我們將用「過錳酸根離子MnO4^－」和「鐵離子Fe²⁺」在酸性溶液裡的反應，來說明怎麼使用半反應來平衡方程式。

化學原理啟迪61

1.     我們將用「過錳酸根離子MnO4^－」和「鐵離子Fe²⁺」在酸性溶液裡的反應，來說明怎麼使用半反應來平衡方程式：

MnO4^－(aq) + Fe²⁺ (aq)  →(酸性溶液)→Fe³⁺(aq)  + Mn²⁺ (aq)

這是分析鐵礦含有多少鐵常用到的化學反應。

2.     辨認並且寫出這個反應方程式的半反應。

l         過錳酸根離子MnO4^－的半反應，顯示過錳酸根離子是還原的：

MnO4^－→Mn²⁺

電荷 +7 －2   +2

這是還原半反應。

l         另一個半反應是Fe2+鐵離子的氧化，這是一個氧化半反應

Fe²⁺ →Fe³⁺

電荷 +2     +3

3.     平衡每個半反應。

l         還原半反應是：MnO4^－(aq)→Mn²⁺ (aq) +4 H2O (l)

a.      錳是平衡的。

b.     我們在箭頭右邊增加4個水H2O，來平衡氧的數量

MnO4^－(aq)→Mn²⁺ (aq) + 4 H2O(l)

c.      下一步，在箭頭左邊增加8個H+來平衡氫的數量

8H⁺(aq) + MnO4^－(aq)  →Mn²⁺ (aq)  + 4 H2O(l)

d.     現在所有的元素都平衡了，但是我們還要用電子來平衡電荷。在還原的半反應中，反應物與產物的電荷是：

8H⁺(aq)  + MnO4^－(aq)→Mn²⁺ (aq)  + 4 H2O (l)

電荷8+   +  1－         2+   +   0

電荷      7                  2+

我們可以透過增加5個電子在箭頭左側，而平衡電荷：

5e^－ + 8H⁺(aq)  + MnO4^－(aq)→Mn²⁺ (aq)  + 4 H2O (l)

電荷           2+                2+

現在元素和電荷都平衡了，這樣就是平衡的還原半反應。這個方程式反應物那一側出現5個電子是很合理的，因為要把MnO4^－( Mn的氧化數+7)還原成Mn²⁺ (Mn氧化數+2)確實需要5個電子。

l         氧化半反應：Fe²⁺ (aq)→Fe³⁺ (aq)

這個反應中的元素數目是平衡的，我們只需要平衡電荷

Fe²⁺ (aq)→Fe³⁺ (aq)

電荷2+      3+

箭頭的右邊（產物那一側）需要1個電子，讓二邊都平衡為2+電荷

Fe²⁺ (aq)→Fe³⁺ (aq)  + e^－

電荷2+       2+

4.     平衡這二個半反應的電子轉移。

l         因為還原的半反應轉移了5個電子，而氧化的半反應只轉移了1個電子，所以氧化的半反應必須乘以5：

5 Fe²⁺ (aq)  → 5 Fe³⁺ (aq)  + 5e^－

5.     把半反應都加起來。

二個半反應加起來後得到：

5e^－ + 5 Fe²⁺ (aq) + MnO4^－(aq) +8H⁺(aq)

→5 Fe³⁺ (aq) + Mn²⁺ (aq)  + H2O(l) + 5e^－

6.     檢查元素和電荷是否平衡。

元素平衡：5Fe, 1Mn, 4O, 8H→5Fe, 1Mn, 4O, 8H

電荷平衡：5(2+) + (1－)+8(1+)=17+

→5(3+)+(2+)+0=17=17+

這個方程式是平衡的。

7.     氧化還原反應能夠在「酸性溶液」中進行，也能在「鹼性溶液」中進行。不過，用半反應法平衡「氧還反應」，會因會溶液的酸、鹼性而有些不同。

n         翻譯編寫Steven S. Zumdahl 的《化學原理Chemical Principles》

研析心得：

1.     要平衡一個氧化還原反應，必須先各自把氧化半反應與還原半反應平衡好。人與人的愛情也是如此，每個人自己必須先成熟，身心平衡，才有辦法跟別人起化學變化，而不會讓彼此墜入痛苦之中。

2.     佛洛姆：愛是藝術嗎？如果是，就需要「知識」和「努力」。

3.     人們渴望愛情，無止無休地觀看愛情影片，幻想幸福的愛情以及不幸的愛情，他們傾聽成千上百毫無價值的愛情歌曲，然而，幾乎沒有一個人想到，「愛情是需要學習的」。

4.     大部分的人把愛的問題，認為主要是「被愛的問題」，而沒有想到「去愛的問題」，更沒想到自己「愛的能力」的問題。

5.     愛的問題，對許多人而言是「如何被愛，如何變得可愛」。為了達到這個目的，有人—特別是男士們—無所不用其極地要變成有權勢、有錢財。也有許多人要使自己有吸引力，採用的方法是打扮自己，穿著考究。

6.     另一些使自己有吸引力的方法，諸如：培養有趣的談吐、能夠助人、客氣、不惹人厭……等等。

7.     在現代的文化中，人們所謂的可愛，常常本質上只是「通俗與性魅力」的混合物。

8.     人們之所以抱著「愛」無須學習的態度，還有另一個前提，那就是人們認為愛的問題是「對象好不好」的問題，而不是自己能力的問題。所以，尋找愛情就是尋找一個「好的對象」。

9.     一事不做的人，就一事不懂；一事不懂的人，就一無所知；一無所知，就一無所愛。無知的人，總是給身邊的人無止盡的痛苦；生活若充滿了痛苦，如何有甜蜜幸福的感覺？