산화-환원 반응 균형 맞추기. 염기성 용액에서

산화-환원 반응 균형 맞추기. 염기성 용액에서

balancing redox reactions in basic solution

by the ion-electron method (이온-전자법)

( also called the half-reaction method )

 

 

 

[1] 반쪽 반응 나누기

( separate into half-reactions )

 

반응 전/후 물질의 산화수를 비교하여,

산화 반쪽 반응과 환원 반쪽 반응으로 나눈다.

( 참고: 산화수 구하는 규칙 https://ywpop.tistory.com/2719 )

 

 

 

[팁] 미완성(균형이 안 맞춰진) 산화-환원 반응식에서,

산화된 물질과 환원된 물질을 파악할 때,

즉, 산화 반쪽 반응과 환원 반쪽 반응으로 나눌 때,

반응물 또는 생성물이 3개 이상이고, 그래서,

어떤 것이 산화 또는 환원된 것인지를 결정할 수 없을 경우에는,

즉, 어떤 것을 산화 반쪽 반응 또는 환원 반쪽 반응에 넣어야 할지

모를 경우에는,

H^+와 OH^-는 각각 산 또는 염기 촉매를 나타내고,

H2O는 질량 균형을 맞추기 위해 사용된 것일 수도 있기 때문에,

H^+, OH^-, H2O는 제외시킨다.

( 참고: 구경꾼 이온까지 제거 https://ywpop.tistory.com/16701 )

( 추가설명 https://ywpop.blogspot.com/2023/12/redox-balance-mno4-h2o2-h-mn2-o2-h2o.html )

 

 

 

[2] 질량 균형 맞추기

( balance mass )

 

각 반쪽 반응의 원자 수를 맞춘다.

맞추는 순서는 다음과 같다.

① 산소와 수소를 제외한 나머지 원자 수부터 맞춘다.

( balance all the elements except hydrogen and oxygen )

 

② 물(H2O)을 이용, 산소 원자 수를 맞춘다.

( balance oxygen using H2O )

 

③ 양성자(H^+)를 이용, 수소 원자 수를 맞춘다.

( balance hydrogen using H^+ )

 

 

예) Cr2O7^2- → Cr^3+

 

 

 

 

[3] 전자(e^-)를 더해서, 전하 균형 맞추기

( balance charge by adding electron(s) )

 

전자(e^-)를 사용하여, 각 반쪽 반응의 전하 균형을 맞춘다.

산화 반쪽 반응은 생성물 쪽에, 환원 반쪽 반응은 반응물 쪽에 전자 추가.

 

 

 

 

[4] 주고받은(이동한) 전자 수 같도록

( electrons lost = electrons gained )

 

산화된 물질이 내놓은 전자 수 = 환원된 물질이 받은 전자 수

산화 반쪽 반응의 전자 수와 환원 반쪽 반응의 전자 수가 같도록,

적당한 계수를 곱한다.

( If necessary, multiply one or both balanced half-reactions

by an integer to equalize the number of electrons

transferred in the two half-reactions. )

 

 

 

[5] 반쪽 반응 더하기

( add half-reactions )

 

 

 

[6] H^+를 OH^-로 바꾸기 (∵ 염기성 용액)

Since it is a basic solution, add OH^- for each H^+

( add OH^- to both sides of eqn )

 

① H^+를 중화시킬 수 있는 OH^- 추가

② H^+ + OH^- → H2O

③ H2O 소거(정리). 끝.

 

 

 

※ 만약 5단계 반응식에 H^+가 없으면,

즉 반쪽 반응을 더하는 과정에서 H^+가 소거되면,

6단계는 생략한다.

 

※ 산성 용액에서는, 6단계가 필요 없다.

즉, 5단계가 마지막 단계.

 

 

 

 

[참고] 염기성 조건에서 산화-환원 반응식을 완성할 때,

만약 5단계 반응식에서 H^+ 이온이 존재하지 않으면,

6단계 조작이 필요 없다. ( 6단계 조작을 할 수도 없다. )

 

이런 반응은 산성 용액에서나 염기성 용액에서나 최종 반응식은 같다.

( 산성 용액 조건과 염기성 용액 조건의 최종 완성 식은 같다. )

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/10930 ]

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/4264 ] 산성 용액에서 균형 맞추기

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/search/redox%20balance ]

 

 

 

[키워드] 산화-환원 반응 균형 맞추기, balancing redox reactions