เทคนิค & ตะลุยโจทย์ การดุลสมการรีดอกซ์

เทคนิค & ตะลุยโจทย์ การดุลสมการ รีดอกซ์โดยวิธี เลขออกซิเดชัน วิชาเคมี

สารบัญ หน้า 01 ตารางธาตุ 02 การดุลสมการรีดอกซ์ 03 การดุลสมการรีดอกซ์โดยวิธีเลข- ออกซิเดชัน 03 06 ตัวอย่างที่ 1 09 ตัวอย่างที่ 2 12 ตัวอย่างที่ 3 13 ฝึกสมองลองทำ ! กำลังใจ

ตารางธาตุ 01

02 การดุลสมการรีดอกซ์ การดุลสมการรีดอกซ์มีหลักการเดียวกันกับการดุล- สมการเคมีทั่วไปคือ เติมเลขสัมประสิทธิ์หน้าสารตั้งต้นและ ผลิตภัณฑ์เพื่อทำให้ผลรวมของจำนวนอะตอมของธาตุแต่ละ ชนิด และประจุไฟฟ้ารวมในด้านซ้ายเท่ากับด้านขวาของสมการ แต่สำหรับปฏิกิริยารีดอกซ์ที่มีความซับซ้อน ควรใช้วิธีเฉพาะ สำหรับการดุลสมการรีดอกซ์ซึ่งมี 2 วิธี คือ วิธีเลข- ออกซิเดชันและวิธีครึ่งปฏิกิริยา โดยในที่นี้จะขอกล่าวถึงการดุลสมการรีดอกซ์โดยวิธี เลขออกซิเดชันเท่านั้น

03 การดุลสมการรีดอกซ์โดย วิธีเลขออกซิเดชัน การดุลสมการรีดอกซ์โดยวิธีเลขออกซิเดชันศึกษาได้ จากตัวอย่างต่อไปนี้ ตัวอย่างที่ 1 - - - (l) (aq) (aq) (aq) (aq) (g) วิธีทำ ขั้นที่ 1 พิจารณาเลขออกซิเดชันที่เปลี่ยนแปลง -- (aq) (g) (l) (aq) (aq) (aq) เลขออกซิเดชัน +3 -1 -2 +1 -2 +1 +2 -1 0 +1 -2 Fe มีเลขออกซิเดชันลดลง 1 ส่วน N มีเลขออกซิเดชันเพิ่มขึ้น 2

04 ขั้นที่ 2 ดุลเลขออกซิเดชันที่ เพิ่มขึ้นให้เท่ากันกับเลขออกซิเดชันที่ลดลง โดยเติมเลข- สัมประสิทธิ์หน้าสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ เปลี่ยนแปลง 1 ธาตุมี 1 อะตอม 1 × 1=1 -- - (l) (aq) (aq) (aq) (aq) (g) 2 × 2=4 เปลี่ยนแปลง 2 ธาตุมี 2 อะตอม *นำจำนวนเลขออกซิเดชันที่มีการเปลี่ยนแปลงของธาตุคูณกับจำนวนอะตอมของธาตุนั้น จะได้สมการดังนี้ 4 4(a-q) (aq) (-aq) (a-q) (g) (l) ขั้นที่ 3 ดุลจำนวนอะตอมของธาตุที่ไม่เปลี่ยนเลข- ออกซิเดชันที่ไม่ใช่ O และ H ก่อน จากนั้นหากเกิดกรณีที่จำนวน จอำะตนอวนมอOะตไอม่มเทข่าอกงันHต้อไงม่ดเุทล่าโกดันยใกห้าดรุลเตโิดมยHกา2OรเตแิมละHห+ากลดงุลในแล้ว สมการ

05 ในข้อนี้ทุกตัวมีจำนวนอะตอมเท่ากัน หมดแล้วยกเว้น H ดุลจำนวนอะตอม H จะได้ 4 4 4(a-q) (aq) -(aq) (-aq) (g) 4 (l) ตรวจสอบความถูกต้อง โดยนับผลรวมของจำนวน อะตอมของแต่ละธาตุและประจุไฟฟ้าทางด้านซ้ายและด้านขวาของ สมการ ซึ่งต้องได้จำนวนเท่ากัน - 4 4- (aq) (g) (aq) (aq) 4 4(a-q) (l) Fe = 4 Fe = 4 C = 24 C = 24 N = 26 N = 26 H= 8 H= 8 O= 4 O= 4 ผลรวมประจุ = 16- ผลรวมประจุ = 16- ดังนั้น สมการรีดอกซ์ที่ดุลแล้ว เป็นดังนี้ 4 4 4 4- (aq) - (a-q) (g) (l) (aq) (aq)

06 ตัวอย่างที่ 2 →Pb + PbO + SO2- PbSO4 (aq)(ในภาวะกรด) 2 4(s) (aq) (aq) วิธีทำ ขั้นที่ 1 พิจารณาเลขออกซิเดชันที่เปลี่ยนแปลง →Pb + PbO + SO PbSO2- 2 4(s) (aq) (aq) 4 (aq) เลขออกซิเดชัน 0 +4 -2 +6 -2 +2 +6 -2 Pbตัวที่1 มีเลขออกซิเดชันเพิ่มขึ้น 2 ส่วน Pbตัวที่ 2 มีเลข ออกซิเดชันลดลง 2 ขั้นที่ 2 ดุลเลขออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้นให้เท่ากันกับ เลขออกซิเดชันที่ลดลง โดยเติมเลขสัมประสิทธิ์หน้าสารตั้งต้น และผลิตภัณฑ์ เปลี่ยนแปลง 2 ธาตุมี 2 อะตอม 2 × 2=41 Pb + PbO + SO → PbSOเนื่องจากจำนวนธาตุฝั่ง 2 42- 2 4(s) (aq) (aq) ตรงข้ามมี 2 อะตอม (aq) 2 × 2=41 เปลี่ยนแปลง 2 ธาตุมี 2 อะตอม *นำจำนวนเลขออกซิเดชันที่มีการเปลี่ยนแปลงของธาตุคูณกับจำนวนอะตอมของธาตุนั้น

07 →จะได้สมการดังนี้ Pb + PbO + SO PbSO(s)2-2 4 (aq) 2 (aq) 4 (aq) ขั้นที่ 3 ดุลจำนวนอะตอมของธาตุที่ไม่เปลี่ยนเลข- ออกซิเดชันที่ไม่ใช่ O และ H ก่อน จากนั้นหากเกิดกรณีที่จำนวน อะตอม O ไม่เท่ากันต้องดุลโดยการเติม H2O และหากดุลแล้ว จำนวนอะตอมของ H ไม่เท่ากันให้ดุลโดยการเติม H+ลงในสมการ →ดุลจำนวนอะตอม S จะได้2- Pb + PbO + SO PbSO(s)4 (aq)2 2 (aq) 2 4 (aq) →ดุลจำนวนอะตอม O จะได้ Pb + PbO + SO PbSO + H O(s)22-2 2(aq) 4 (aq) 4(aq) 2 2 (l) →ดุลจำนวนอะตอม H จะได้ (ในภาวะกรด) Pb + PbO + SO + H PbSO + H O(s)2-+ 2 2 (aq) 2 4(aq) 4 4 (aq) 2 2 (l) (aq)

08 ตรวจสอบความถูกต้อง โดยนับ ผลรวมของจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุและประจุไฟฟ้า ทางด้านซ้ายและด้านขวาของสมการ ซึ่งต้องได้จำนวน เท่ากัน Pb + PbO + SO + H(s)2-4+ PbSO + H O2 4(aq) 2 2 (l) 2 (aq) 2 4(aq) (aq) Pb = 2 O = 10 Pb = 2 S= 2 O = 10 H= 4 S= 2 ผลรวมประจุ = 0 H= 4 ผลรวมประจุ = 0 →ดังนั้น สมการรีดอกซ์ในภาวะกรดที่ดุลแล้ว เป็นดังนี้2-+ Pb + PbO + SO + H PbSO + H O(s)4(aq)2 2(aq) 2 4 (aq) 4 (aq) 2 2 (l)

09 ตัวอย่างที่ 3 →Cr(OH)3 + CrO24-(aq)+ Cl- (ในภาวะเบส) (aq) CIO- (aq) วิธีทำ 3 (aq) ขั้นที่ 1 พิจารณาเลขออกซิเดชันที่เปลี่ยนแปลง →Cr(OH)3 (aq) + CIO3- (aq) CrO + Cl2- - 4 (aq) (aq) เลขออกซิเดชัน +3 -2 +1 +5 -2 +6 -2 -1 Cl มีเลขออกซิเดชันลดลง 6 ส่วน Cr มีเลขออกซิเดชัน เพิ่มขึ้น 3 ขั้นที่ 2 ดุลเลขออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้นให้เท่ากันกับ เลขออกซิเดชันที่ลดลง โดยเติมเลขสัมประสิทธิ์หน้าสารตั้งต้น และผลิตภัณฑ์ เปลี่ยนแปลง 6 ธาตุมี 1 อะตอม 6 × 1=62 →Cr(OH)3(aq)+ CIO- CrO + Cl2- - 3(aq) 4 (aq) (aq) 3 × 1 = 31 เปลี่ยนแปลง 3 ธาตุมี 1 อะตอม *นำจำนวนเลขออกซิเดชันที่มีการเปลี่ยนแปลงของธาตุคูณกับจำนวนอะตอมของธาตุนั้น

10 →จะได้สมการดังนี้ 2Cr(OH)3 (aq) + CIO3- (aq) CrO + Cl242-(aq)- (aq) ขั้นที่ 3 ดุลจำนวนอะตอมของธาตุที่ไม่เปลี่ยนเลข- ออกซิเดชันที่ไม่ใช่ O และ H ก่อน จากนั้นหากเกิดกรณีที่จำนวน อะตอม O ไม่เท่ากันต้องดุลโดยการเติม H2O และหากดุลแล้ว จำนวนอะตอมของ H ไม่เท่ากันให้ดุลโดยการเติม H+ลงในสมการ ในข้อนี้ทุกตัวที่ไม่ใช่ O กับ H มีจำนวนอะตอมเท่ากันแล้ว →ดุลจำนวนอะตอม O จะได้ 2Cr(OH)3 + CIO- CrO + Cl + H O22- (aq) 4 (aq) - 2(aq) (l) 3 (aq) →ดุลจำนวนอะตอม H จะได้ (ในภาวะกรด) 2 Cr(OH)3 (aq) + CIO-3(aq) CrO + Cl + H O + 4H242(-aq)- + 2 (l) (aq) (aq) *ในกรณีที่เป็นภาวะเบสเราต้องทำการเติม OH - เข้าไปให้เท่ากับจำนวน H + ในทั้งสองข้างของสมการ เนื่องจากใน ภาวะเบสห้ามมีอะตอมของ H+ →ดังนั้น ในภาวะเบสจะได้ + 2Cr(OH)3(aq) + CIO3- (aq) + 4OH- CrO + Cl + H O + 4H + 4OH2 24-(aq) - 2(aq) (l)- (aq) (aq) (aq) →2Cr(OH)3 รว4H Oมกันได้ 2 (aq) + CIO3- + 4OH- CrO2 42(-aq)+ Cl- + 5H O2 (l) (aq) (aq)

11 ตรวจสอบความถูกต้อง โดยนับ ผลรวมของจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุและประจุไฟฟ้า ทางด้านซ้ายและด้านขวาของสมการ ซึ่งต้องได้จำนวน เท่ากัน 2Cr(OH)3 (aq) + CIO3- +(aq) 4OH - CrO2 42(-aq) + Cl- + 5H2O(l) (aq) (aq) Cr = 2 Cr = 2 O = 13 O = 13 H = 10 H = 10 Cl = 1 Cl = 1 ผลรวมประจุ = 5- ผลรวมประจุ = 5- ดังนั้น สมการรีดอกซ์ในภาวะเบสที่ดุลแล้ว เป็นดังนี้ →2 Cr(OH)3 (aq) + CIO-3(aq) + 4OH- 2CrO42-(aq)+ Cl- + 5H2O(l) (aq) (aq)

12 ฝึกสมองลองทำ ! 1 (aq) (aq) (aq) (aq) (l) (aq) (aq) - - -2 (aq) - (aq) (aq) (aq) ลองฝึกทำด้วยตัวเอง ดูนะคะทุกคน

13 พยายามเข้าไว้นะ