הבדל מפתח - שיטת מספר חמצון לעומת שיטת חצי תגובה
שיטת מספר חמצון ושיטת חצי תגובה הן שתי שיטות המשמשות לאיזון משוואה כימית של תגובת חיזור. תגובת חיזור היא תגובה כימית המורכבת משתי תגובות כימיות מקבילות; תגובת חמצון ותגובת הפחתה. אלה ידועים כחצי תגובות של תגובת חיזור. לכן, תגובת חיזור מתרחשת בתערובת תגובה שבה חומר עובר חמצון וחומר אחר (או אותו חומר) עובר הפחתה. חמצון והפחתות משנים את מספר החמצון או את מצב החמצון של יסוד כימי.ניתן להשתמש בשינוי זה במספר החמצון או בחצי תגובות המתרחשות בתגובת חיזור כדי לאזן את המשוואה הכימית הכוללת של תגובת החיזור. ההבדל העיקרי בין שיטת מספר חמצון לשיטת חצי תגובה הוא ששיטת מספר החמצון משתמשת בשינוי במספר החמצון של מינים כימיים בתערובת התגובה ואילו שיטת חצי תגובה משתמשת בשיטה של איזון שתי תגובות החצי המקבילות ולאחריהן הוספתן עם אחד את השני.
מהי שיטת מספר החמצון?
שיטת מספר חמצון היא שיטה לאיזון משוואה כימית של תגובת חיזור באמצעות מספרי החמצון של מינים כימיים בתערובת התגובה. מספר החמצון של יסוד כימי הוא מידת החמצון של אותו יסוד. מספר החמצון נקרא לפעמים מצב חמצון, והוא יכול להיות ערך חיובי, ערך שלילי או שהוא יכול להיות אפס. כאשר מספר החמצון של אטום גדל, אנו קוראים לאטום הזה התחמצן; לעומת זאת, כאשר מספר החמצון ירד, האטום הזה מצטמצם.
לדוגמה: התגובה בין אבץ (Zn) לחומצה הידרוכלורית (HCl) נותנת אבץ כלורי (ZnCl2) וגז מימן (H2). תגובה זו היא תגובת חיזור שבה אבץ עובר חמצון ואטום מימן עובר הפחתה כאשר מספר החמצון של הכלור אינו משתנה. אטום Zn התחמצן ל-Zn2+ ואילו יון H+ הצטמצם ל-H2
Zn + HCl→ZnCl2 + H2
איור 01: תגובת אבץ עם HCl
ניתן להשתמש בשיטת מספר חמצון כדי לאזן את המשוואה לעיל. ראשית, יש לציין את מספרי החמצון של כל האטומים.
Zn=0
H ב-HCl=+1
Znin ZnCl2=+2
H ב-H2=0
אז צריך לקבוע את השינויים שחלו במספרי החמצון הללו. Zn התחמצן ל-Zn2+ בעוד ש-H+ הופחת ל-H2 לאחר זיהוי השינויים האלה, יש לציין עלייה או ירידה של מספר החמצון לכל אטום. הבה נקרא לגורם זה "גורם ON" (העלייה או הירידה לכל אטום). לאחר קביעת גורם ה-ON, יש להכפיל את האטום המחמצן בגורם ה-ON של האטום המפחית ולהיפך.
ON גורם של Zn=2
ON גורם של H=1
ככפול, {Zn x 1} + {HCl x 2} → {ZnCl2 x 1} + {H2 }
זה נותן את תגובת החיזור המאוזנת: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
מהי שיטת חצי תגובה?
שיטת חצי תגובה היא שיטה לאיזון תגובת חיזור באמצעות שתי תגובות החצי המקבילות; חצי תגובת חמצון והפחתה חצי תגובה. בתגובות חיזור, מגיב אחד פועל כחומר המחמצן שמחמצן את המגיב השני, תוך שהוא מפחית את עצמו.
לדוגמה: עבור התגובה בין אבץ (Zn) לחומצה הידרוכלורית (HCl), אבץ משמש כחומר המפחית ואילו מימן ב-HCl הוא חומר החמצון. אז ניתן לכתוב את שתי חצי התגובות המאוזנות כ:
חמצון: Zn → Zn+2+ 2e
הפחתה: 2HCl+ 2e→ H2 + 2Cl–
אז נוכל פשוט להוסיף את חצי התגובות כדי לקבל את תגובות החיזור המאוזנות. אבל לפני הוספתם יש לבדוק האם מספר האלקטרונים בשני הצדדים שווה (רק אז ניתן לבטל את האלקטרונים בשני הצדדים כדי לקבל את משוואת הנטו). אם האלקטרונים אינם שווים, אזי יש להכפיל את המשוואה כולה (של חצי תגובה אחת) בערך מתאים עד שישווה למספר האלקטרונים בתגובת החצי השני.
תגובת החיזור המאוזנת: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
מה ההבדל בין שיטת מספר חמצון לשיטת חצי תגובה?
שיטת מספר חמצון לעומת שיטת חצי תגובה |
|
| שיטת מספר חמצון היא שיטה לאיזון משוואה כימית של תגובת חיזור באמצעות מספרי החמצון של מינים כימיים בתערובת התגובה. | שיטת חצי תגובה היא שיטה לאיזון תגובת חיזור באמצעות שתי תגובות החצי המקבילות; חצי תגובה של חמצון והפחתה חצי תגובה |
| שיטה | |
| שיטת מספר החמצון משתמשת בשינויים במספר החמצון של כל אטום במגיבים ובמוצרים. | שיטת חצי התגובה משתמשת בתגובות חמצון והפחתה של תגובת החיזור. |
סיכום – שיטת מספר חמצון לעומת שיטת חצי תגובה
תגובת חיזור היא סוג נפוץ של תגובה שבה מגיב אחד פועל כחומר מחמצן ואילו מגיב אחר פועל כגורם מפחית. ישנן שתי דרכים עיקריות לאזן תגובת חיזור; שיטת מספר חמצון ושיטת חצי תגובה. ההבדל בין שיטת מספר חמצון לשיטת חצי תגובה הוא ששיטת מספר החמצון משתמשת בשינוי במספר החמצון של מינים כימיים בתערובת התגובה ואילו שיטת חצי תגובה משתמשת בשיטה של איזון שתי תגובות החצי המקבילות ולאחר מכן הוספתן עם כל אחת מהן. אחר.
