1. dzielimy zapis reakcji na dwie reakcje połówkowe – niezbędna jest tu umiejętność wyróżnienia utleniacz i reduktora;
2. uzgadniamy niemetale – niemetal nie oznacza tu tlenu i wodoru!
3. uzgadniamy metale;
4. po tej stronie reakcji, w której jest za mało atomów tlenu, dopisujemy je w postaci cząsteczek H2O;
5. po tej stronie reakcji, w której jest za mało atomów wodoru, dopisujemy właściwą liczbę jonów H+;
6. obliczamy sumy ładunków po obu stronach równania i wyrównujemy je poprzez dopisanie odpowiedniej liczby elektronów (pamiętamy, że elektron ma ładunek (-));
7. czynności od reguły 1 do 6 wykonujemy teraz na drugiej reakcji połówkowej;
8. sprawdzamy, czy w obu tych reakcjach liczby elektronów są jednakowe. Jeśli nie, to mnożymy je przez odpowiednie liczby, by ilość elektronów była jednakowa. Po tej czynności dodajemy stronami obie reakcje;
9. sprawdzamy, co da się uprościć;
10. jeśli wiadomo, że reakcja przebiega w roztworze obojętnym lub zasadowym, a po lewej stronie równania obecne są jony H+, to usuwamy je, dodając do obu stron równania taką liczbę jonów OH-, by po lewej stronie związać wszystkie jony H+ i utworzyć cząsteczki H2O.
Przykład 1
Reakcja utleniania etanolu z pomocą nadmanganianu potasu KMnO4 w środowisku kwaśnym.
Trzeba wiedzieć, że w trakcie takiej reakcji jony MnO4- ulegają redukcji do jonów Mn2+.
Pierwszą z reakcji połówkowych zapisujemy:
MnO4- Mn2+
Zgodnie z regułami 2 i 3 uzgadniamy najpierw mangan – po obu stronach jest tyle samo. Teraz tlen – reguła 3 każe dopisać tyle cząsteczek wody, by po obu stronach było po cztery atomy tlenu:
MnO4- Mn2+ + 4 H2O
Tlen uzgodniony, ale z wodorem nie jest dobrze – zgodnie z regułą 5 dopisujemy po lewej stronie właściwą liczbę jonów H+:
MnO4- + 8 H+ Mn2+ + 4 H2O
Przystąpmy teraz do policzenia ładunków. Po lewej stronie jest (-1) + 8(+1) = +7. Po prawej mamy (+2). Nie zgadza się, więc wyrównujemy liczbę ładunków, dopisując 5 elektronów po lewej stronie:
MnO4- + 8 H+ + 5e- Mn2+ + 4 H2O
Pierwsza reakcja połówkowa zapisana.
Druga reakcja połówkowa wymaga znajomości schematu:
Alkohol Kwas
CH3CH2OH CH3COOH
Policzmy ilość węgla (reguła 2) – po obu stronach taka sama ilość.
Metali nie ma, więc uzgadniamy ilość tlenu (reguła 4) – po lewej stronie trzeba dopisać wodę:
CH3CH2OH + H2O CH3COOH
Tlen już OK! Zabierzmy się za wodór – zgodnie z regułą 5 dopisujemy jony H+ po prawej stronie:
CH3CH2OH + H2O CH3COOH + 4H+
Wyrównajmy ładunki z pomocą elektronów:
CH3CH2OH + H2O CH3COOH + 4H+ + 4e-
Druga reakcja połówkowa jest teraz gotowa.
Czas na regułę 8:
- wyrównujemy liczby elektronów w reakcjach połówkowych, mnożąc je przez odpowiednie liczby:
MnO4- + 8 H+ + 5e- Mn2+ + 4 H2O / 4
CH3CH2OH + H2O CH3COOH + 4H+ + 4e- / 5
- dodajemy reakcje stronami:
4MnO4- + 32 H+ + 20e- + 5CH3CH2OH + 5H2O 4Mn2+ + 16 H2O + 5CH3COOH + 20H+ + 20e-
Porządkujemy równanie zgodnie z regułą 9 – redukujemy jony wodorowe po stronie prawej i cząsteczki wody po lewej:
4MnO4- + 12 H+ + 5CH3CH2OH 4Mn2+ + 11 H2O + 5CH3COOH