Intro to Redox reaction

1. ไฟฟ้าเคมี
ELECTROCHEMISTRY
เคมี 4 ว30224
การดุลสมการรีดอกซ์

2. การดุลสมการรีดอกซ์
(Balancing Redox Equations)
ผลการเรียนรู้
ดุลสมการรีดอกซ์โดยใช้เลขออกซิเดชันและครึ่งปฏิกิริยาได้

3. การดุลสมการ
การดุลสมการเคมีโดยทั่วไปจะดุลจานวนอะตอมของธาตุทั้งในสารตั้งต้น
และผลิตภัณฑ์ให้มีจานวนอะตอมเท่ากันเพื่อให้เป็นไปตามกฎทรงมวล
ในปฏิกิริยารีดอกซ์ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่มีการถ่ายโอนอิเล็กตรอน
การดุลสมการจะต้องดุลทั้งจานวนอะตอม จานวนประจุไฟฟ้า และ
จานวนอิเล็กตรอนที่ให้และรับระหว่างตัวรีดิวซ์กับตัวออกซิไดส์ ให้
เท่ากันทั้งหมด

4. การดุลสมการแสดงการเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์มีเทคนิคพื้นฐานที่ใช้ในการ
ดุลสมการดังนี้
1. การดุลสมการโดยวิธีเลขออกซิเดชัน
2. การดุลสมการโดยวิธีครึ่งปฏิกิริยา หรือวิธีไอออน-อิเล็กตรอน
วิธีนี้จะแยกออกเป็น
◦2.1 การดุลสมการโดยวิธีครึ่งปฏิกิริยาในสารละลายกรด
◦2.2 การดุลสมการโดยวิธีครึ่งปฏิกิริยาในสารละลายเบส

5. การดุลสมการโดยวิธีครึ่งปฏิกิริยา หรือวิธีไอออน-อิเล็กตรอน
มีขั้นตอนการดุลดังนี้
1. เขียนสมการไอออนิกแสดงการเกิดปฏิกิริยาที่ยังไม่ดุล
2. แยกสมการออกเป็น 2 ครึ่งปฏิกิริยา ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน และครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน
3. ดุลอะตอมของธาตุและประจุไฟฟ้าในแต่ละครึ่งปฏิกิริยา(ยกเว้นอะตอมของ O และ H ให้ดุล
ทีหลัง) ถ้าธาตุที่เป็นตัวออกซิไดส์หรือตัวรีดิวซ์ยังไม่ดุล ให้ดุลอะตอมธาตุเหล่านี้ก่อน
◦ 3.1 ให้ดุล O โดยการเติม H2O , ดุล H โดยการเติม H+ ,
3.2 ดุลประจุ โดยการเติม e-
4. คูณด้วยตัวเลขที่เหมาะสมในแต่ละครึ่งปฏิกิริยาเพื่อทาให้จานวน e- ที่ให้และรับมีจานวนเท่ากัน
ก่อนรวมแต่ละครึ่งปฏิกิริยาเข้าด้วยกัน
*** ถ้าปฏิกิริยาอยู่ในสารละลายเบส ให้เติม OH- ทั้งสองข้างของสมการเพื่อสะเทิน H+ ให้
เปลี่ยนเป็น H2O

6. ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน
Write the skeletons of half-
reactions.
Balance all elements other than
H and O.
Balance the oxygen atoms by
adding H2O molecules .
Balance the hydrogen atoms by
adding H+ ions .
Balance the charge by adding
electrons, e-.
Make the number of electrons
gained equal to the number of
electrons lost.
Add the 2 half-reactions

7. ตัวอย่าง 1. ไดโครเมตไอออน(Cr2O7
2-) ทาปฏิกิริยากับ Fe2+(aq)ในสารละลายกรด
ปรากฏว่าได้สารละลาย Fe3+(aq) และ Cr3+(aq) เกิดขึ้นดังสมการ
Cr2O7
2- (aq) + Fe2+(aq) → Fe3+(aq) + Cr3+(aq)
จงเขียนสมการรีดอกซ์และดุลสมการโดยวิธีครึ่งปฏิกิริยา
1. เขียนสมการไอออนิกแสดงการเกิดปฏิกิริยาที่ยังไม่ดุล
Cr2O7
2- (aq) + Fe2+(aq) → Fe3+(aq) + Cr3+(aq)
2. แยกสมการออกเป็น 2 ครึ่งปฏิกิริยา ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน และครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน
ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน
ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน
Fe2+(aq) → Fe3+(aq)
Cr2O7
2- (aq) → Cr3+(aq)

8. 3. ดุลอะตอมของธาตุและประจุไฟฟ้าในแต่ละครึ่งปฏิกิริยา ถ้าธาตุที่เป็นตัวออกซิไดส์หรือตัว
รีดิวซ์ยังไม่ดุล ให้ดุลอะตอมธาตุเหล่านี้ก่อน อะตอม O และ H ให้ดุล ทีหลัง
ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน
ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน
Fe2+(aq) → Fe3+(aq)
Cr2O7
2- (aq) → Cr3+(aq)
ครึ่งปฏิกิริยานี้ไม่มี O และ H จึงไม่ต้องดุล
ดุลประจุโดยการเติม e- ทางขวาของสมการ Fe2+(aq) → Fe3+(aq) + e-
ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันดุลแล้ว

9. 3. ดุลอะตอมของธาตุและประจุไฟฟ้าในแต่ละครึ่งปฏิกิริยา ถ้าธาตุที่เป็นตัวออกซิไดส์หรือตัว
รีดิวซ์ยังไม่ดุล ให้ดุลอะตอมธาตุเหล่านี้ก่อน อะตอม O และ H ให้ดุล ทีหลัง
ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน Cr2O7
2- (aq) → Cr3+(aq)
ดุล O โดยการเติม H2O 7 โมล ทางขวาของสมการ
ดุลประจุโดยการเติม e- 6 โมล ทางซ้ายของสมการ
Cr2O7
2- (aq) → 2Cr3+(aq) + 7H2O
ดุล H โดยการเติม H+ 14 โมล ทางซ้ายสมการ
Cr2O7
2- (aq) + 14H+ → 2Cr3+(aq) + 7H2O
ตัวออกซิไดส์ยังไม่ดุล เติม 2 หน้า Cr3+ Cr2O7
2- (aq) → 2Cr3+(aq)
Cr2O7
2- (aq) + 14H+ + 6e- → 2Cr3+(aq) + 7H2Oครึ่งปฏิกิริยารีดักชันดุลแล้ว

10. 4. คูณด้วยตัวเลขที่เหมาะสมในแต่ละครึ่งปฏิกิริยาเพื่อทาให้จานวน e- ที่ให้และรับมีจานวนเท่ากัน
Fe2+(aq) → Fe3+(aq) + e-
ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันดุลแล้ว
Cr2O7
2- (aq) + 14H+ + 6e- → 2Cr3+(aq) + 7H2O
ครึ่งปฏิกิริยารีดักชันดุลแล้ว
X 6
6 { }
รวม 2 ครึ่งปฏิกิริยาเข้าด้วยกัน
6 Fe2+(aq) + Cr2O7
2- (aq) + 14H+ + 6e- → 6Fe3+(aq) + 2Cr3+(aq) + 7H2O + 6e-6Fe2+(aq) + Cr2O7
2- (aq) + 14H+ → 6Fe3+(aq) + 2Cr3+(aq) + 7H2O
→ ปฏิกิริยารีดอกซ์ที่ดุลแล้ว

11. ตัวอย่าง 2. จงดุลสมการของปฏิกิริยาต่อไปนี้ในสารละลายเบส
HS- + NO3
- → S + NO2
-
1. เขียนสมการไอออนิกแสดงการเกิดปฏิกิริยาที่ยังไม่ดุล
HS- + NO3
- → S + NO2
-
2. แยกสมการออกเป็น 2 ครึ่งปฏิกิริยา ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน และครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน
ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน
ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน
HS- → S
NO3
- → NO2
-

12. 3. ดุลอะตอมของธาตุและประจุไฟฟ้าในแต่ละครึ่งปฏิกิริยา ถ้าธาตุที่เป็นตัวออกซิไดส์หรือตัว
รีดิวซ์ยังไม่ดุล ให้ดุลอะตอมธาตุเหล่านี้ก่อน อะตอม O และ H ให้ดุลทีหลัง
ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน
ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน
ดุลประจุโดยการเติม e- 2 โมลทาง
ขวาของสมการ
ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันดุลแล้ว
HS- → S
HS- → H+ + S + 2e-
NO3
- → NO2
-
HS- → H+ + Sดุล H โดยการเติม H+ 1 โมล ทางขวาสมการ

13. 3. ดุลอะตอมของธาตุและประจุไฟฟ้าในแต่ละครึ่งปฏิกิริยา ถ้าธาตุที่เป็นตัวออกซิไดส์หรือ
ตัวรีดิวซ์ยังไม่ดุล ให้ดุลอะตอมธาตุเหล่านี้ก่อน อะตอม O และ H ให้ดุลหลังสุด
ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน
ดุล O โดยการเติม H2O 1 โมล ทางขวาของสมการ
ดุลประจุโดยการเติม e- 2 โมล ทางซ้ายของสมการ
ดุล H โดยการเติม H+ 2 โมล ทางซ้ายสมการ
ครึ่งปฏิกิริยารีดักชันดุลแล้ว
NO3
- → NO2
-
NO3
- → NO2
- + H2O
NO3
- + 2H+ → NO2
- + H2O
NO3
- + 2H+ + 2e- → NO2
- + H2O

14. 4. คูณด้วยตัวเลขที่เหมาะสมในแต่ละครึ่งปฏิกิริยาเพื่อทาให้จานวน e- ที่ให้และรับมีจานวนเท่ากัน
ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันดุลแล้ว
ครึ่งปฏิกิริยารีดักชันดุลแล้ว
รวม 2 ครึ่งปฏิกิริยาเข้าด้วยกัน
HS- → H+ + S + 2e-
NO3
- + 2H+ + 2e- → NO2
- + H2O
HS- + NO3
- + 2H+ + 2e- → NO2
- + H2O + H+ + S + 2e-
HS- + NO3
- + H+ → NO2
- + H2O + S

15. 5. เติม OH- ทั้ง 2 ด้านของสมการ เพื่อกาจัด H+ ให้เปลี่ยนเป็นน้า H2O ( ปฏิกิริยาเกิดในเบส)
HS- + NO3
- + H+ + OH- → NO2
- + H2O + S + OH-
มี 1 H+ เติม OH- 1 โมลทั้ง 2 ด้านของสมการ เพื่อรวมกับ H+ เกิดเป็น H2O
HS- + NO3
- + H2O → NO2
- + H2O + S + OH-
HS- + NO3
- → NO2
- + S + OH-
HS- + NO3
- + H+ → NO2
- + H2O + S
ปฏิกิริยารีดอกซ์ที่ดุลแล้ว

16. Exc.I จงดุลสมการต่อไปนี้โดยวิธีครึ่งปฏิกิริยา
1. MnO2(s) + Al(s) → Mn(s) + Al2O3(s) ในสารละลายกรด
2. MnO4
-(aq) + SO3
2-(aq) + H2O(l) → MnO2(s) + SO4
2-(aq) + OH-(aq)ในเบส
3. Se + OH- → Se2- + SeO3
2- + H2O ในเบส

17. การดุลสมการโดยใช้เลขออกซิเดชัน
Balancing Redox Equations by The Oxidation Number Change Method
1. หาเลขออกซิเดชันที่เปลี่ยนไปของตัวออกซิไดส์และตัวรีดิวซ์
2. ดุลจานวนอะตอมของธาตุที่เปลี่ยนเลขออกซิเดชันก่อน
3. ทาจานวนเลขออกซิเดชันที่เพิ่มและลดให้เท่ากันโดยคูณด้วยตัวเลขที่
เหมาะสมทั้ง 2 ข้างของสมการ
4. ถ้ามีประจุไม่เท่ากัน ให้เติม H+(ในกรด) หรือ OH-(ในเบส)
5. ดุลอะตอมของธาตุอื่นๆให้เท่ากัน (O และ H ดุลเป็นลาดับสุดท้าย)

18. จงดุลสมการโดยใช้เลขออกซิเดชัน
Zn + HCl → ZnCl2 + H2
Zn + HCl → ZnCl2 + H2
0 +1 +2 0
2
ลด 1 x 2 = 2
เพิ่ม 2
ดุลจานวนอะตอมของ Cl เติม 2 ด้านซ้าย
เลขออกซิเดชันที่เพิ่มและลดเท่ากันแล้ว และสมการดุลแล้ว

19. จงดุลสมการโดยใช้เลขออกซิเดชัน
MnO2(s) + Al(s) → Mn(s) + Al2O3(s)
MnO2(s) + Al(s) → Mn(s) + Al2O3(s)
0+4 +30
2
ลด 4
เพิ่ม 3x2 = 6ดุลจานวนอะตอมของ Al เติม 2 ด้านซ้าย
ทาจานวน เลขออกซิเดชันที่เพิ่มและลดให้เท่ากัน ลด 4 , เพิ่ม 6 ค.ร.น. = 12
X 3 = 12
X 2 = 12
3 32x 2

20. 1. N2O + H2 → H2O + NH3
2. HClO4 + ClO2 + H2O → HClO3
3. NO2 + H2O → HNO3 + NO
Exc.II จงดุลสมการต่อไปนี้โดยใช้เลขออกซิเดชัน