktionen finns, kallas ibland ett referensämne.

Om massorna av flera reagenser anges, så utförs beräkningen av massorna av de återstående ämnena enligt den av ämnena som är en bristvara, d.v.s. är helt förbrukad i reaktionen. Mängder av ämnen som exakt matchar reaktionsekvationen utan överskott eller brist kallas stökiometriska storheter.

Således, i uppgifter relaterade till stökiometriska beräkningar, är huvudåtgärden att hitta referensämnet och beräkna dess mängd som kom in eller bildades som ett resultat av reaktionen.

Beräkning av mängden av en enskild fast substans

där är mängden individuellt fast A;

Massa av individuellt fast ämne A, g;

Molar massa av ämne A, g/mol.

Beräkning av mängden naturligt mineral eller blandning av fasta ämnen

Låt det naturliga mineralet pyrit ges, vars huvudkomponent är FeS 2 . Utöver det innehåller sammansättningen av pyrit föroreningar. Innehållet av huvudkomponenten eller föroreningarna anges i massprocent, till exempel .

Om innehållet i huvudkomponenten är känt, då

Om innehållet av föroreningar är känt, då

där är mängden individuellt ämne FeS 2, mol;

Massa av mineralet pyrit, g.

På liknande sätt beräknas mängden av en komponent i en blandning av fasta ämnen om dess innehåll i massfraktioner är känt.

Beräkning av mängden ämne i en ren vätska

Om massan är känd, så liknar beräkningen beräkningen för en enskild fast substans.

Om volymen av vätskan är känd, då

1. Hitta massan av denna volym vätska:

m f = V f s f,

där m W är massan av vätska g;

V W - volym vätska, ml;

c w är vätskans densitet, g/ml.

2. Hitta antalet mol vätska:

Denna teknik är lämplig för alla aggregerade tillstånd av materia.

Bestäm mängden ämne H 2 O i 200 ml vatten.

Lösning: om temperaturen inte är specificerad, antas vattendensiteten vara 1 g / ml, då:

Beräkna mängden av ett löst ämne i en lösning om dess koncentration är känd

Om massfraktionen av det lösta ämnet, lösningens densitet och dess volym är kända, då

m r-ra \u003d V r-ra s r-ra,

där m p-ra är lösningens massa, g;

V p-ra - volymen av lösningen, ml;

med r-ra - lösningens densitet, g / ml.

var är massan av det lösta ämnet, g;

Massfraktion av den lösta substansen, uttryckt i %.

Bestäm mängden salpetersyrasubstans i 500 ml av en 10% syralösning med en densitet av 1,0543 g/ml.

Bestäm lösningens massa

m r-ra \u003d V r-ra s r-ra \u003d 500 1,0543 \u003d 527,150 g

Bestäm massan av ren HNO 3

Bestäm antalet mol HNO3

Om molkoncentrationen av det lösta ämnet och ämnet och lösningens volym är känd, då

var är lösningens volym, l;

Molär koncentration av det i:te ämnet i lösning, mol/l.

Beräkning av mängden av ett enskilt gasformigt ämne

Om massan av ett gasformigt ämne anges, så beräknas det med formeln (1).

Om volymen uppmätt under normala förhållanden anges, enligt formel (2), om volymen av ett gasformigt ämne mäts under några andra förhållanden, enligt formel (3), ges formlerna på sidorna 6-7.

Ett av de viktigaste kemiska begreppen som stökiometriska beräkningar bygger på är kemisk mängd av ett ämne. Mängden av något ämne X betecknas med n(X). Enheten för att mäta mängden av ett ämne är mol.

En mol är mängden av ett ämne som innehåller 6,02 10 23 molekyler, atomer, joner eller andra strukturella enheter som utgör ämnet.

Massan av en mol av något ämne X kallas molär massa M(X) av detta ämne. Genom att känna till massan m(X) för något ämne X och dess molära massa, kan vi beräkna mängden av detta ämne med hjälp av formeln:

Numret 6.02 10 23 är uppringt Avogadros nummer(Na); dess dimension mol –1.

Genom att multiplicera Avogadro-talet N a med mängden ämne n(X), kan vi beräkna antalet strukturella enheter, till exempel molekyler N(X) av något ämne X:

N(X) = Na · n(X).

I analogi med begreppet molmassa introducerades begreppet molarvolym: molar volym V m (X) av något ämne X är volymen av en mol av detta ämne. Genom att känna till volymen av ett ämne V(X) och dess molära volym kan vi beräkna den kemiska mängden av ett ämne:

Inom kemin har man ofta att göra med den molära volymen av gaser. Enligt Avogadros lag innehåller lika volymer av alla gaser som tas vid samma temperatur och lika tryck samma antal molekyler. Under lika förhållanden upptar 1 mol av vilken gas som helst samma volym. Under normala förhållanden (n.s.) - temperatur 0 ° C och tryck 1 atmosfär (101325 Pa) - är denna volym 22,4 liter. Sålunda vid n.o. V m (gas) = ​​22,4 l / mol. Det bör betonas att molvolymvärdet på 22,4 l/mol tillämpas endast för gaser.

Genom att känna till ämnens molära massor och Avogadro-talet kan du uttrycka massan av en molekyl av vilket ämne som helst i gram. Nedan är ett exempel på att beräkna massan av en vätemolekyl.

1 mol gasformigt väte innehåller 6,02 10 23 H 2 molekyler och har en massa på 2 g (eftersom M (H 2) \u003d 2 g / mol). Därav,

6,02·1023 H2-molekyler har en massa av 2 g;

1 H2-molekylen har en massa x g; x \u003d 3,32 10 -24 g.

Begreppet "mol" används flitigt för att utföra beräkningar enligt ekvationerna för kemiska reaktioner, eftersom de stökiometriska koefficienterna i reaktionsekvationen visar i vilka molförhållanden ämnen reagerar med varandra och bildas som ett resultat av reaktionen.

Till exempel innehåller reaktionsekvationen 4 NH 3 + 3 O 2 → 2 N 2 + 6 H 2 O följande information: 4 mol ammoniak reagerar utan överskott och brist med 3 mol syre, och 2 mol kväve och 6 mol av vatten bildas.

Exempel 4.1 Beräkna massan av den fällning som bildas under växelverkan mellan lösningar innehållande 70,2 g kalciumdivätefosfat och 68 g kalciumhydroxid. Vilket ämne kommer att finnas kvar i överskott? Vad är dess massa?

3 Ca(H 2 PO 4) 2 + 12 KOH ® Ca 3 (PO 4) 2 ¯ + 4 K 3 PO 4 + 12 H 2 O

Det kan ses av reaktionsekvationen att 3 mol Ca(H 2 PO 4) 2 reagerar med 12 mol KOH. Låt oss beräkna mängderna av reagerande ämnen, som ges enligt problemets tillstånd:

n (Ca (H 2 PO 4) 2) \u003d m (Ca (H 2 PO 4) 2) / M (Ca (H 2 PO 4) 2) \u003d 70,2 g: 234 g / mol \u003d 0,3 mol ;

n(KOH) = m(KOH)/M(KOH) = 68 g: 56 g/mol = 1,215 mol.

3 mol Ca(H 2 PO 4) 2 kräver 12 mol KOH

0,3 mol Ca (H 2 PO 4) 2 kräver x mol KOH

x \u003d 1,2 mol - så mycket KOH kommer att krävas för att reaktionen ska fortsätta utan överskott och brist. Och enligt problemets tillstånd finns det 1,215 mol KOH. Därför är KOH i överskott; mängden KOH som finns kvar efter reaktionen:

n(KOH) \u003d 1,215 mol - 1,2 mol \u003d 0,015 mol;

dess massa är m(KOH) = n(KOH) × M(KOH) = 0,015 mol × 56 g/mol = 0,84 g.

Beräkningen av den resulterande reaktionsprodukten (fällning Ca 3 (PO 4) 2) bör utföras i enlighet med ämnet som är bristfälligt (i detta fall Ca (H 2 PO 4) 2), eftersom detta ämne kommer att reagera helt och hållet. Det kan ses från reaktionsekvationen att antalet mol av den resulterande Ca 3 (PO 4) 2 är 3 gånger mindre än antalet mol av den reagerade Ca (H 2 PO 4) 2:

n (Ca3(PO4)2) = 0,3 mol: 3 = 0,1 mol.

Därför m (Ca 3 (PO 4) 2) \u003d n (Ca 3 (PO 4) 2) × M (Ca 3 (PO 4) 2) \u003d 0,1 mol × 310 g / mol \u003d 31 g.

Uppgift nummer 5

a) Beräkna de kemiska mängderna av reaktanterna som anges i Tabell 5 (volymer av gasformiga ämnen anges under normala förhållanden);

b) ordna koefficienterna i ett givet reaktionsschema och, med hjälp av reaktionsekvationen, bestämma vilka av ämnena som är i överskott och vilka som är bristfälliga;

c) hitta den kemiska mängden av reaktionsprodukten som anges i tabell 5;

d) beräkna massan eller volymen (se tabell 5) av denna reaktionsprodukt.

Tabell 5 - Villkor för uppgift nr 5

alternativnummer	Reaktiva ämnen	Reaktionsschema	Beräkna
	m(Fe)=11,2 g; V (Cl 2) \u003d 5,376 l	Fe + Cl2® FeCl3	m(FeCl3)
	m(Al)=5,4 g; m(H 2 SO 4) \u003d 39,2 g	Al + H 2 SO 4 ® Al 2 (SO 4) 3 + H 2	V(H2)
	V(CO)=20 1; m(O 2) \u003d 20 g	CO+O2 ® CO2	V(CO2)
	m(AgNO3)=3,4 g; m(Na2S)=1,56 g	AgNO3 +Na2S®Ag2S+NaNO3	m(Ag 2 S)
	m(Na2CO3)=53 g; m(HCl)=29,2 g	Na2CO3 +HCl®NaCl+CO2 +H2O	V(CO2)
	m (Al 2 (SO 4) 3) \u003d 34,2 g; m (BaCl 2) \u003d 52 g	Al 2 (SO 4) 3 + BaCl 2 ® AlCl 3 + BaSO 4	m(BaSO4)
	m(KI)=3,32 g; V(Cl 2) \u003d 448 ml	KI+Cl2® KCl+I 2	m(I2)
	m(CaCl2)=22,2 g; m(AgNO 3) \u003d 59,5 g	CaCl2 + AgNO3 ®AgCl + Ca (NO3) 2	m(AgCl)
	m(H2)=0,48 g; V (O 2) \u003d 2,8 l	H2 + O2® H2O	m(H 2 O)
	m (Ba (OH) 2) \u003d 3,42 g; V(HCl)=784 ml	Ba(OH)2+HCl® BaCl2+H2O	m(BaCl2)

Tabell 5 fortsatte

alternativnummer	Reaktiva ämnen	Reaktionsschema	Beräkna
	m(H3PO4)=9,8 g; m(NaOH)=12,2 g	H3PO4 + NaOH® Na3PO4 + H2O	m(Na3PO4)
	m(H2SO4)=9,8 g; m(KOH)=11,76 g	H 2 SO 4 + KOH ® K 2 SO 4 + H 2 O	m(K 2 SO 4)
	V(Cl2)=2,24 1; m(KOH)=10,64 g	Cl2 +KOH® KClO + KCl + H2O	m(KClO)
	m ((NH 4) 2 SO 4) \u003d 66 g; m (KOH) \u003d 50 g	(NH 4) 2 SO 4 + KOH®K 2 SO 4 + NH 3 + H 2 O	V(NH3)
	m(NH3)=6,8 g; V (O 2) \u003d 7,84 l	NH3 + O2® N2 + H2O	V(N2)
	V(H2S)=11,2 1; m(O 2) \u003d 8,32 g	H2S+O2® S+H2O	Fröken)
	m(Mn02)=8,7 g; m(HCl)=14,2 g	MnO2 +HCl® MnCl2 +Cl2 +H2O	V(Cl2)
	m(Al)=5,4 g; V (Cl 2) \u003d 6,048 l	Al+Cl2® AlCl3	m(AlCl3)
	m(Al)=10,8 g; m(HCl)=36,5 g	Al+HCl® AlCl3+H2	V(H2)
	m(P)=15,5 g; V (O 2) \u003d 14,1 l	P+O2® P2O5	m(P2O5)
	m (AgNO 3) \u003d 8,5 g; m (K 2 CO 3) \u003d 4,14 g	AgNO 3 + K 2 CO 3 ® Ag 2 CO 3 + KNO 3	m(Ag 2 CO 3)
	m(K2CO3)=69 g; m(HNO 3) \u003d 50,4 g	K 2 CO 3 + HNO 3 ® KNO 3 + CO 2 + H 2 O	V(CO2)
	m(AICI3)=2,67 g; m(AgNO 3) \u003d 8,5 g	AlCl3 + AgNO3 ®AgCl + Al (NO3) 3	m(AgCl)
	m(KBr)=2,38 g; V(Cl 2) \u003d 448 ml	KBr+Cl2® KCl+Br2	m(Br2)
	m(CaBr2)=40 g; m(AgNO 3) \u003d 59,5 g	CaBr 2 + AgNO 3 ® AgBr + Ca (NO 3) 2	m(AgBr)
	m(H2)=1,44 g; V (O 2) \u003d 8,4 l	H2 + O2® H2O	m(H 2 O)
	m (Ba (OH) 2) \u003d 6,84 g; V (HI) \u003d 1,568 l	Ba(OH)2+HI® BaI2+H2O	m(BaI 2)
	m(H3PO4)=9,8 g; m(KOH)=17,08 g	H3PO4+KOH®K3PO4+H2O	m(K 3 PO 4)
	m(H2SO4)=49 g; m(NaOH)=45 g	H 2 SO 4 + NaOH ® Na 2 SO 4 + H 2 O	m(Na2SO4)
	V(Cl2)=2,24 1; m(KOH)=8,4 g	Cl2 +KOH® KClO3 +KCl + H2O	m(KClO3)
	m(NH4CI)=43 g; m (Ca (OH) 2) \u003d 37 g	NH 4 Cl + Ca (OH) 2® CaCl 2 + NH 3 + H 2 O	V(NH3)
	V(NH 3) \u003d 8,96 l; m(O 2) \u003d 14,4 g	NH3 + O2® NO + H2O	V(NEJ)
	V(H2S)=17,92 1; m(O 2) \u003d 40 g	H 2 S + O 2 ® SO 2 + H 2 O	V(SO2)
	m(Mn02)=8,7 g; m(HBr)=30,8 g	MnO2+HBr® MnBr2+Br2+H2O	m(MnBr 2)
	m(Ca)=10 g; m(H2O)=8,1 g	Ca + H2O® Ca (OH)2 + H2	V(H2)

LÖSNINGSKONCENTRATION

Som en del av den allmänna kemikursen lär sig eleverna 2 sätt att uttrycka koncentrationen av lösningar - massfraktion och molär koncentration.

Massfraktion av den lösta substansen X beräknas som förhållandet mellan massan av detta ämne och lösningens massa:

,

där ω(X) är massfraktionen av det lösta ämnet X;

m(X) är massan av det lösta ämnet X;

m lösning - lösningens massa.

Massfraktionen av ett ämne beräknat enligt ovanstående formel är en dimensionslös kvantitet uttryckt i bråkdelar av en enhet (0< ω(X) < 1).

Massfraktionen kan uttryckas inte bara i bråkdelar av en enhet, utan också som en procentandel. I det här fallet ser beräkningsformeln ut så här:

Massfraktion, uttryckt i procent, kallas ofta procentuell koncentration . Uppenbarligen är den procentuella koncentrationen av det lösta ämnet 0 %< ω(X) < 100%.

Procentkoncentration visar hur många massdelar av ett löst ämne som finns i 100 massdelar av en lösning. Om du väljer gram som enhet för massa, så kan denna definition också skrivas på följande sätt: procentuell koncentration visar hur många gram av ett löst ämne som finns i 100 gram lösning.

Det är tydligt att till exempel en 30% lösning motsvarar en massfraktion av ett löst ämne lika med 0,3.

Ett annat sätt att uttrycka innehållet av ett löst ämne i en lösning är den molära koncentrationen (molariteten).

Molar koncentrationen av ett ämne, eller molariteten av en lösning, visar hur många mol av ett löst ämne som finns i 1 liter (1 dm 3) av en lösning

där C(X) är den molära koncentrationen av löst ämne X (mol/l);

n(X) är den kemiska mängden av löst ämne X (mol);

V lösning - volymen av lösningen (l).

Exempel 5.1 Beräkna molkoncentrationen av H 3 PO 4 i lösningen, om det är känt att massfraktionen av H 3 PO 4 är 60 % och lösningens densitet är 1,43 g/ml.

Per definition av procentuell koncentration

100 g lösning innehåller 60 g fosforsyra.

n (H 3 PO 4) \u003d m (H 3 PO 4): M (H 3 PO 4) \u003d 60 g: 98 g / mol \u003d 0,612 mol;

V lösning \u003d m lösning: ρ lösning \u003d 100 g: 1,43 g / cm 3 \u003d 69,93 cm 3 \u003d 0,0699 l;

C (H 3 PO 4) \u003d n (H 3 PO 4): V-lösning \u003d 0,612 mol: 0,0699 l \u003d 8,755 mol / l.

Exempel 5.2 Det finns en 0,5 M lösning av H 2 SO 4 . Hur stor är massandelen svavelsyra i denna lösning? Ta lösningens densitet lika med 1 g/ml.

Per definition av molär koncentration

1 liter lösning innehåller 0,5 mol H 2 SO 4

(Posten "0,5 M lösning" betyder att C (H 2 SO 4) \u003d 0,5 mol / l).

m lösning = V lösning × ρ lösning = 1000 ml × 1 g/ml = 1000 g;

m (H 2 SO 4) \u003d n (H 2 SO 4) × M (H 2 SO 4) \u003d 0,5 mol × 98 g / mol \u003d 49 g;

ω (H 2 SO 4) \u003d m (H 2 SO 4): m lösning \u003d 49 g: 1000 g \u003d 0,049 (4,9%).

Exempel 5.3 Vilka volymer vatten och en 96 % lösning av H 2 SO 4 med en densitet på 1,84 g/ml bör tas för att framställa 2 liter av en 60 % lösning av H 2 SO 4 med en densitet på 1,5 g/ml.

När man löser problem för framställning av en utspädd lösning från en koncentrerad, bör man ta hänsyn till att den initiala lösningen (koncentrerad), vatten och den resulterande lösningen (utspädd) har olika densiteter. I det här fallet bör man komma ihåg att V av den ursprungliga lösningen + V av vatten ≠ V av den resulterande lösningen,

eftersom under loppet av att blanda en koncentrerad lösning och vatten sker en förändring (ökning eller minskning) av hela systemets volym.

Lösningen av sådana problem måste börja med att ta reda på parametrarna för en utspädd lösning (dvs lösningen som måste förberedas): dess massa, massan av det lösta ämnet, om nödvändigt, och mängden av det lösta ämnet.

M 60 % lösning = V 60 % lösning ∙ ρ 60 % lösning = 2000 ml × 1,5 g/ml = 3000 g

m (H 2 SO 4) i 60% lösning \u003d m 60% lösning w (H 2 SO 4) i 60% lösning \u003d 3000 g 0,6 \u003d 1800 g.

Massan av ren svavelsyra i den beredda lösningen bör vara lika med massan av svavelsyra i den del av 96%-lösningen som måste tas för att bereda den utspädda lösningen. Således,

m (H 2 SO 4) i 60% lösning \u003d m (H 2 SO 4) i 96% lösning \u003d 1800 g.

m 96% lösning = m (H2SO4) i 96% lösning: w (H2SO4) i 96% lösning = 1800 g: 0,96 = 1875 g.

m (H 2 O) \u003d m 40% lösning - m 96% lösning \u003d 3000 g - 1875 g \u003d 1125 g.

V 96% lösning \u003d m 96% lösning: ρ 96% lösning \u003d 1875 g: 1,84 g / ml \u003d 1019 ml » 1,02 l.

V vatten \u003d m vatten: ρ vatten \u003d 1125g: 1 g / ml \u003d 1125 ml \u003d 1,125 l.

Exempel 5.4 Blandade 100 ml av en 0,1 M lösning av CuCl 2 och 150 ml av en 0,2 M lösning av Cu(NO 3) 2 Beräkna molkoncentrationen av Cu 2+, Cl - och NO 3 - joner i den resulterande lösningen.

När man löser ett liknande problem med att blanda utspädda lösningar är det viktigt att förstå att utspädda lösningar har ungefär samma densitet, ungefär lika med densiteten för vatten. När de blandas ändras den totala volymen av systemet praktiskt taget inte: V 1 av en utspädd lösning + V 2 av en utspädd lösning + ... "V av den resulterande lösningen.

I den första lösningen:

n (CuCl 2) \u003d C (CuCl 2) V lösning av CuCl 2 \u003d 0,1 mol / l × 0,1 l \u003d 0,01 mol;

CuCl2 - stark elektrolyt: CuCl2® Cu2+ + 2Cl-;

Därför, n (Cu 2+) \u003d n (CuCl 2) \u003d 0,01 mol; n(Cl -) \u003d 2 × 0,01 \u003d 0,02 mol.

I den andra lösningen:

n (Cu (NO 3) 2) \u003d C (Cu (NO 3) 2) × V lösning Cu (NO 3) 2 \u003d 0,2 mol / l × 0,15 l \u003d 0,03 mol;

Cu(NO3)2 - stark elektrolyt: CuCl2® Cu2+ + 2NO3-;

Därför, n (Cu 2+) \u003d n (Cu (NO 3) 2) \u003d 0,03 mol; n (NO 3 -) \u003d 2 × 0,03 \u003d 0,06 mol.

Efter blandning av lösningar:

n(Cu2+)tot. = 0,01 mol + 0,03 mol = 0,04 mol;

V vanligt. » Vlösning CuCl 2 + Vlösning Cu(NO 3) 2 \u003d 0,1 l + 0,15 l \u003d 0,25 l;

C(Cu2+) = n(Cu2+): Vtot. \u003d 0,04 mol: 0,25 l \u003d 0,16 mol / l;

C(Cl-) = n(Cl-): Vtot. \u003d 0,02 mol: 0,25 l \u003d 0,08 mol / l;

C (NO 3 -) \u003d n (NO 3 -): V totalt. \u003d 0,06 mol: 0,25 l \u003d 0,24 mol / l.

Exempel 5.5 684 mg aluminiumsulfat och 1 ml av en 9,8 % svavelsyralösning med en densitet av 1,1 g/ml sattes till kolven. Den resulterande blandningen löstes i vatten; Lösningens volym höjdes till 500 ml med vatten. Beräkna molkoncentrationerna av H + , Al 3+ SO 4 2– joner i den resulterande lösningen.

Beräkna mängden lösta ämnen:

n (Al 2 (SO 4) 3) \u003d m (Al 2 (SO 4) 3): M (Al 2 (SO 4) 3) \u003d 0,684 g: 342 g mol \u003d 0,002 mol;

Al 2 (SO 4) 3 - stark elektrolyt: Al 2 (SO 4) 3 ® 2Al 3+ + 3SO 4 2–;

Därför är n(Al3+)=2×0,002 mol=0,004 mol; n (SO 4 2–) \u003d 3 × 0,002 mol \u003d 0,006 mol.

m lösning av H 2 SO 4 \u003d V lösning av H 2 SO 4 × ρ lösning av H 2 SO 4 \u003d 1 ml × 1,1 g / ml \u003d 1,1 g;

m (H 2 SO 4) \u003d m lösning av H 2 SO 4 × w (H 2 SO 4) \u003d 1,1 g 0,098 \u003d 0,1078 g.

n (H2SO4) \u003d m (H2SO4): M (H2SO4) \u003d 0,1078 g: 98 g / mol \u003d 0,0011 mol;

H 2 SO 4 är en stark elektrolyt: H 2 SO 4 ® 2H + + SO 4 2–.

Därför, n (SO 4 2–) \u003d n (H 2 SO 4) \u003d 0,0011 mol; n(H+) \u003d 2 × 0,0011 \u003d 0,0022 mol.

Beroende på problemets tillstånd är volymen av den resulterande lösningen 500 ml (0,5 l).

n(SO 4 2–)tot. \u003d 0,006 mol + 0,0011 mol \u003d 0,0071 mol.

C (Al 3+) \u003d n (Al 3+): V-lösning \u003d 0,004 mol: 0,5 l \u003d 0,008 mol / l;

C (H +) \u003d n (H +) : V lösning \u003d 0,0022 mol: 0,5 l \u003d 0,0044 mol / l;

C (SO 4 2–) \u003d n (SO 4 2–) totalt. : V lösning \u003d 0,0071 mol: 0,5 l \u003d 0,0142 mol / l.

Exempel 5.6 Vilken massa järnsulfat (FeSO 4 7H 2 O) och vilken volym vatten måste tas för att framställa 3 liter av en 10% lösning av järn(II)sulfat. Ta lösningens densitet lika med 1,1 g/ml.

Massan av lösningen som ska framställas är:

m lösning = V lösning ∙ ρ lösning = 3000 ml ∙ 1,1 g/ml = 3300 g.

Massan av rent järn(II)sulfat i denna lösning är:

m (FeSO 4) \u003d m lösning × w (FeSO 4) \u003d 3300 g × 0,1 \u003d 330 g.

Samma massa vattenfri FeSO 4 måste finnas i mängden kristallint hydrat som måste tas för att bereda lösningen. Från en jämförelse av molmassorna M (FeSO 4 7H 2 O) \u003d 278 g / mol och M (FeSO 4) \u003d 152 g / mol,

vi får proportionen:

278 g FeS047H2O innehåller 152 g FeS04;

x g FeS047H2O innehåller 330 g FeS04;

x \u003d (278 330) : 152 \u003d 603,6 g.

m vatten \u003d m lösning - m järnsulfat \u003d 3300 g - 603,6 g \u003d 2696,4 g.

Därför att vattendensiteten är 1 g / ml, då är volymen vatten som måste tas för att förbereda lösningen: V vatten \u003d m vatten: ρ vatten \u003d 2696,4 g: 1 g / ml \u003d 2696,4 ml.

Exempel 5.7 Vilken massa av Glaubers salt (Na 2 SO 4 10H 2 O) måste lösas i 500 ml 10 % natriumsulfatlösning (lösningstäthet 1,1 g/ml) för att få en 15 % Na 2 SO 4 lösning?

Låt det krävas x gram av Glaubers salt Na 2 SO 4 10H 2 O. Då är massan av den resulterande lösningen:

m 15% lösning = m original (10%) lösning + m Glaubers salt = 550 + x (g);

m initial (10%) lösning = V 10% lösning × p 10% lösning = 500 ml × 1,1 g/ml = 550 g;

m (Na 2 SO 4) i den ursprungliga (10%) lösningen \u003d m 10% lösning a w (Na 2 SO 4) \u003d 550 g 0,1 \u003d 55 g.

Uttryck genom x massan av ren Na 2 SO 4 som finns i x gram Na 2 SO 4 10H 2 O.

M (Na2S0410H2O) \u003d 322 g/mol; M (Na2SO4) \u003d 142 g/mol; därav:

322 g Na2S0410H2O innehåller 142 g vattenfritt Na2S04;

x g Na 2 SO 4 10H 2 O innehåller mg vattenfri Na 2 SO 4.

m(Na 2 SO 4) \u003d 142 x: 322 \u003d 0,441 x x.

Den totala massan av natriumsulfat i den resulterande lösningen kommer att vara lika med:

m (Na2S04) i 15 % lösning = 55 + 0,441 x x (g).

I den resulterande lösningen: = 0,15

varav x = 94,5 g.

Uppgift nummer 6

Tabell 6 - Villkor för uppgift nr 6

alternativnummer	Villkorstext
	5 g Na2S04 × 10H2O löstes i vatten och volymen av den resulterande lösningen bringades till 500 ml med vatten. Beräkna massfraktionen av Na 2 SO 4 i denna lösning (ρ = 1 g/ml) och de molära koncentrationerna av Na + och SO 4 2– joner.
	Blandade lösningar: 100 ml 0,05 M Cr2(SO4)3 och 100 ml 0,02M Na2S04. Beräkna molkoncentrationerna av Cr 3+ , Na + och SO 4 2– joner i den resulterande lösningen.
	Vilka volymer vatten och en 98% lösning (densitet 1,84 g/ml) av svavelsyra bör tas för att framställa 2 liter av en 30% lösning med en densitet på 1,2 g/ml?
	50 g Na 2 CO 3 × 10H 2 O löstes i 400 ml vatten Vilka är de molära koncentrationerna av Na + och CO 3 2– joner och massfraktionen av Na 2 CO 3 i den resulterande lösningen (ρ = 1,1 g/ml)?
	Blandade lösningar: 150 ml 0,05 M AI2 (SO 4) 3 och 100 ml 0,01 M NiS04. Beräkna molkoncentrationerna av Al 3+ , Ni 2+ , SO 4 2- joner i den resulterande lösningen.
	Vilka volymer vatten och en 60 % lösning (densitet 1,4 g/ml) salpetersyra kommer att krävas för att framställa 500 ml av en 4 M lösning (densitet 1,1 g/ml)?
	Vilken massa kopparsulfat (CuSO 4 × 5H 2 O) behövs för att framställa 500 ml av en 5% lösning av kopparsulfat med en densitet på 1,05 g / ml?
	1 ml av en 36% lösning (p = 1,2 g/ml) av HCl och 10 ml av en 0,5 M lösning av ZnCl2 sattes till kolven. Volymen av den resulterande lösningen bringades till 50 ml med vatten. Vilka är de molära koncentrationerna av H + , Zn 2+ , Cl - joner i den resulterande lösningen?
	Vad är massfraktionen av Cr 2 (SO 4) 3 i en lösning (ρ » 1 g / ml), om det är känt att den molära koncentrationen av sulfatjoner i denna lösning är 0,06 mol / l?
	Vilka volymer vatten och 10 M lösning (ρ=1,45 g/ml) natriumhydroxid krävs för att bereda 2 liter 10 % NaOH-lösning (ρ= 1,1 g/ml)?
	Hur många gram järn(II)sulfat FeSO 4 × 7H 2 O kan erhållas genom att förånga vatten från 10 liter av en 10 % järn(II)sulfatlösning (lösningstäthet 1,2 g/ml)?
	Blandade lösningar: 100 ml 0,1 M Cr2 (SO 4) 3 och 50 ml 0,2 M CuS04. Beräkna molkoncentrationerna av Cr 3+ , Cu 2+ , SO 4 2- joner i den resulterande lösningen.

Tabell 6 fortsatte

alternativnummer	Villkorstext
	Vilka volymer vatten och en 40% lösning av fosforsyra med en densitet på 1,35 g / ml kommer att krävas för att framställa 1 m 3 av en 5% lösning av H 3 PO 4, vars densitet är 1,05 g / ml?
	16,1 g Na2S04 x 10H2O löstes i vatten och volymen av den resulterande lösningen bringades till 250 ml med vatten. Beräkna massfraktionen och molkoncentrationen av Na 2 SO 4 i den resulterande lösningen (antag att densiteten för lösningen är 1 g/ml).
	Blandade lösningar: 150 ml 0,05 M Fe2 (SO4)3 och 100 ml 0,1 M MgS04. Beräkna molkoncentrationerna av Fe 3+ , Mg 2+ , SO 4 2– joner i den resulterande lösningen.
	Vilka volymer vatten och 36 % saltsyra (densitet 1,2 g/ml) behövs för att bereda 500 ml av en 10 % lösning med en densitet på 1,05 g/ml?
	20 g Al 2 (SO 4) 3 × 18H 2 O löstes i 200 ml vatten Vad är massfraktionen av det lösta ämnet i den resulterande lösningen, vars densitet är 1,1 g/ml? Beräkna molkoncentrationerna av Al 3+ och SO 4 2– joner i denna lösning.
	Blandade lösningar: 100 ml 0,05 M Al2 (SO 4) 3 och 150 ml 0,01 M Fe2 (SO 4) 3 . Beräkna molkoncentrationerna av Fe 3+ , Al 3+ och SO 4 2– joner i den resulterande lösningen.
	Vilka volymer vatten och 80% lösning av ättiksyra (densitet 1,07 g/ml) kommer att krävas för att bereda 0,5 l bordsvinäger, i vilken massfraktionen av syra är 7%? Ta densiteten av bordsvinäger lika med 1 g/ml.
	Vilken massa järnsulfat (FeSO 4 × 7H 2 O) behövs för att framställa 100 ml av en 3% lösning av järnsulfat? Lösningens densitet är 1 g/ml.
	2 ml 36% HCl-lösning (densitet 1,2 g/cm3) och 20 ml 0,3 M CuCl2-lösning sattes till kolven. Volymen av den resulterande lösningen bringades till 200 ml med vatten. Beräkna de molära koncentrationerna av H + , Cu 2+ och Cl - joner i den resulterande lösningen.
	Vad är den procentuella koncentrationen av Al 2 (SO 4) 3 i en lösning där den molära koncentrationen av sulfatjoner är 0,6 mol/l. Lösningens densitet är 1,05 g/ml.
	Vilka volymer vatten och 10 M KOH-lösning (lösningstäthet 1,4 g/ml) kommer att krävas för att framställa 500 ml 10 % KOH-lösning med en densitet på 1,1 g/ml?
	Hur många gram kopparsulfat CuSO 4 × 5H 2 O kan erhållas genom att förånga vatten från 15 liter 8% kopparsulfatlösning, vars densitet är 1,1 g / ml?
	Blandade lösningar: 200 ml av 0,025 M Fe2 (SO4)3 och 50 ml av 0,05 M FeCl3. Beräkna molkoncentrationen av Fe 3+ , Cl - , SO 4 2- joner i den resulterande lösningen.
	Vilka volymer vatten och en 70 % lösning av H 3 PO 4 (densitet 1,6 g/ml) kommer att krävas för att framställa 0,25 m 3 av en 10 % lösning av H 3 PO 4 (densitet 1,1 g/ml)?
	6 g Al 2 (SO 4) 3 × 18H 2 O löstes i 100 ml vatten Beräkna massfraktionen av Al 2 (SO 4) 3 och molkoncentrationerna av Al 3+ och SO 4 2– joner i resulterande lösning, vars densitet är 1 g/ml
	Blandade lösningar: 50 ml 0,1 M Cr2 (SO4)3 och 200 ml av 0,02 M Cr(NO3)3. Beräkna molkoncentrationerna av Cr 3+ , NO 3 - , SO 4 2- joner i den resulterande lösningen.
	Vilka volymer av en 50 % lösning av perklorsyra (densitet 1,4 g/ml) och vatten behövs för att framställa 1 liter av en 8 % lösning med en densitet på 1,05 g/ml?
	Hur många gram Glaubers salt Na 2 SO 4 × 10H 2 O måste lösas i 200 ml vatten för att få en 5 % natriumsulfatlösning?
	1 ml 80% lösning av H2SO4 (lösningstäthet 1,7 g/ml) och 5000 mg Cr2 (SO4)3 sattes till kolven. Blandningen löstes i vatten; volymen av lösningen bringades till 250 ml. Beräkna molkoncentrationerna av H + , Cr 3+ och SO 4 2– joner i den resulterande lösningen.

Tabell 6 fortsatte

KEMISK JÄMFÖRT

Alla kemiska reaktioner kan delas in i 2 grupper: irreversibla reaktioner, d.v.s. reaktioner som fortgår tills fullständig konsumtion av minst ett av de reagerande ämnena, och reversibla reaktioner där ingen av de reagerande ämnena är fullständigt förbrukad. Detta beror på det faktum att en reversibel reaktion kan fortgå både i framåt- och bakåtriktningen. Ett klassiskt exempel på en reversibel reaktion är syntesen av ammoniak från kväve och väte:

N 2 + 3 H 2 ⇆ 2 NH 3.

I början av reaktionen är koncentrationerna av de initiala ämnena i systemet maximala; i detta ögonblick är hastigheten för framåtreaktionen också maximal. I början av reaktionen finns det fortfarande inga reaktionsprodukter i systemet (i detta exempel ammoniak), därför är hastigheten för den omvända reaktionen noll. När de initiala ämnena interagerar med varandra minskar deras koncentrationer, därför minskar också hastigheten för den direkta reaktionen. Koncentrationen av reaktionsprodukten ökar gradvis, därför ökar också hastigheten för den omvända reaktionen. Efter en tid blir hastigheten på den framåtriktade reaktionen lika med hastigheten för den omvända. Detta tillstånd av systemet kallas kemisk jämviktstillstånd. Koncentrationerna av ämnen i ett system som är i ett tillstånd av kemisk jämvikt kallas jämviktskoncentrationer. Den kvantitativa egenskapen hos ett system i ett tillstånd av kemisk jämvikt är jämviktskonstant.

För varje reversibel reaktion a A + b B+ ... ⇆ p P + q Q + … skrivs uttrycket för den kemiska jämviktskonstanten (K) som en bråkdel, i vars täljare är jämviktskoncentrationerna av reaktionsprodukterna , och i nämnaren är jämviktskoncentrationerna av utgångsämnena, dessutom måste koncentrationen av varje ämne höjas till en potens lika med den stökiometriska koefficienten i reaktionsekvationen.

Till exempel för reaktionen N 2 + 3 H 2 ⇆ 2 NH 3.

Det bör man ha i åtanke uttrycket för jämviktskonstanten inkluderar jämviktskoncentrationerna av endast gasformiga ämnen eller ämnen som är i löst tillstånd . Koncentrationen av ett fast ämne antas vara konstant och skrivs inte in i uttrycket för jämviktskonstanten.

CO 2 (gas) + C (fast) ⇆ 2CO (gas)

CH 3 COOH (lösning) ⇆ CH 3 COO - (lösning) + H + (lösning)

Ba 3 (PO 4) 2 (fast) ⇆ 3 Ba 2+ (mättad lösning) + 2 PO 4 3– (mättad lösning) K \u003d C 3 (Ba 2+) C 2 (PO 4 3–)

Det finns två viktigaste typer av problem förknippade med att beräkna parametrarna för ett jämviktssystem:

1) de initiala koncentrationerna av utgångsämnena är kända; från problemets tillstånd kan man hitta koncentrationerna av ämnen som har reagerat (eller bildats) när jämvikt nås; i problemet krävs att man beräknar jämviktskoncentrationerna för alla ämnen och det numeriska värdet av jämviktskonstanten;

2) de initiala koncentrationerna av de initiala ämnena och jämviktskonstanten är kända. Tillståndet innehåller inga uppgifter om koncentrationer av reagerade eller bildade ämnen. Det krävs att man beräknar jämviktskoncentrationerna för alla deltagare i reaktionen.

För att lösa sådana problem är det nödvändigt att förstå att jämviktskoncentrationen av någon original- ämnen kan hittas genom att subtrahera koncentrationen av det reagerade ämnet från den initiala koncentrationen:

C-jämvikt \u003d C initial - C för det reagerade ämnet.

Jämviktskoncentration reaktionsprodukt är lika med koncentrationen av produkten som bildas vid tidpunkten för jämvikt:

C-jämvikt \u003d C för den resulterande produkten.

För att kunna beräkna parametrarna för ett jämviktssystem är det alltså mycket viktigt att kunna avgöra hur mycket av det initiala ämnet som hade reagerat när jämvikten nåddes och hur mycket av reaktionsprodukten som hade bildats. För att bestämma mängden (eller koncentrationen) av de reagerade och bildade ämnena, utförs stökiometriska beräkningar enligt reaktionsekvationen.

Exempel 6.1 De initiala koncentrationerna av kväve och väte i jämviktssystemet N 2 + 3H 2 ⇆ 2 NH 3 är 3 mol/l respektive 4 mol/l. När den kemiska jämvikten nåddes fanns 70 % väte från dess ursprungliga mängd kvar i systemet. Bestäm jämviktskonstanten för denna reaktion.

Det följer av villkoren för problemet att när jämvikten nåddes hade 30 % av vätgas reagerat (problem 1 typ):

4 mol/l H 2 - 100 %

x mol/l H 2 - 30 %

x \u003d 1,2 mol / l \u003d C proreag. (H2)

Som framgår av reaktionsekvationen borde kväve ha reagerat 3 gånger mindre än väte, d.v.s. Med proreagera. (N 2) \u003d 1,2 mol/l: 3 \u003d 0,4 mol/l. Ammoniak bildas 2 gånger mer än kväve reagerat:

Från bilder. (NH 3) \u003d 2 × 0,4 mol/l \u003d 0,8 mol/l

Jämviktskoncentrationerna för alla deltagare i reaktionen kommer att vara som följer:

Likvärdig (H 2) \u003d C initial. (H 2) - C förreagerar. (H 2) \u003d 4 mol / l - 1,2 mol / l \u003d 2,8 mol / l;

Likvärdig (N 2) \u003d C beg. (N 2) – C förreagera. (N 2) \u003d 3 mol / l - 0,4 mol / l \u003d 2,6 mol / l;

Likvärdig (NH 3) = C-bilder. (NH 3) \u003d 0,8 mol/l.

Jämviktskonstant = .

Exempel 6.2 Beräkna jämviktskoncentrationerna av väte, jod och jodväte i H 2 + I 2 ⇆ 2 HI-systemet, om det är känt att de initiala koncentrationerna av H 2 och I 2 är 5 mol/l respektive 3 mol/l, och jämviktskonstanten är 1.

Det bör noteras att i tillståndet för detta problem (uppgift av den andra typen), säger tillståndet ingenting om koncentrationerna av de reagerade initiala substanserna och de bildade produkterna. Därför, när man löser sådana problem, tas koncentrationen av något reagerat ämne vanligtvis som x.

Låt x mol/l H 2 ha reagerat när jämvikten uppnås. Sedan, som följer av reaktionsekvationen, bör x mol/l I2 reagera och 2x mol/l HI bildas. Jämviktskoncentrationerna för alla deltagare i reaktionen kommer att vara som följer:

Likvärdig (H 2) \u003d C beg. (H 2) - C förreagerar. (H 2) \u003d (5 - x) mol/l;

Likvärdig (I 2) = C beg. (I 2) – C förreagera. (I 2) \u003d (3 - x) mol / l;

Likvärdig (HI) = C-bilder. (HI) = 2x mol/l.

4x2 = 15 - 8x + x2

3x2 + 8x - 15 = 0

x 1 = -3,94 x 2 = 1,27

Endast den positiva roten x = 1,27 har fysisk betydelse.

Därför är C lika. (H 2) \u003d (5 - x) mol / l \u003d 5 - 1,27 \u003d 3,73 mol / l;

Likvärdig (I 2) \u003d (3 - x) mol / l \u003d 3 - 1,27 \u003d 1,73 mol / l;

Likvärdig (HI) \u003d 2x mol / l \u003d 2 1,27 \u003d 2,54 mol / l.

Uppgift nummer 7

Tabell 7 - Villkor för uppgift nr 7

Tabell 7 fortsatte

Vid sammanställning av ekvationerna för redoxreaktioner måste följande två viktiga regler observeras:

Regel 1: I alla joniska ekvationer måste laddningskonservering observeras. Det betyder att summan av alla laddningar på vänster sida av ekvationen ("vänster") måste matcha summan av alla laddningar på höger sida av ekvationen ("höger"). Denna regel gäller för alla joniska ekvationer, både för fullständiga reaktioner och för halvreaktioner.

Laddar från vänster till höger

Regel 2: Antalet elektroner som förloras i oxidationshalvreaktionen måste vara lika med antalet elektroner som erhållits i reduktionshalvreaktionen. Till exempel, i det första exemplet som ges i början av detta avsnitt (reaktionen mellan järn och hydratiserade koppar(II)joner), är antalet elektroner som förloras i den oxidativa halvreaktionen två:

Därför måste antalet elektroner som förvärvas i reduktionshalvreaktionen också vara lika med två:

Följande procedur kan användas för att härleda den fullständiga redoxreaktionsekvationen från ekvationerna för de två halvreaktionerna:

1. Ekvationerna för var och en av de två halvreaktionerna balanseras separat, och för att uppfylla ovanstående regel 1 läggs motsvarande antal elektroner till vänster eller höger sida av varje ekvation.

2. Båda halvreaktionernas ekvationer är balanserade i förhållande till varandra så att antalet elektroner som går förlorade i en reaktion blir lika med antalet elektroner som erhållits i den andra halvreaktionen, enligt regel 2.

3. Ekvationerna för båda halvreaktionerna summeras för att erhålla den fullständiga ekvationen för redoxreaktionen. Till exempel summera ekvationerna för de två halvreaktionerna ovan och ta bort från vänster och höger sida av den resulterande ekvationen

lika många elektroner finner vi

Låt oss balansera ekvationerna för halvreaktionerna nedan och komponera en ekvation för redoxreaktionen av oxidationen av en vattenlösning av järnsalt till ett järnsalt med hjälp av en sur kaliumlösning.

Steg 1. Först balanserar vi ekvationen för var och en av de två halvreaktionerna separat. För ekvation (5) har vi

För att balansera båda sidorna av denna ekvation måste du lägga till fem elektroner på dess vänstra sida, eller subtrahera samma antal elektroner från den högra sidan. Efter det får vi

Detta gör att vi kan skriva följande balanserade ekvation:

Eftersom elektroner måste läggas till vänster sida av ekvationen, beskriver den en reduktionshalvreaktion.

För ekvation (6) kan vi skriva

För att balansera denna ekvation kan du lägga till en elektron på dess högra sida. Sedan