Het belangrijkste verschil tussen de ion-elektronenmethode en de oxidatiegetalmethode is dat, in de ion-elektronenmethode, de reactie in evenwicht is, afhankelijk van de lading van ionen, terwijl bij de oxidatiegetalmethode de reactie in evenwicht is afhankelijk van de verandering in oxidatiegetallen van oxidanten en reductiemiddelen.
Zowel de ion-elektronenmethode als de oxidatiegetalmethode zijn belangrijk bij het balanceren van chemische vergelijkingen. Er wordt een uitgebalanceerde chemische vergelijking gegeven voor een bepaalde chemische reactie en het helpt ons te bepalen hoeveel van de reactant heeft gereageerd om een bepaalde hoeveelheid van het product te geven, of de hoeveelheid reactanten die nodig is om een gewenste hoeveelheid van het product te verkrijgen.
Wat is de ion-elektronenmethode?
Ion-elektronenmethode is een analytische techniek die we kunnen gebruiken om de stoichiometrische relatie tussen reactanten en producten te bepalen, met behulp van ionische halfreacties. Gegeven de chemische vergelijking voor een bepaalde chemische reactie, kunnen we de twee halfreacties van de chemische reactie bepalen en het aantal elektronen en ionen in elke halve reactie in evenwicht brengen om volledig uitgebalanceerde vergelijkingen te krijgen.
Figuur 01: Chemische reacties
Laten we een voorbeeld bekijken om deze methode te begrijpen.
De reactie tussen permanganaat-ion en ferro-ion is als volgt:
MnO4– + Fe2+ ⟶ Mn2 + + Fe3+ + 4H2O
De twee halfreacties zijn de omzetting van permanganaat-ionen in mangaan(II)-ionen en ferro-ionen in ferri-ionen. De ionische vormen van deze twee halfreacties zijn als volgt:
MnO4– ⟶ Mn2+
Fe2+ ⟶ Fe3+
Daarna moeten we het aantal zuurstofatomen in elke halfreactie in evenwicht brengen. In de halfreactie waarbij ferro wordt omgezet in ferri-ion, zijn er geen zuurstofatomen. Daarom moeten we de zuurstof in de andere halfreactie in evenwicht brengen.
MnO4– ⟶ Mn2+ + 4O2 -
Deze vier zuurstofatomen zijn afkomstig van het watermolecuul (geen moleculaire zuurstof omdat er bij deze reactie geen gas wordt geproduceerd). Dan is de juiste halfreactie:
MnO4– ⟶ Mn2+ + 4H2 O
In de bovenstaande vergelijking zijn er geen waterstofatomen aan de linkerkant, maar er zijn acht waterstofatomen aan de rechterkant, dus we moeten acht waterstofatomen (in de vorm van waterstofionen) aan de linkerkant toevoegen kant.
MnO4– + 8H+ ⟶ Mn2+ + 4H2O
In de bovenstaande vergelijking is de ionische lading van de linkerkant niet gelijk aan de rechterkant. Daarom kunnen we elektronen toevoegen aan een van de twee kanten om de ionische lading in evenwicht te brengen. De lading aan de linkerkant is +7 en aan de rechterkant is het +2. Hier moeten we vijf elektronen aan de linkerkant toevoegen. Dan is de halfreactie, MnO4– + 8H+ + 5e– ⟶ Mn2+ + 4H2O
Bij het balanceren van de halfreactie van ferro-omzetting in ferri-ionen, wordt de ionische lading omgezet van +2 naar +3; hier moeten we als volgt één elektron aan de rechterkant toevoegen om de ionische lading in evenwicht te brengen.
Fe2+ ⟶ Fe3+ + e–
Daarna kunnen we twee vergelijkingen bij elkaar optellen door het aantal elektronen in evenwicht te brengen. We moeten de halfreactie met de omzetting van ferro in ferri met 5 vermenigvuldigen om vijf elektronen te krijgen en dan door deze gewijzigde halfreactievergelijking op te tellen bij de halfreactie met de omzetting van permanganaat in mangaan(II)-ion, de vijf elektronen aan elke kant worden opgeheven. De volgende reactie is het resultaat van deze toevoeging.
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ + 5e– ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe 3+ + 5e–
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+
Wat is de oxidatiegetalmethode?
Oxidatiegetalmethode is een analytische techniek die we kunnen gebruiken om de stoichiometrische relatie tussen reactanten en producten te bepalen, met behulp van de verandering in de oxidatie van chemische elementen wanneer de reactie van reactanten naar producten gaat. Bij een redoxreactie zijn er twee halfreacties: oxidatiereactie en reductiereactie. Voor hetzelfde voorbeeld als hierboven, de reactie tussen permanganaat en ferro-ionen, is oxidatiereactie de omzetting van ferro in ferri-ion, terwijl reductiereactie de omzetting is van permanganaat-ion in mangaan (II) -ion.
Oxidatie: Fe2+ ⟶ Fe3+
Reductie: MnO4– ⟶ Mn2+
Bij het balanceren van dit type reactie, moeten we eerst de verandering in oxidatietoestanden van chemische elementen bepalen. In de oxidatiereactie wordt +2 ferro-ion omgezet in +3 ferri-ion. In de reductiereactie wordt +7 mangaan omgezet in +2. Daarom kunnen we de oxidatietoestanden hiervan in evenwicht brengen door de halfreactie te vermenigvuldigen met de mate van toename/afname van oxidatietoestand in de andere halfreactie. In het bovenstaande voorbeeld is de verandering in oxidatietoestand voor oxidatiereactie 1 en verandering in oxidatietoestand voor reductiereactie is 5. Dan moeten we de oxidatiereactie vermenigvuldigen met 5 en de reductiereactie met 1.
5Fe2+ ⟶ 5Fe3+
MnO4– ⟶ Mn2+
Daarna kunnen we deze twee halfreacties toevoegen om de volledige reactie te krijgen en dan kunnen we de andere elementen (zuurstofatomen) in evenwicht brengen met behulp van watermoleculen en waterstofionen om de ionische lading aan beide kanten in evenwicht te brengen.
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+
Wat is het verschil tussen de ion-elektronenmethode en de oxidatiegetalmethode?
Ion-elektronenmethode en oxidatiegetalmethode zijn belangrijk bij het balanceren van chemische vergelijkingen. Het belangrijkste verschil tussen de ion-elektronenmethode en de oxidatiegetalmethode is dat in de ion-elektronenmethode de reactie in evenwicht is afhankelijk van de lading van ionen, terwijl in de oxidatiegetalmethode de reactie in evenwicht is afhankelijk van de verandering in oxidatiegetallen van oxidanten en reductanten.
Hieronder vat de infographic het verschil samen tussen de ion-elektronenmethode en de oxidatiegetalmethode.
Samenvatting – Ion-elektronenmethode versus oxidatiegetalmethode
Het belangrijkste verschil tussen de ion-elektronenmethode en de oxidatiegetalmethode is dat in de ion-elektronenmethode de reactie in evenwicht is afhankelijk van de lading van ionen, terwijl bij de oxidatiegetalmethode de reactie in evenwicht is afhankelijk van de verandering in oxidatie aantal oxidanten en reductiemiddelen.
