03.05.02 – රෙඩොක්ස් ක්‍රමයට රසායනික සමීකරණ තුලිත කිරීම

රෙඩොක්ස් ප්‍රතික්‍රියා යනු පරමාණු වල ඔක්සිකරණ අවස්ථාව වෙනසකට භාජනය වන වර්ගයේ ප්‍රතික්‍රියාය.

සමීකරණ තුලනය වන ක්‍රම දෙකකි.

1. අර්ධ ප්‍රතික්‍රියා ක්‍රමයෙන්
2. ඔක්සිකරණ අංක උපයෝගි කර ගන්නා ක්‍රමයෙන්

තුලිත අර්ධ සමීකරණ මගින් ප්‍රතික්‍රියා තුලිත කිරීම

• සෑම රෙඩොක්ස් ප්‍රතික්‍රියාවක දීම එක් ප්‍රතික්‍රීයකයක් ඔක්සිකරණයට ද තවත් ප්‍රතික්‍රීයකයක් ඔක්සිහරණයට ද භාජනය වේ .
• සමහර අවස්ථාවල දී ප්‍රතික්‍රීයක එකම පරමාණුවක් ඔක්සිකරණයට මෙන්ම ඔක්සිහරණයට ද භාජනය වේ. මෙය ද්විධාකරණය නම් වේ.
• මෙම ප්‍රතික්‍රියා දෙක (ඔක්සිකරණ හා ඔක්සිහරණ) අර්ධ ප්‍රතික්‍රියා ලෙස හදුන්වයි.
• රෙඩොක්ස් හඳුනාගැනීම් හා ප්‍රතික්‍රියා තුලනය කිරීමේ පියවර පහත දැක්වේ.

පියවර 1 :

ඔක්සිකරණය හෝ ඔක්සිහරණය වන පරමාණුව හඳුනාගන්න. (ඔක්සිකරණ අංකය වෙනස් වන පරමාණුව)

පියවර 2 :

ප්‍රතික්‍රියාවේ දෙපස ඇති එම පරමාණුවේ (ඔක්සිකරණ අංකය වෙනස් වන පරමාණුව) මුළු පරමාණු ගණන සමාන කරන්න.

පියවර 3 :

එසේ හඳුනාගත් ඔක්සිකරණ අංකය වෙනස් වන පරමාණුවේ ආරම්භක මුළු ඔක්සිකරණ අංකයත් අදාල පරමාණු අසලින් ලියාගන්න.

පියවර 4 : දෙපස මුළු ඔක්සිකරණ අංක එකතුව සමාන වන ආකාරයරයට ඔක්සිකරණ අංකය වැඩි පැත්තට ne යොදන්න ( n = 1, 2, 3 ….)

එහිදී,

ඔක්සිකරණයකදී දකුණුපසින්,

ඔක්සිහරණයකදී වම්පසින් ne එකතු කිරීම සිදුවේ.

පියවර 5 :

දෙපස මුළු ආරෝපණ එකතු වෙන වෙනම හඳුනා ගන්න. (ආරෝපණ සඳහා අයත් වන්නේ ne ධන අයන හා සෘණ අයන පමණක් වන අතර ඔක්සිකරණ අංක සලකන්නේ නැත.)

පියවර 6 :

දී ඇති මාධ්‍ය අනුව H⁺ හෝ OH^– යොදන්න.

මාධ්‍ය භාෂ්මික වේ නම්, 

දෙපස මුළු ආරෝපණ ගණන සමාන වන පරිදි සුදුසු පැත්තට OH^– යොදන්න.

මාධ්‍ය ආම්ලික වේ නම්,

දෙපස මුළු ආරෝපණ ගණන සමාන වන පරිදි සුදුසු පැත්තට H⁺ යොදන්න.

පියවර 7 :

දෙපස මුළු O පරමාණු ගණන බලා O අඩු පසට O පරමාණු සමාන වල පරිදි H₂O යෙදීම.

පියවර 8 :

දෙපස H පරමාණු ගණන සමාන බව තහවුරු කරගැනීම. (දෙපස H පරමාණු ගණන සමාන නම් සමීකරණය නිවැරදිව තුලිත වී ඇත.)

නිදසුන 1 :

ආම්ලික මාධ්‍යයේ දී \mathrm{MnO}_{(\mathrm{aq})}^{4-}\;\;\rightarrow\;\;\;\mathrm{Mn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}යන අර්ධ ප්‍රතික්‍රියා තුලනය කරන්න.

පියවර 1 :

Mn පරමාණුව ඔක්සිකරණ අංකය වෙනස් වී ඇත.

පියවර 2 : 

\mathrm{MnO}_{(\mathrm{aq})}^{4-}\;\;\rightarrow\;\;\;\mathrm{Mn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}

(දෙපස අදාළ පරමාණු ගණන සමානව පවතී.)

පියවර 3:

\underset{+7}{\underset\uparrow{\mathrm{MnO}_{(\mathrm{aq})}^{4-}}}\;\;\rightarrow\;\underset{+2}{\;\underset\uparrow{\;\mathrm{Mn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}}}

පියවර 4 :

5\mathrm e\;+\;\mathrm{MnO}_{(\mathrm{aq})}^{4-}\;\;\rightarrow\;\;\;\mathrm{Mn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}

(දකුණු පස ඔක්සිකරණ අංකය වම් පසට වඩා 5 වැඩි නිසා වම් පසට ඉලෙක්ට්‍රෝන 5 එකතු කරන්න.)

පියවර 5,6 :

වම් පස මුළු ආරෝපණය = -6

දකුණු පස මුළු ආරෝපණය = +2

8\mathrm H^{+\;}+\;5\mathrm e\;+\;\mathrm{MnO}_{(\mathrm{aq})}^{4-}\;\;\rightarrow\;\;\;\mathrm{Mn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}\;

(මාධ්‍ය ආම්ලික බැවින් වම්පස ආරෝපණය +2 කිරීමට H⁺ අටක් එකතු කළ යුතුය.)

පියවර 7 :

8\mathrm H^{+\;}+\;5\mathrm e\;+\;\mathrm{MnO}_{(\mathrm{aq})}^{4-}\;\;\rightarrow\;\;\;\mathrm{Mn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}\;+\;4{\mathrm H}_2\mathrm O

පියවර 8 :

දෙපස H පරමාණු ගණන සමාන බැවින් අර්ධ ප්‍රතික්‍රියාවක් නිවැරදිව තුලනය වී ඇති බව තහවුරු වේ.

නිදසුන 2 :

භාෂ්මික මාධ්‍යයේ දී \;\mathrm{Mn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}\;\;\;\rightarrow\;\;\;\mathrm{MnO}_{2(\mathrm{aq})}^{} යන අර්ධ ප්‍රතික්‍රියා තුලනය කරන්න.

පියවර 1 :

Mn පරමාණුව ඔක්සිකරණ අංකය වෙනස් වී ඇත. +2 සිට +4 දක්වා වැඩිවී ඇත. එම නිසා ඔක්සිකරණයකි.

පියවර 2 :

\;\mathrm{Mn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}\;\;\;\rightarrow\;\;\;\mathrm{MnO}_{2(\mathrm{aq})}^{}

(දෙපස අදාළ පරමාණු ගණන සමානව පවතී.)

පියවර 3 :

\underset{+2}{\underset\uparrow{\;\mathrm{Mn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}}}\;\;\;\rightarrow\;\;\;\underset{+4}{\underset\uparrow{\mathrm{MnO}_{2(\mathrm{aq})}^{}}}

පියවර 4 :

\;\mathrm{Mn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}\;\;\;\rightarrow\;\;\;\mathrm{MnO}_{2(\mathrm{aq})}^{}+2\mathrm e

පියවර 5 :

\;\mathrm{Mn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}\;\;\;\rightarrow\;\;\;\underbrace{\mathrm{MnO}_{2(\mathrm{aq})}^{}+2\mathrm e}_{-2}

වම් පස මුළු ආරෝපණය = +2

දකුණු පස මුළු ආරෝපණය = -2

පියවර 6 :

\;4\mathrm{OH}^{-\;}+\;\mathrm{Mn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}\;\;\;\rightarrow\;\;\;\underset{}{\underset{}{\mathrm{MnO}_{2(\mathrm{aq})}^{}+2\mathrm e}}

(මාධ්‍ය ආම්ලික බැවින් වම්පස ආරෝපණය -2 කිරීමට H⁺ අටක් එකතු කළ යුතුය.)

පියවර 7 :

\;\underset{\mathrm O\;\mathrm{පරමාණු}\;4}{4\mathrm{OH}^{-\;}}+\;\mathrm{Mn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}\;\;\;\rightarrow\;\;\;\underset{}{\underset{}{\underset{}{\underset{\mathrm O\;\mathrm{පරමාණු}\;2}{{\mathrm{MnO}}_{2(\mathrm{aq})}}_{}^{}\;}+2\mathrm e}}

පියවර 8 :

\;\underset{}{4\mathrm{OH}^{-\;}}+\;\mathrm{Mn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}\;\;\;\rightarrow\;\;\;\underset{}{\underset{}{\underset{}{\underset{}{{\mathrm{MnO}}_{2(\mathrm{aq})}}_{}^{}\;}+2\mathrm e\;+\;2{\mathrm H}_2\mathrm O}}

නිදසුන 3 :

(ඇතැම් ප්‍රතික්‍රියාවලදී 4 පියවර සිදු කළ පසුව පස්වන පියවරේ දී දෙපස ආරෝපණ ගණන සමාන වන අතර එවැනි අවස්ථාවලදී 6,7,8 පියවර සලකා බැලීම අවශ්‍ය නොවේ. පහත නිදසුනෙන් එය පැහැදිලි වේ.)

{\mathrm C}_2\mathrm O_{4(\mathrm{aq})}^{-2}\rightarrow{\mathrm{CO}}_{2(\mathrm g)\;} යන අර්ධ සමීකරණ තුලනය කරන්න.

පියවර 1 :

C පරමාණුව ඔක්සිකරණ අංකය වෙනස් වී ඇත.

පියවර 2 :

{\mathrm C}_2\mathrm O_{4(\mathrm{aq})}^{-2}\rightarrow2{\mathrm{CO}}_{2(\mathrm g)\;}

(දෙපස අදාළ පරමාණු ගණන සමාන කරයි.)

පියවර 3 : 

\underset{+6\;(\mathrm C\;\mathrm{පරමාණු}\;\mathrm{දෙකෙහිම}\;\mathrm{මුළු}\;\mathrm{ඔක්සිකරණ}\;\mathrm{අංකය})}{\underset\uparrow{{\mathrm C}_2\mathrm O_{4(\mathrm{aq})}^{-2}}}\rightarrow\underset{+8\;(\mathrm C\;\mathrm{පරමාණු}\;\mathrm{දෙකෙහිම}\;\mathrm{මුළු}\;\mathrm{ඔක්සිකරණ}\;\mathrm{අංකය})}{\;\underset\uparrow{2{\mathrm{CO}}_{2(\mathrm g)\;}}}

පියවර 4 : 

\underset{}{\underset{}{{\mathrm C}_2\mathrm O_{4(\mathrm{aq})}^{-2}}}\rightarrow\underset{}{\;\underset{}{2{\mathrm{CO}}_{2(\mathrm g)\;}+\;2\mathrm e}}

පියවර 5,6 :

වම් පස මුළු ආරෝපණය = -2

දකුණු පස මුළු ආරෝපණය = -2

(මෙම පියවරේදීම දෙපස ආරෝපණය මෙන්ම දෙපස පරමාණු ගණන ද සමාන බැවින් ප්‍රතික්‍රියාව තුලිත වී ඇත. )

තුලිත අයනික සමීකරණ ලිවීම. (අර්ධ අයනික තුලිත ප්‍රතික්‍රියා මගින්)

1. ඔක්සිකරණ අර්ධ ප්‍රතික්‍රියාවේ ne ගණනින් ඔක්සිහරණ අර්ධ ප්‍රතික්‍රියාව සම්පුර්ණයෙන් ගුණ කරන්න.
2. ඔක්සිහරණ අර්ධ ප්‍රතික්‍රියාවේ ne ගණනින් ඔක්සිකරණ අර්ධ ප්‍රතික්‍රියාව සම්පුර්ණයෙන් ගුණ කරන්න.
3. ලැබෙන නව සමීකරණ දෙක එකතු කරන්න.
4. නිවැරදිව කර ඇත්නම් දෙපස කැඩි යයි. (සුළු වී යයි)
5. H₂O, H⁺, OH^– ද සුළු කර ලියා දක්වන්න.
6. ‍ප්‍රතික්‍රියාව හැකිතාක් සුළු වන පරිදි දක්වන්න.

නිදසුන 1

ආම්ලික මාධ්‍යයේ දී MnO₄^– හා C₂O₄^2- අතර ප්‍රතික්‍රියාවේ තුලිත අයනික සමීකරණ ලියන්න

ඔක්සිහරණ අර්ධ ප්‍රතික්‍රියාව

8\mathrm H_{(\mathrm{aq})}^++5\mathrm e+\mathrm{MnO}_{4(\mathrm{aq})}^-\rightarrow\;\;\mathrm{Mn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}+4{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm{aq})\;}----\boxed1

ඔක්සිකරණ අර්ධ ප්‍රතික්‍රියාව

{\mathrm C}_2\mathrm O_{4(\mathrm{aq})\;}^{2-}\rightarrow\;2{\mathrm{CO}}_{2(\mathrm g)}+2\mathrm e----\boxed2

( පෙර හැදෑරූ කොටසේ පියවර ඔස්සේ මෙම අර්ධ ප්‍රතික්‍රියා තුලනය කළ හැක )

\boxed1\;\times2\;+\;\boxed2\times5

\begin{array}{l}16\mathrm H_{(\mathrm{aq})}^++\;2\mathrm{MnO}_{4(\mathrm{aq})}^-\;+5\;{\mathrm C}_2\mathrm O_{4(\mathrm{aq})\;}^{2-}\;+\;\cancel{10\mathrm e}\;\rightarrow10{\mathrm{CO}}_{2(\mathrm g)}\;+\;2\;\mathrm{Mn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}\;+8{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm{aq})\;}+\;\cancel{10\mathrm e}\\16\mathrm H_{(\mathrm{aq})}^++\;2\mathrm{MnO}_{4(\mathrm{aq})}^-\;+5\;{\mathrm C}_2\mathrm O_{4(\mathrm{aq})\;}^{2-}\;\rightarrow10{\mathrm{CO}}_{2(\mathrm g)}\;+\;2\;\mathrm{Mn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}\;+8{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm{aq})\;}\end{array}

නිදසුන 2

ආම්ලික මාධ්‍යයේ දී Cr₂O₇^2- හා SO₂ අතර ප්‍රතික්‍රියාවේ තුලිත අයනික සමීකරණ ලියන්න.

ඔක්සිහරණ අර්ධ ප්‍රතික්‍රියාව

14\mathrm H_{(\mathrm{aq})}^++6\mathrm e+\;\;\;{\mathrm{Cr}}_2\mathrm O_{7(\mathrm{aq})}^{2-}\;\rightarrow2\mathrm{Cr}_{(\mathrm{aq})\;}^{3+}\;\;+7{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm{aq})}----\boxed1

ඔක්සිකරණ අර්ධ ප්‍රතික්‍රියාව

\mathrm{SO}_{2(\mathrm{aq})}^++\;\;\;\;2{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm{aq})}\;\rightarrow\;\mathrm{SO}_4^{2-}(\mathrm{aq})+\;4\mathrm H_{(\mathrm{aq})\;}^+\;\;+\;\;2\mathrm e----\boxed2

\boxed1\times2\;+\boxed2\times6

\begin{array}{l}28\mathrm H_{(\mathrm{aq})}^+\;+\cancel{\;12\mathrm e\;}+\;2\;{\mathrm{Cr}}_2\mathrm O_{7(\mathrm{aq})}^{2-}+6{\mathrm{SO}}_2+12{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm{aq})}\rightarrow4\mathrm{Cr}_{(\mathrm{aq})\;}^{3+}+14{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm{aq})}+\mathrm{SO}_{4(\mathrm{aq})}^{2-}+28\mathrm H_{(\mathrm{aq})}^++\cancel{12\mathrm e}\\\;2\;{\mathrm{Cr}}_2\mathrm O_{7(\mathrm{aq})}^{2-}+6{\mathrm{SO}}_2+4\mathrm H_{(\mathrm{aq})}^+\;\rightarrow4\mathrm{Cr}_{(\mathrm{aq})\;}^{3+}+\;6\mathrm{SO}_{4(\mathrm{aq})}^{2-}+2{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm{aq})}\\{\mathrm{Cr}}_2\mathrm O_{7(\mathrm{aq})}^{2-}+3{\mathrm{SO}}_2+2\mathrm H_{(\mathrm{aq})}^+\;\rightarrow2\mathrm{Cr}_{(\mathrm{aq})\;}^{3+}+\;3\mathrm{SO}_{4(\mathrm{aq})}^{2-}+{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm{aq})}\end{array}

ඔක්සිකරණ අංක වෙනස උපයෝගී කරගනිමින් ප්‍රතික්‍රියා තුලනය කිරීම

පියවර 1:

ප්‍රතික්‍රියාව දෙපස ඔක්සිකරණය වන ඔක්සිහරණය වන පරමාණු වන මුළු සංඛ්‍යා සමාන කිරීම.

පියවර 2:

ඔක්සිකරණය හා ඔක්සිහරණය වන පරමාණු වල මුළු ඔක්සිකරණ අංක ලියාගන්න.

පියවර 3:

ඔක්සිකරණය හා ඔක්සිහරණය වන ඉලෙක්ට්‍රෝන ගණන සමාන කිරීමට හුවමාරු වන ඉලෙක්ට්‍රෝන ගණන සුදුසු පරිදි ගුණ කිරීම.

පියවර 4:

දෙපස මුළු ආරෝපණ එකතුව සලකා එය සමාන කර ගැනීමට මාධ්‍ය අනුව H⁺ හෝ OH^– එක් කරන්න.

පියවර 5:

දෙපස මුළු O පරමාණු ගණන බලා අඩු පසට අඩු ගණනට සමාන H₂O යෙදීම.

පියවර 6:

දෙපස H පරමාණු ගණන සමාන නම් සමීකරණය නිවැරදිව තුලනය වී ඇති බව තහවුරු කර ගත හැක.

නිදසුන් 1:

ආම්ලික මාධ්‍යයේ දී සිදුවන\mathrm{MnO}_4^-\;+{\mathrm C}_2\mathrm O_4^{2-}\rightarrow\mathrm{Mn}_{}^{2+}+{\mathrm{CO}}_2\;\;\; ප්‍රතික්‍රියාවේ තුලිත අයනික සමීකරණ ලබාගන්න

පියවර 1:

\mathrm{MnO}_4^-\;+{\mathrm C}_2\mathrm O_4^{2-}\rightarrow\mathrm{Mn}_{}^{2+}+2{\mathrm{CO}}_2\;\;\;

පියවර 2:

පියවර 3:

(හුවමාරු වන ගණන සමාන කිරීම)

2\mathrm{MnO}_4^-\;+5{\mathrm C}_2\mathrm O_4^{2-}\rightarrow2\mathrm{Mn}_{}^{2+}+10{\mathrm{CO}}_2\;\;\;\;

පියවර 4:

16\mathrm H^{+\;}+\;2\mathrm{MnO}_4^-\;+5{\mathrm C}_2\mathrm O_4^{2-}\rightarrow2\mathrm{Mn}_{}^{2+}+10{\mathrm{CO}}_2\;\;\;\;

(දෙපස ආරෝපණ එකතුව සමාන වීමට වම්පසට H⁺ එක් කරන්න)

පියවර 5:

16\mathrm H^{+\;}+\;2\mathrm{MnO}_4^-\;+5{\mathrm C}_2\mathrm O_4^{2-}\rightarrow2\mathrm{Mn}_{}^{2+}+10{\mathrm{CO}}_2\;+3{\mathrm H}_2\mathrm O

(දෙපස මුළු O පරමාණු ගණන සමාන කිරීම්ට දකුණු පසට H₂O එක් කරයි )

පියවර 6:

දෙපස H පරමාණු ගණන සමාන බැවින් ප්‍රතික්‍රියාව නිවැරදිව තුලිත වී ඇත.

නිදසුන් 2:

භාෂ්මික මාධ්‍යයේ දී සිදුවන {\mathrm{Cr}}_2\mathrm O_7^{2-}+{\mathrm{SO}}_2\;\rightarrow\;\;\;\mathrm{Cr}(\mathrm{OH})_3\;+\;\mathrm{SO}_4^{2-} ප්‍රතික්‍රියාවේ තුලිත අයනික සමීකරණ ලබාගන්න

පියවර 1:

 {\mathrm{Cr}}_2\mathrm O_7^{2-}+{\mathrm{SO}}_2\;\rightarrow\;\;\;2\mathrm{Cr}(\mathrm{OH})_3\;+\;\mathrm{SO}_4^{2-}

පියවර 2 :

පියවර 3 :

{\mathrm{Cr}}_2\mathrm O_7^{2-}+3{\mathrm{SO}}_2\;\rightarrow\;2\mathrm{Cr}(\mathrm{OH})_3\;+3\;\mathrm{SO}_4^{2-}

පියවර 4:

4\mathrm{OH}^-+\;{\mathrm{Cr}}_2\mathrm O_7^{2-}+3{\mathrm{SO}}_2\;\rightarrow\;2\mathrm{Cr}(\mathrm{OH})_3\;+3\;\mathrm{SO}_4^{2-}

පියවර 5:

{\mathrm H}_2\mathrm O\;+\;4\mathrm{OH}^-+\;{\mathrm{Cr}}_2\mathrm O_7^{2-}+3{\mathrm{SO}}_2\;\rightarrow\;2\mathrm{Cr}(\mathrm{OH})_3\;+3\;\mathrm{SO}_4^{2-}

පියවර 6:

දෙපස H පරමාණු ගණන සමාන බැවින් ප්‍රතික්‍රියාව නිවැරදිව තුලිත වී ඇත.