Der Hauptunterschied zwischen der Ionenelektronenmethode und der Oxidationszahlmethode besteht darin, dass bei der Ionenelektronenmethode die Reaktion in Abhängigkeit von der Ladung der Ionen ausgeglichen wird, während bei der Oxidationszahlmethode die Reaktion in Abhängigkeit von der Änderung ausgeglichen wird Oxidationszahlen von Oxidationsmitteln und Reduktionsmitteln.
Sowohl die Ionen-Elektronen-Methode als auch die Oxidationszahl-Methode sind wichtig, um chemische Gleichungen auszugleichen. Für eine bestimmte chemische Reaktion wird eine ausgewogene chemische Gleichung angegeben, die uns hilft, zu bestimmen, wie viel des Reaktanten reagiert hat, um eine bestimmte Menge des Produkts zu ergeben, oder die Menge an Reaktanten, die erforderlich ist, um eine gewünschte Menge des Produkts zu erh alten.
Was ist die Ionen-Elektronen-Methode?
Die Ionen-Elektronen-Methode ist eine Analysetechnik, mit der wir die stöchiometrische Beziehung zwischen Reaktanten und Produkten unter Verwendung ionischer Halbreaktionen bestimmen können. Angesichts der chemischen Gleichung für eine bestimmte chemische Reaktion können wir die beiden Halbreaktionen der chemischen Reaktion bestimmen und die Anzahl der Elektronen und Ionen in jeder Halbreaktion ausgleichen, um vollständig ausgeglichene Gleichungen zu erh alten.
Abbildung 01: Chemische Reaktionen
Betrachten wir ein Beispiel, um diese Methode zu verstehen.
Die Reaktion zwischen Permanganation und Eisen(II)-Ion ist wie folgt:
MnO4– + Fe2+ ⟶ Mn2 + + Fe3+ + 4H2O
Die beiden Halbreaktionen sind die Umwandlung von Permanganat-Ionen in Mangan(II)-Ionen und Eisen(II)-Ionen in Eisen(III)-Ionen. Die ionischen Formen dieser beiden Halbreaktionen sind wie folgt:
MnO4– ⟶ Mn2+
Fe2+ ⟶ Fe3+
Danach müssen wir die Anzahl der Sauerstoffatome in jeder Halbreaktion ausgleichen. Bei der Halbreaktion, bei der Eisen in Eisen(III)-Ionen umgewandelt wird, gibt es keine Sauerstoffatome. Daher müssen wir den Sauerstoff in der anderen Halbreaktion ausgleichen.
MnO4– ⟶ Mn2+ + 4O2 -
Diese vier Sauerstoffatome stammen aus dem Wassermolekül (kein molekularer Sauerstoff, da bei dieser Reaktion keine Gasbildung stattfindet). Dann ist die richtige Halbreaktion:
MnO4– ⟶ Mn2+ + 4H2 O
In der obigen Gleichung gibt es keine Wasserstoffatome auf der linken Seite, aber acht Wasserstoffatome auf der rechten Seite, also müssen wir acht Wasserstoffatome (in Form von Wasserstoffionen) auf der linken Seite hinzufügen Seite.
MnO4– + 8H+ ⟶ Mn2+ + 4H2O
In der obigen Gleichung ist die Ionenladung der linken Seite nicht gleich der der rechten Seite. Daher können wir Elektronen auf einer der beiden Seiten hinzufügen, um die Ionenladung auszugleichen. Die Ladung auf der linken Seite beträgt +7 und auf der rechten Seite +2. Hier müssen wir auf der linken Seite fünf Elektronen hinzufügen. Dann ist die Halbreaktion
MnO4– + 8H+ + 5e– ⟶ Mn2+ + 4H2O
Wenn die Halbreaktion der Eisenumwandlung in Eisen(III)-Ionen ausgeglichen wird, wandelt sich die Ionenladung von +2 in +3 um; Hier müssen wir wie folgt ein Elektron auf der rechten Seite hinzufügen, um die Ionenladung auszugleichen.
Fe2+ ⟶ Fe3+ + e–
Danach können wir zwei Gleichungen addieren, indem wir die Anzahl der Elektronen ausgleichen. Wir müssen die Halbreaktion mit der Umwandlung von Eisen in Eisen(III) mit 5 multiplizieren, um fünf Elektronen zu erh alten, und dann durch Hinzufügen dieser modifizierten Halbreaktionsgleichung zu der Halbreaktion mit der Umwandlung von Permanganat in Mangan(II)-Ion, die fünf Elektronen auf jeder Seite heben sich auf. Die folgende Reaktion ist das Ergebnis dieser Addition.
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ + 5e– ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe 3+ + 5e–
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+
Was ist die Oxidationszahlmethode?
Die Oxidationszahlmethode ist eine Analysetechnik, mit der wir das stöchiometrische Verhältnis zwischen Reaktanten und Produkten bestimmen können, indem wir die Änderung der Oxidation chemischer Elemente verwenden, wenn die Reaktion von Reaktanten zu Produkten übergeht. Bei einer Redoxreaktion gibt es zwei Halbreaktionen: Oxidationsreaktion und Reduktionsreaktion. Für das gleiche Beispiel wie oben, die Reaktion zwischen Permanganat und Eisen(II)-Ionen, ist die Oxidationsreaktion die Umwandlung von Eisen(II)- in Eisen(III)-Ionen, während die Reduktionsreaktion die Umwandlung von Permanganationen in Mangan(II)-Ionen ist.
Oxidation: Fe2+ ⟶ Fe3+
Reduktion: MnO4– ⟶ Mn2+
Wenn wir diese Art von Reaktion ausgleichen, müssen wir zuerst die Änderung der Oxidationsstufen chemischer Elemente bestimmen. Bei der Oxidationsreaktion werden +2 Eisen(II)-Ionen in +3 Eisen(III)-Ionen umgewandelt. Bei der Reduktionsreaktion werden +7 Mangan in +2 umgewandelt. Daher können wir deren Oxidationsstufen ausgleichen, indem wir die Halbreaktion mit dem Grad der Zunahme/Abnahme der Oxidationsstufe in der anderen Halbreaktion multiplizieren. Im obigen Beispiel beträgt die Änderung des Oxidationszustands für die Oxidationsreaktion 1 und die Änderung des Oxidationszustands für die Reduktionsreaktion 5. Dann müssen wir die Oxidationsreaktion mit 5 und die Reduktionsreaktion mit 1 multiplizieren.
5Fe2+ ⟶ 5Fe3+
MnO4– ⟶ Mn2+
Danach können wir diese beiden Halbreaktionen addieren, um die vollständige Reaktion zu erh alten, und dann können wir die anderen Elemente (Sauerstoffatome) mit Wassermolekülen und Wasserstoffionen ausgleichen, um die Ionenladung auf beiden Seiten auszugleichen.
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+
Was ist der Unterschied zwischen der Ionen-Elektronen-Methode und der Oxidationszahl-Methode?
Ionen-Elektronen-Methode und Oxidationszahl-Methode sind wichtig, um chemische Gleichungen auszugleichen. Der Hauptunterschied zwischen der Ionenelektronenmethode und der Oxidationszahlmethode besteht darin, dass bei der Ionenelektronenmethode die Reaktion in Abhängigkeit von der Ladung der Ionen ausgeglichen wird, während bei der Oxidationszahlmethode die Reaktion in Abhängigkeit von der Änderung der Oxidationszahlen von Oxidationsmitteln und Reduktionsmitteln ausgeglichen wird.
Die folgende Infografik fasst den Unterschied zwischen der Ionen-Elektronen-Methode und der Oxidationszahl-Methode zusammen.
Zusammenfassung – Ionen-Elektronen-Methode vs. Oxidationszahl-Methode
Der Hauptunterschied zwischen der Ionenelektronenmethode und der Oxidationszahlmethode besteht darin, dass bei der Ionenelektronenmethode die Reaktion in Abhängigkeit von der Ladung der Ionen ausgeglichen wird, während bei der Oxidationszahlmethode die Reaktion in Abhängigkeit von der Oxidationsänderung ausgeglichen wird Anzahl der Oxidationsmittel und Reduktionsmittel.
