การดุลสมการรีดอกซ์

การดุลสมการรีดอกซ์

การดุลสมการรีดอกซ์มีหลักการเดียวกับการดุลสมการเคมีทั่วไปคือ เติมเลข
สมั ประสทิ ธห์ิ นา้ สารตง้ั ต้นและผลติ ภัณฑ์เพือ่ ทาใหผ้ ลรวมของจานวนอะตอมของธาตุ
แต่ละชนิด และประจุไฟฟ้ารวม ในด้านซ้ายเท่ากับด้านขวาของสมการ แต่สาหรับ
ปฏิกิริยารีดอกซ์ที่มีความซับซ้อน ควรใช้วิธเี ฉพาะ สาหรับการดุลสมการรีดอกซ์ซึ่งมี
2 วธิ ี คือ วธิ ีเลขออกซเิ ดชันและวธิ ีครงึ่ ปฏิกิรยิ า ดงั นี้

การดุลสมการรีดอกซโ์ ดยวธิ ีเลขออกซเิ ดชัน

ดุลสมการรีดอกซต์ ่อไปนี้
Al(s) + Zn2+(aq) → Al3+(aq) + Zn(s)

ขั้นที่ 1 พจิ ารณาเลขออกซิเดชันทเี่ ปลี่ยนแปลง

Al(s) + Zn2+(aq) → Al3+(aq) + Zn(s)

เลขออกซเิ ดชนั 0 +2 +3 0

Al มเี ลขออกซเิ ดชนั เพม่ิ ขึน้ 3 ส่วน Zn มเี ลขออกซเิ ดชันลดลง 2

การดุลสมการรีดอกซโ์ ดยวิธีเลขออกซิเดชัน

ขน้ั ที่ 2 ดุลเลขออกซิเดชันท่ีเพ่มิ ขึ้นใหเ้ ทา่ กันกับเลขออกซิเดชันท่ีลดลง โดยเติมเลขสัมประสิทธ์ิ
หนา้ สารต้ังตน้ และผลิตภัณฑ์

เพมิ่ ขน้ึ 2 x 3 = 6
2Al(s) + 3Zn2+(aq) → 2Al3+(aq) + 3Zn(s)

ลดลง 3 x 2 = 6
ขั้นท่ี 3 ดุลจานวนอะตอมของธาตุทไ่ี มเ่ ปล่ยี นเลขออกซิเดชัน ซึง่ ในที่นไ้ี ม่มธี าตทุ ี่ไมเ่ ปลี่ยน
เลขออกซิเดชนั

การดุลสมการรีดอกซโ์ ดยวธิ ีเลขออกซเิ ดชัน

ตรวจสอบความถูกต้อง โดยนับผลรวมของจานวนอะตอมของแต่ละธาตุและประจุไฟฟ้า
ทางด้านซา้ ยและด้านขวาของสมการ ซึ่งตอ้ งได้จานวนเทา่ กนั

จานวน Al 2Al(s) + 3Zn2+(aq) 2Al3+(aq) + 3Zn(s)
จานวน Zn 2 2
ผลรวมประจไุ ฟฟา้ 3 3

0 + 3(2+) = 6+ 2(3+) + 0 = 6+

ดังนัน้ สมการรีดอกซท์ ี่ดุลแล้ว เปน็ ดงั นี้
2Al(s) + 3Zn2+(aq) → 2Al3+(aq) + 3Zn(s)

การดลุ สมการรีดอกซโ์ ดยวธิ ีเลขออกซเิ ดชนั

ดลุ สมการรีดอกซต์ อ่ ไปน้ี
Zn(s) + MnO4- (aq) → Zn2+(aq) + MnO2(s) (ในภาวะเบส)

ขั้นที่ 1 พิจารณาเลขออกซเิ ดชันที่เปลย่ี นแปลง

Zn(s) + MnO4- (aq) → Zn2+(aq) + MnO2(s)
เลขออกซิเดชัน 0 +7 +2 +4

Zn มเี ลขออกซิเดชันเพม่ิ ขึ้น 2 ส่วน Mn มีเลขออกซิเดชนั ลดลง 3

การดลุ สมการรีดอกซโ์ ดยวิธีเลขออกซิเดชัน

ขั้นที่ 2 ดุลเลขออกซเิ ดชนั ท่ีเพิ่มข้ึนใหเ้ ทา่ กนั กับเลขออกซิเดชันที่ลดลง โดยเตมิ เลขสัมประสิทธ์ิ
หนา้ สารต้ังตน้ และผลิตภัณฑ์

เพ่มิ ข้นึ 3 x 2 = 6
3Zn(s) + 2MnO4- (aq) → 3Zn2+(aq) + 2MnO2(s)

ลดลง 2 x 3 = 6

การดลุ สมการรีดอกซโ์ ดยวธิ ีเลขออกซิเดชัน

ขั้นท่ี 3 ดุลจานวนอะตอมของธาตุที่ไม่เปล่ียนแปลงเลขออกซิเดชัน ซ่ึงในท่ีนี้ต้องดุลจานวน
อะตอม O โดยเติม 4H2O และดุลอะตอม H โดยเติม 8H+ เพื่อทาให้จานวนอะตอมของ O เป็น
8 และ H เปน็ 8 เท่ากันท้ัง 2 ขา้ งของสมการ

3Zn(s) + 2MnO4- (aq) + 8H+ → 3Zn2+(aq) + 2MnO2(s) + 4H2O

การดุลสมการรีดอกซโ์ ดยวิธเี ลขออกซเิ ดชัน

เน่ืองจากปฏกิ ิริยาน้ีเกิดในสภาเบส จึงเติม OH- จานวนเท่ากบั H+ ซึ่งในที่นี้เติม 8OH- ท้ังสองด้าน
ของสมการ

3Zn(s) + 2MnO4-(aq) + 8H+(aq)+ 8OH-(aq) → 3Zn2+(aq) + 2MnO2(s) + 4H2O(l) + 8OH-(aq)

รวม OH- และ H+ ใหเ้ ปน็ H2O
3Zn(s) + 2MnO4-(aq) + 8H2O(l) → 3Zn2+(aq) + 2MnO2(s) + 4H2O(l) + 8OH-(aq)

หักลา้ ง H2O ในสองดา้ นของสมการ
3Zn(s) + 2MnO4-(aq) + 4H2O(l) → 3Zn2+(aq) + 2MnO2(s) + 8OH-(aq)

การดลุ สมการรีดอกซโ์ ดยวิธีเลขออกซเิ ดชนั

ตรวจสอบความถูกต้อง โดยนับผลรวมของจานวนอะตอมของแต่ละธาตุและประจุไฟฟ้า
ทางด้านซา้ ยและด้านขวาของสมการ ซึง่ ต้องไดจ้ านวนเท่ากัน

3Zn(s) + 2MnO4-(aq) + 4H2O(l) 3Zn2+(aq) + 2MnO2(s) + 8OH-(aq)

จานวน Zn 3 3

จานวน Mn 2 2

จานวน O 12 12

จานวน H 8 8

ผลรวมประจไุ ฟฟา้ 0 + 2(1-) + 0 = 2- 3(2+) + 0 + 8(1-) = 2-

การดลุ สมการรีดอกซโ์ ดยวิธีเลขออกซเิ ดชนั

ดงั นนั้ สมการรีดอกซท์ ี่ดลุ แลว้ เปน็ ดงั น้ี

3Zn(s) + 2MnO4-(aq) + 4H2O(l) → 3Zn2+(aq) + 2MnO2(s) + 8OH-(aq)

การดลุ สมการรีดอกซโ์ ดยวธิ เี ลขออกซเิ ดชนั

จากตัวอย่างข้างตน้ สามารถสรปุ ขน้ั ตอนการดลุ สมการรีดอกซโ์ ดยวธิ ีเลขออกซิเดชนั ไดด้ งั นี้
1. พิจารณาเลขออกซิเดชนั ท่เี ปลยี่ นแปลง
2. ดุลเลขออกซเิ ดชนั ท่ีเพิ่มขน้ึ ใหเ้ ทา่ กบั เลขออกซเิ ดชนั ทีล่ ดลง
3. ดุลจานวนอะตอมของธาตทุ ีไ่ ม่เปลยี่ นเลขออกซเิ ดชนั

- ดุลจานวนอะตอมทไ่ี มใ่ ช่ O และ H
- ดลุ จานวนอะตอม O โดยการเติม H2O และดลุ อะตอม H โดยเติม H+
- สาหรับปฏกิ ริ ยิ าในภาวะเบส ใหเ้ ตมิ OH- จานวนเทา่ กบั H+ ทั้งสองด้านของ
สมการ รวม H+ กบั OH- เป็น H2O และหกั ลา้ ง H2O ท่ปี รากฏท้ังสองด้านของสมการ

การดลุ สมการรีดอกซโ์ ดยวธิ ีครง่ึ ปฏกิ ิริยา

ดุลสมการรดี อกซต์ ่อไปนโี้ ดยวิธีคร่งึ ปฏกิ ริ ิยา
Cr2O72-(aq) + I-(aq) → Cr3+(aq) + I2(aq) (ในภาวะกรด)

วิธที า พจิ ารณาการเปลีย่ นเลขออกซิเดชนั ของธาตเุ พ่ือกาหนดครึ่งปฏกิ ิริยาออกซิเดชันและ

ครงึ่ ปฏกิ ริ ิยารีดกั ชนั

Cr2O72-(aq) + I-(aq) → Cr3+(aq) + I2(aq)
เลขออกซิเดชนั +6 -1 +3 0

ครง่ึ ปฏกิ ริ ิยาออกซเิ ดชนั I-(aq) → I2(aq)
ครึง่ ปฏกิ ิรยิ ารดี กั ชัน Cr2O72-(aq) → Cr3+(aq)

การดลุ สมการรีดอกซโ์ ดยวิธคี รึง่ ปฏิกริ ยิ า

ข้ันท่ี 1 ดุลจานวนอะตอมของแต่ละธาตแุ ละผลรวมประจไุ ฟฟ้าในแต่ละคร่ึงปฏิกิริยา โดยมี
ลาดับดังน้ี

คร่ึงปฏิกริ ิยาออกซิเดชัน

ดุลจานวนอะตอมทีไ่ ม่ใช่ O และ H 2I-(aq) → I2(aq)
ไมม่ ี O จงึ ไมต่ อ้ งเติม H2O
ดลุ จานวนอะตอม O โดยเตมิ H2O ไมม่ ี H จงึ ไม่ตอ้ งเตมิ H+
ดลุ จานวนอะตอม H โดยเติม H+

ดุลจานวนประจุไฟฟ้า โดยเตมิ e- 2I-(aq) → I2(aq) + 2e-

การดุลสมการรีดอกซโ์ ดยวธิ ีครง่ึ ปฏกิ ริ ยิ า

ครง่ึ ปฏกิ ริ ยิ ารีดกั ชัน
ดลุ จานวนอะตอมท่ีไมใ่ ช่ O และ H Cr2O72-(aq) → 2Cr3+(aq)
ดลุ จานวนอะตอม O โดยเตมิ H2O Cr2O72-(aq) → 2Cr3+(aq) + 7H2O(l)
ดลุ จานวนอะตอม H โดยเตมิ H+ Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) → 2Cr3+(aq) + 7H2O(l)
ดลุ จานวนประจไุ ฟฟา้ โดยเตมิ e- Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e- → 2Cr3+(aq) + 7H2O(l)

การดุลสมการรีดอกซโ์ ดยวิธคี รงึ่ ปฏกิ ิรยิ า

ขน้ั ที่ 2 ทาจานวนอเิ ล็กตรอนในแตล่ ะครงึ่ ปฏกิ ริ ิยาใหเ้ ท่ากนั โดยคุณด้วยตวั เลขที่เหมาะสม

ซึง่ เปน็ ตวั เลขจานวนเตม็ ทน่ี ้อยท่ีสดุ

ครึง่ ปฏิกริ ยิ าออกซเิ ดชนั คูณด้วย 3 เพอ่ื ใหม้ ี 6e- เท่ากับครง่ึ ปฏกิ ิรยิ ารดี ักชนั

ครง่ึ ปฏิกริ ิยารีดกั ชนั 2I-(aq) → I2(aq) + 2e-
6I-(aq) → 3I2(aq) + 6e-

Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e- → 2Cr3+(aq) + 7H2O(l)

การดลุ สมการรีดอกซโ์ ดยวิธีคร่งึ ปฏิกิริยา

ข้ันท่ี 3 รวมสองครึ่งปฏิกิริยาเข้าด้วยกนั แล้วหักล้างจานวนอิเล็กตรอน โมเลกุล หรือไอออน
ที่เหมือนกนั ออกท้ังสองดา้ นด้วยจานวนท่ีเท่ากนั

6I-(aq) → 3I2(aq) + 6e-
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e- → 2Cr3+(aq) + 7H2O(l)
6I-(aq) + Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) → 3I2(aq) + 2Cr3+(aq) + 7H2O(l)

การดุลสมการรีดอกซโ์ ดยวธิ คี รง่ึ ปฏกิ ิรยิ า

ตรวจสอบความถกู ต้อง โดยนบั ผลรวมของจานวนอะตอมของแต่ละธาตุและประจุไฟฟ้า
ทางด้านซา้ ยและด้านขวาของสมการ ซึ่งต้องได้จานวนเท่ากนั

จานวน Cr 6I-(aq) + Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) 3I2(aq) + 2Cr3+(aq) + 7H2O(l)
จานวน I 2 2
จานวน O
จานวน H 6 6
ผลรวมประจุไฟฟ้า
7 7

14 14

6(1-) + (2-) + 14(1+) = 6+ 0 + 2(3+) + 0 = 6+

ดังนั้น สมการรีดอกซท์ ด่ี ลุ แลว้ เป็นดงั นี้
6I-(aq) + Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) → 3I2(aq) + 2Cr3+(aq) + 7H2O(l)

การดลุ สมการรีดอกซโ์ ดยวธิ ีครึ่งปฏกิ ริ ิยา

ดลุ สมการรดี อกซต์ อ่ ไปนี้โดยวธิ ีครึง่ ปฏกิ ิริยา
MnO4-(aq) + I-(aq) → MnO2(s) + I2(aq) (ในภาวะเบส)

วิธีทา พจิ ารณาการเปลย่ี นเลขออกซเิ ดชันของธาตุเพื่อกาหนดครึ่งปฏกิ ิริยาออกซิเดชันและ

ครง่ึ ปฏิกิริยารดี กั ชนั

MnO4-(aq) + I-(aq) → MnO2(s) + I2(aq)
เลขออกซิเดชัน +7 -1 +4 0

ครึง่ ปฏกิ ิรยิ าออกซิเดชัน I-(aq) → I2(aq)
คร่ึงปฏิกิรยิ ารีดักชนั MnO4-(aq) → MnO2(s)

การดลุ สมการรีดอกซโ์ ดยวิธคี รึง่ ปฏิกริ ยิ า

ข้ันท่ี 1 ดุลจานวนอะตอมของแต่ละธาตแุ ละผลรวมประจไุ ฟฟ้าในแต่ละคร่ึงปฏิกิริยา โดยมี
ลาดับดังน้ี

คร่ึงปฏิกริ ิยาออกซิเดชัน

ดุลจานวนอะตอมทีไ่ ม่ใช่ O และ H 2I-(aq) → I2(aq)
ไมม่ ี O จงึ ไมต่ อ้ งเติม H2O
ดลุ จานวนอะตอม O โดยเตมิ H2O ไมม่ ี H จงึ ไม่ตอ้ งเตมิ H+
ดลุ จานวนอะตอม H โดยเติม H+

ดุลจานวนประจุไฟฟ้า โดยเตมิ e- 2I-(aq) → I2(aq) + 2e-

การดุลสมการรีดอกซโ์ ดยวธิ คี ร่ึงปฏิกริ ยิ า

คร่ึงปฏกิ ริ ยิ ารีดกั ชัน
ดลุ จานวนอะตอมทไี่ มใ่ ช่ O และ H MnO4-(aq) → MnO2(s)
ดุลจานวนอะตอม O โดยเตมิ H2O MnO4-(aq) → MnO2(s) + 2H2O(l)
ดุลจานวนอะตอม H โดยเตมิ H+ MnO4-(aq) + 4H+(aq) → MnO2(s) + 2H2O(l)
ดลุ จานวนประจไุ ฟฟ้า โดยเตมิ e- MnO4-(aq) + 4H+(aq) + 3e- → MnO2(s) + 2H2O(l)

การดุลสมการรีดอกซโ์ ดยวิธคี ร่ึงปฏกิ ิรยิ า

ขั้นท่ี 2 ทาจานวนอิเล็กตรอนในแตล่ ะครงึ่ ปฏกิ ิรยิ าใหเ้ ทา่ กนั โดยคุณดว้ ยตวั เลขทเ่ี หมาะสม
ซึ่งเป็นตวั เลขจานวนเตม็ ทีน่ อ้ ยท่สี ดุ

ครึง่ ปฏิกิริยาออกซเิ ดชัน คูณดว้ ย 3 เพ่อื ใหม้ ี 6e- เท่ากบั ครงึ่ ปฏิกริ ยิ ารดี ักชัน
6I-(aq) →c 3I2(aq) + 6e-

ครงึ่ ปฏกิ ริ ิยารีดักชัน คูณด้วย 2 เพอื่ ให้มี 6e- เท่ากบั คร่งึ ปฏกิ ิรยิ าออกซเิ ดชัน
2MnO4-(aq) + 8H+(aq) + 6e- → 2MnO2(s) + 4H2O(l)

การดุลสมการรีดอกซโ์ ดยวิธคี ร่ึงปฏกิ ริ ยิ า

ขั้นท่ี 3 รวมสองครึ่งปฏิกิริยาเข้าด้วยกันแล้วหักล้างจานวนอิเล็กตรอน โมเลกลุ หรือไอออน
ทเ่ี หมอื นกนั ออกทั้งสองด้านดว้ ยจานวนท่ีเทา่ กัน

6I-(aq) → 3I2(aq) + 6e-
2MnO4-(aq) + 8H+(aq) + 6e- → 2MnO2(s) + 2H2O(l)
6I-(aq) + 2MnO4-(aq) + 8H+(aq) → 3I2(aq) + 2MnO2(s) + 4H2O(l)

การดลุ สมการรีดอกซโ์ ดยวิธเี ลขออกซิเดชนั

เนื่องจากปฏกิ ิริยานี้เกิดในสภาเบส จึงเติม OH- จานวนเท่ากับ H+ ซ่ึงในที่น้ีเติม 8OH- ท้ังสองด้าน
ของสมการ
6I-(aq) + 2MnO4-(aq) + 8H+(aq) + 8OH-(aq) → 3I2(aq) + 2MnO2(s) + 4H2O(l) + 8OH-(aq)
รวม OH- และ H+ ใหเ้ ปน็ H2O

6I-(aq) + 2MnO4-(aq) + 8H2O(l) → 3I2(aq) + 2MnO2(s) + 4H2O(l) + 8OH-(aq)

หักลา้ ง H2O ในสองดา้ นของสมการ
6I-(aq) + 2MnO4-(aq) + 4H2O(l) → 3I2(aq) + 2MnO2(s) + 8OH-(aq)

การดุลสมการรีดอกซโ์ ดยวธิ ีคร่งึ ปฏิกริ ิยา

ตรวจสอบความถกู ตอ้ ง โดยนบั ผลรวมของจานวนอะตอมของแต่ละธาตแุ ละประจไุ ฟฟา้
ทางด้านซ้ายและดา้ นขวาของสมการ ซ่ึงตอ้ งไดจ้ านวนเท่ากัน

จานวน I 6I-(aq) + 2MnO4-(aq) + 4H2O(l) 3I2(aq) + 2MnO2(s) + 8OH-(aq)
จานวน Mn 6 6
จานวน O 2
จานวน H 2 12
ผลรวมประจไุ ฟฟ้า 8
12
0 + 0 + 8(1-) = 8-
8

6(1-) + 2(1-) + 0 = 8-

ดงั นั้น สมการรีดอกซท์ ดี่ ุลแล้ว เป็นดงั น้ี
6I-(aq) + 2MnO4-(aq) + 4H2O(l) → 3I2(aq) + 2MnO2(s) + 8OH-(aq)

การดลุ สมการรีดอกซโ์ ดยวิธเี ลขออกซิเดชนั

จากตัวอย่างขา้ งต้นสามารถสรปุ ขั้นตอนการดลสมการรดี อกซโ์ ดยวธิ ีครึ่งปฏิกิรยิ าไดด้ งั นี้
1. ดุลจานวนอะตอมของแต่ละธาตุและผลรวมประจุไฟฟ้าในแต่ละคร่ึงปฏิกิริยา โดยมีลาดับ
ดงั นี้

- ดุลจานวนอะตอมที่ไม่ใช่ O และ H
- ดุลจานวนอะตอม O โดยการเติม H2O
- ดุลจานวนอะตอม H โดยการเติม H+
- ดุลจานวนประจุไฟฟา้ โดยการเติม e-
2. ทาจานวน e- ในแตล่ ะคร่ึงปฏกิ ิริยาใหเ้ ทา่ กนั

การดุลสมการรีดอกซโ์ ดยวิธีเลขออกซเิ ดชัน

3. รวมสองครึ่งปฏิกิริยาเข้าด้วยกัน และหักล้างจานวนอิเล็กตรอน โมเลกุล หรือไอออน
ทเี่ หมือนกันในสองด้านของสมการ สาหรบั ปฏิกริ ิยาในภาวะเบส ให้เติม OH- จานวน เท่ากบั H+
ทั้งสองด้านของสมการ รวม H+ กบั OH- เป็น H2O และหักล้าง H2O ที่ปรากฏ ท้ังสองด้านของ
สมการ

การดุลสมการรีดอกซโ์ ดยวิธีเลขออกซเิ ดชนั

ตรวจสอบความเข้าใจ
ดุลสมการรีดอกซ์ในตัวอยา่ ง 3-5 โดยวิธีคร่งึ ปฏิกรยิ า