用半反應的方法平衡鹼性溶液中的氧還反應

化學原理啟迪62

1.     【摘要】用半反應的方法，來平衡在鹼性溶液中的氧還反應。

2.     先假設這個氧還反應在有H⁺離子的溶液中，這樣就可利用酸性溶液的半反應方法，平衡反應方程式。

3.     按照前一篇說明的步驟程序，得到平衡的氧還方程式，然後添加OH^－離子，OH^－離子的數目與H⁺離子的數目一致。（我們將讓「OH^－」與「H⁺」形成「水」，好消掉方程式裡的H⁺）

4.     反應前或反應後的任何一側，同時存在「H⁺」、「OH^－」就會形成「水」，方程式二側（反應前、後）若同時存在水分子，就互相抵銷。

5.     檢查元素和電荷是否平衡。

6.     以上方法摘要在下面的圖表：

7.     【例題】在自然界的銀，有時候存在於金屬礦，比較常見的情況是，「銀」會與其他金屬混合成金屬礦。「氰離子」是用來粹取「銀」的化學物質，「氰離子」和「銀」在「鹼性溶液」裡，會產生以下的反應：

Ag(s)+ CN^－(aq)+ O2(g) →（鹼性溶液）→Ag(CN)2^－(aq)

用半反應平衡這個方程式。

8.     【解決】首先，假設溶液中有「H⁺離子」，平衡這個方程式。

9.     平衡氧化半反應：

CN^－(aq) + Ag(s) →Ag(CN)2^－(aq)

平衡「碳」和「氮」的數目：

2 CN^－(aq) + Ag(s) →Ag(CN)2^－(aq)

平衡電荷：

2 CN^－(aq) + Ag(s) →Ag(CN)2^－(aq)+e^－

10.  平衡還原的半反應：O2(g)→

平衡「氧」：O2(g)→2H2O(l)

平衡「氫」：O2(g)+4H⁺(aq)→2H2O(l)

平衡電荷：4e^－ + O2(g) + 4H⁺(aq)→2H2O(l)

11.  為了讓二個半反應的電荷一樣，把氧化半反應乘4

8 CN^－(aq) + 4 Ag(s) →4 Ag(CN)2^－(aq)+4e^－

12.  把二個半反應加起來，扣掉反應前後一樣的東西：

氧化半反應：8 CN^－(aq) + 4 Ag(s) →4 Ag(CN)2^－(aq)+4e^－

還原半反應：4e^－ + O2(g) + 4H⁺(aq)→2H2O(l)

─────────────────────────

8 CN^－(aq) + 4Ag(s) + O2(g) +4H⁺(aq) →4 Ag(CN)2^－(aq) + 2H2O(l)

13.  在平衡的方程式二側（反應前、反應後），增加OH-離子。

因為方程式左側有4個H+離子，所以我們必須在二側各增加4個OH-

8 CN^－(aq) + 4Ag(s) + O2(g) +4H⁺(aq) +4OH^－(aq)  …形成H2O

→4Ag(CN)2^－(aq) + 2H2O(l)+4OH^－(aq)

14.  把方程式二側（反應前、反應後）的水分子H2O互相抵銷

8 CN^－(aq)+ 4Ag(s) + O2(g) +2H2O(l)→4 Ag(CN)2^－(aq) + 4OH^－(aq)

15.  檢查元素和電荷是否平衡。

元素：8CN, 4Ag, 4O, 4H → 8CN, 4Ag, 4O, 4H

電荷：－8+0+0+0=－8 → 4(－1)+ 4(－1)=－8

n   翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》

 

徐弘毅：

1.     無論在什麼樣的溶液環境中，都要先把氧還反應，拆解成二個半反應，平衡好元素與電荷之後，再加在一起觀察。而外在溶液環境如果是鹼性，那再增加OH^－，消除帶來酸性的H⁺離子。

2.     愛情的化學反應，也必須在個人身心平衡的狀態下，才有辦法達到平衡。

3.     佛洛姆：一個人如果不考慮他人的人格所達到的成熟狀態，只把愛情認作是一種動情的感受，而想一直沉湎於其中，並不是容易的事。

4.     除非人以極大的努力去發展他整個人格，並因此獲得建設性人格發展方向，否則他在愛情上所做的一切努力，注定要失敗。

5.     如果一個人沒有愛鄰人的能力，沒有真誠的謙卑之情，沒有勇氣、信心，沒有自我要求的能力，他就無法在自己的愛情中獲得滿足。在一個文化中，這些素質如果極其罕有，則愛的能力也必極其罕有。

6.     其實，每一個人都可以自問一下，自己究竟見過幾個真正有愛的能力的人？

7.     我們不能因為愛是困難的，就藉口不去思考它的種種困難，以及獲得愛情所需要的種種條件。

8.     對許多事情，愈有所知，愛的能力就愈大。因為他能夠關懷、能夠了解。

9.     有修養知識的人，對生活上所面臨的種種困境，經常可以作正確的選擇，趨吉避凶，為周遭的人帶來幸福。