Alohida atomlar hamda ionlarning oksidlanish-qaytarilish xossalari zamonaviy kimyoda muhim masala hisoblanadi. Ushbu material elementlar va moddalarning faolligini tushuntirishga, turli atomlarning kimyoviy xossalarini batafsil taqqoslashga yordam beradi.
Oksidlovchi vosita nima
Kimyo fanidan koʻplab vazifalar, shu jumladan 11-sinfda yagona davlat imtihonlari uchun test savollari va 9-sinfdagi OGE bu tushuncha bilan bogʻliq. Oksidlovchi vosita kimyoviy o'zaro ta'sir jarayonida boshqa ion yoki atomdan elektronlarni qabul qiladigan atomlar yoki ionlar deb hisoblanadi. Agar atomlarning oksidlanish xossalarini tahlil qilsak, bizga Mendeleyevning davriy tizimi kerak. Jadvalda chapdan o'ngga qarab joylashgan davrlarda atomlarning oksidlanish qobiliyati ortadi, ya'ni u metall bo'lmagan xususiyatlarga o'xshash tarzda o'zgaradi. Asosiy kichik guruhlarda bu parametr yuqoridan pastgacha kamayadi. Oksidlanish qobiliyatiga ega bo'lgan eng kuchli oddiy moddalar orasida ftor etakchi o'rinni egallaydi. "Elektron manfiylik" kabi atama, ya'ni kimyoviy o'zaro ta'sirda atomning olish qobiliyati.elektronlarni oksidlovchi xususiyatlar bilan sinonim deb hisoblash mumkin. Ikki yoki undan ortiq kimyoviy elementlardan tashkil topgan murakkab moddalar orasida yorqin oksidlovchi moddalarni ko'rib chiqish mumkin: kaliy permanganat, kaliy xlorat, ozon.
Reduktor nima
Atomlarning qaytaruvchi xossalari metall xossalarini namoyon qiluvchi oddiy moddalarga xosdir. Davriy jadvalda metall xususiyatlar davrlarda chapdan o'ngga zaiflashadi va asosiy kichik guruhlarda (vertikal) kuchayadi. Qayta tiklashning mohiyati tashqi energiya darajasida joylashgan elektronlarni qaytarishdir. Elektron qatlamlar (darajalar) soni qancha ko'p bo'lsa, kimyoviy o'zaro ta'sir paytida "qo'shimcha" elektronlarni berish shunchalik oson bo'ladi.
Faol (ishqoriy, ishqoriy-er) metallar mukammal qaytaruvchi xususiyatlarga ega. Bundan tashqari, shunga o'xshash parametrlarni ko'rsatadigan moddalar, biz oltingugurt oksidi (6), uglerod oksidini ta'kidlaymiz. Maksimal oksidlanish holatiga erishish uchun bu birikmalar qaytaruvchi xususiyatga ega boʻlishga majbur.
Oksidlanish jarayoni
Agar kimyoviy o'zaro ta'sir jarayonida atom yoki ion boshqa atomga (ionga) elektron bersa, biz oksidlanish jarayoni haqida gapiramiz. Qaytaruvchi xususiyatlar va oksidlanish kuchi qanday o'zgarishini tahlil qilish uchun sizga elementlarning davriy jadvali, shuningdek, zamonaviy fizika qonunlarini bilish kerak bo'ladi.
Qayta tiklash jarayoni
Qaytarilish jarayonlari ikkalasining ham ionlari tomonidan qabul qilinishini o'z ichiga oladito'g'ridan-to'g'ri kimyoviy o'zaro ta'sir paytida boshqa atomlardan (ionlardan) elektronlarning atomlari. Zo'r qaytaruvchi moddalar nitritlar, gidroksidi metallarning sulfitlaridir. Elementlar sistemasidagi qaytaruvchi xossalari oddiy moddalarning metall xossalariga oʻxshab oʻzgaradi.
OVR tahlil algoritmi
Talaba tayyor kimyoviy reaksiyaga koeffitsientlarni joylashtirishi uchun maxsus algoritmdan foydalanish kerak. Oksidlanish-qaytarilish xossalari analitik, organik va umumiy kimyodagi turli hisoblash masalalarini yechishga ham yordam beradi. Har qanday reaksiyani tahlil qilish tartibini tavsiya qilamiz:
- Birinchidan, qoidalar yordamida har bir mavjud elementning oksidlanish darajasini aniqlash muhim.
- Keyin, oksidlanish darajasini oʻzgartirgan atom yoki ionlar reaksiyada ishtirok etishi aniqlangan.
- Minus va ortiqcha belgilar kimyoviy reaksiya davomida berilgan va qabul qilingan erkin elektronlar sonini bildiradi.
- Keyin, barcha elektronlar soni orasida minimal umumiy koʻpaytma aniqlanadi, yaʼni qabul qilingan va berilgan elektronlarga qoldiqsiz boʻlingan butun son.
- Keyin u kimyoviy reaksiyada ishtirok etuvchi elektronlarga boʻlinadi.
- Keyin, qaysi ionlar yoki atomlar qaytaruvchi xususiyatga ega ekanligini, shuningdek oksidlovchi moddalarni aniqlaymiz.
- Yakuniy bosqichda koeffitsientlarni tenglamaga kiriting.
Elektron balans usulidan foydalanib, ushbu reaksiya sxemasiga koeffitsientlarni joylashtiramiz:
NaMnO4 + vodorod sulfid + sulfat kislota=S + Mn SO4 +…+…
Muammo yechish algoritmi
O'zaro ta'sirdan keyin qanday moddalar hosil bo'lishi kerakligini bilib olaylik. Reaksiyada allaqachon oksidlovchi vosita mavjud bo'lganligi sababli (u marganets bo'ladi) va qaytaruvchi vosita aniqlangan (bu oltingugurt bo'ladi), oksidlanish darajasi endi o'zgarmaydigan moddalar hosil bo'ladi. Asosiy reaktsiya tuz va kuchli kislorodli kislota o'rtasida kechganligi sababli, oxirgi moddalardan biri suv, ikkinchisi esa natriy tuzi, aniqrog'i, natriy sulfat bo'ladi.
Endi elektronlarni berish va qabul qilish sxemasini tuzamiz:
- Mn+7 5 oladi e=Mn+2.
Sxemaning ikkinchi qismi:
- S-2 gives2e=S0
Tenglama qismlaridagi barcha oltingugurt atomlarini jamlashni unutmasdan, koeffitsientlarni dastlabki reaksiyaga kiritamiz.
2NaMnO4 + 5H2S + 3H2SO 4 =5S + 2MnSO4 + 8H2O + Na2SO 4.
Vodorod peroksid ishtirokidagi OVR tahlili
OVRni tahlil qilish algoritmidan foydalanib, biz davom etayotgan reaksiya uchun tenglama tuzishimiz mumkin:
vodorod periks + sulfat kislota + kaliy permagnanat=Mn SO4 + kislorod + …+…
Oksidlanish darajasi kislorod ionini (vodorod peroksidda) va kaliy permanganatdagi marganets kationini o'zgartirdi. Ya'ni, bizda oksidlovchi bilan bir qatorda qaytaruvchi vosita ham bor.
O'zaro ta'sirdan keyin qanday moddalarni olish mumkinligini aniqlaymiz. Ulardan biri suv bo'ladi, bu kislota va tuz o'rtasidagi reaktsiyadir. Kaliy yangi hosil bo'lmadiikkinchi mahsulot kaliy tuzi, ya'ni sulfat bo'ladi, chunki reaksiya sulfat kislota bilan bo'lgan.
Sxema:
2O – 2 elektron beradi va O 2 ga aylanadi 0 5
Mn+7 5 ta elektronni qabul qiladi va Mn ioniga aylanadi+2 2
Koeffitsientlarni belgilang.
5H2O2 + 3H2SO4 + 2KMnO4=5O2 + 2Mn SO4 + 8H 2O + K2SO4
Kaliy xromati ishtirokida OVR tahliliga misol
Elektron balans usulidan foydalanib, koeffitsientlar bilan tenglama tuzamiz:
FeCl2 + xlorid kislotasi + kaliy xromat=FeCl3+ CrCl3 + …+…
Oksidlanish darajasi temirni (temir xlorid IIda) va kaliy bixromatdagi xrom ionini o'zgartirdi.
Endi yana qanday moddalar hosil boʻlishini aniqlashga harakat qilaylik. Biri tuz bo'lishi mumkin. Kaliy hech qanday birikma hosil qilmaganligi sababli, ikkinchi mahsulot kaliy tuzi, aniqrog'i xlorid bo'ladi, chunki reaksiya xlorid kislota bilan sodir bo'lgan.
Keling diagramma tuzamiz:
Fe+2 beradi e= Fe+3 6 reduktor,
2Cr+6 qabul qiladi 6 e=2Cr +31 oksidlovchi.
Dastlabki reaksiyaga koeffitsientlarni kiriting:
6K2Cr2O7 + FeCl2+ 14HCl=7H2O + 6FeCl3 + 2CrCl3 + 2KCl
MisolKaliy yodid bilan OVR tahlili
Qoidalar bilan qurollanib, tenglama tuzamiz:
kaliy permanganat + sulfat kislota + kaliy yodid…marganets sulfat + yod +…+…
Oksidlanish darajasi marganets va yodni o'zgartirdi. Ya'ni, qaytaruvchi va oksidlovchi moddalar mavjud.
Endi nima bilan yakunlanganimizni bilib olaylik. Murakkab kaliy bilan bo'ladi, ya'ni kaliy sulfatini olamiz.
Qayta tiklash jarayonlari yod ionlarida sodir bo'ladi.
Elektron uzatish sxemasini tuzamiz:
- Mn+7 5 ni qabul qiladi e=Mn+2 2 oksidlovchi,
- 2I- beraman 2 e=I2 0 5 - kamaytiruvchi vosita.
Dastlabki reaksiyadagi koeffitsientlarni joylashtiring, bu tenglamadagi barcha oltingugurt atomlarini jamlashni unutmang.
210KI + KMnO4 + 8H2SO4 =2MnSO 4 + 5I2 + 6K2SO4 + 8H 2O
Natriy sulfit ishtirokidagi OVR tahliliga misol
Klassik usuldan foydalanib, sxema uchun tenglama tuzamiz:
- sulfat kislota + KMnO4 + natriy sulfat… natriy sulfat + marganets sulfat +…+…
Oʻzaro taʼsirdan soʻng biz natriy tuzi, suv olamiz.
Keling diagramma tuzamiz:
- Mn+7 5 oladi e=Mn+2 2,
- S+4 2 beradi e=S+6 5.
Ko'rib chiqilayotgan reaksiyadagi koeffitsientlarni tartibga soling, koeffitsientlarni tartibga solishda oltingugurt atomlarini qo'shishni unutmang.
3H2SO4 + 2KMnO4 + 5Na2 SO3 =K2SO4 + 2MnSO4 + 5Na2 SO4 + 3H2O.
Azot ishtirokidagi OVR tahliliga misol
Keling, quyidagi vazifani bajaramiz. Algoritmdan foydalanib, biz to'liq reaktsiya tenglamasini tuzamiz:
- marganets nitrat + nitrat kislota + PbO2=HMnO4+Pb(NO3) 2+
Keling, qanday moddaning hali ham hosil boʻlishini tahlil qilaylik. Reaktsiya kuchli oksidlovchi va tuz o'rtasida sodir bo'lganligi sababli, bu moddaning suv bo'lishini anglatadi.
Elektronlar sonining oʻzgarishini koʻrsating:
- Mn+2 beradi 5 e=Mn+7 2 qaytaruvchi xossalarini namoyon qiladi,
- Pb+4 2 oladi e=Pb+2 5 oksidlovchi.
3. Biz dastlabki reaktsiyadagi koeffitsientlarni tartibga solamiz, asl tenglamaning chap tomonida mavjud bo'lgan barcha azotni qo'shishni unutmang:
- 2Mn(NO3)2 + 6HNO3 + 5PbO 2 =2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H 2O.
Bu reaksiya azotning qaytaruvchi xususiyatlarini koʻrsatmaydi.
Azot bilan ikkinchi redoks reaktsiyasi:
Zn + sulfat kislota + HNO3=ZnSO4 + NO+…
- Zn0 bermoq 2 e=Zn+23 restavrator bo'ladi,
N+53 ni qabul qiladi e=N+2 2 oksidlovchi hisoblanadi.
Ma'lum reaksiyadagi koeffitsientlarni joylashtiring:
3Zn + 3H2SO4 + 2HNO3 =3ZnSO 4 + 2NO + 4H2O.
Qaydirilish-qaytarilish reaksiyalarining ahamiyati
Eng mashhur qaytarilish reaksiyalari oʻsimliklarga xos boʻlgan fotosintezdir. Qayta tiklovchi xususiyatlar qanday o'zgaradi? Jarayon biosferada sodir bo'ladi, tashqi manba yordamida energiyaning ko'payishiga olib keladi. Aynan shu energiya insoniyat o'z ehtiyojlari uchun foydalanadi. Kimyoviy elementlar bilan bog'liq oksidlanish va qaytarilish reaktsiyalariga misollar orasida azot, uglerod va kislorod birikmalarining o'zgarishi alohida ahamiyatga ega. Fotosintez tufayli er atmosferasi tirik organizmlarning rivojlanishi uchun zarur bo'lgan shunday tarkibga ega. Fotosintez tufayli havo qobig'idagi karbonat angidrid miqdori ko'paymaydi, Yer yuzasi qizib ketmaydi. O'simlik nafaqat oksidlanish-qaytarilish reaktsiyasi yordamida rivojlanadi, balki inson uchun zarur bo'lgan kislorod va glyukoza kabi moddalarni ham hosil qiladi. Ushbu kimyoviy reaksiyasiz tabiatdagi moddalarning to'liq aylanishi, shuningdek, organik hayotning mavjudligi mumkin emas.
RIAning amaliy qoʻllanilishi
Metalning sirtini saqlab qolish uchun siz faol metallar tiklovchi xususiyatlarga ega ekanligini bilishingiz kerak, shuning uchun siz kimyoviy korroziya jarayonini sekinlashtirgan holda sirtni faolroq element qatlami bilan qoplashingiz mumkin. Oksidlanish-qaytarilish xossalari mavjudligi tufayli ichimlik suvi tozalanadi va dezinfektsiyalanadi. Koeffitsientlarni tenglamaga to'g'ri joylashtirmasdan turib hech qanday muammoni hal qilib bo'lmaydi. Xatolarga yo'l qo'ymaslik uchun barcha redoks haqida tushunchaga ega bo'lish muhimdirparametrlar.
Kimyoviy korroziyadan himoya
Korroziya inson hayoti va faoliyati uchun alohida muammodir. Ushbu kimyoviy transformatsiya natijasida metallning yo'q qilinishi sodir bo'ladi, avtomobil qismlari, dastgohlar o'zlarining ekspluatatsion xususiyatlarini yo'qotadilar. Bunday muammoni bartaraf etish uchun protektor himoyasi qo'llaniladi, metall lak yoki bo'yoq qatlami bilan qoplanadi va korroziyaga qarshi qotishmalar qo'llaniladi. Masalan, temir yuzasi faol metall - alyuminiy qatlami bilan qoplangan.
Xulosa
Inson organizmida turli tiklanish reaksiyalari yuzaga keladi, ovqat hazm qilish tizimining normal ishlashini ta'minlaydi. Fermentatsiya, parchalanish, nafas olish kabi asosiy hayotiy jarayonlar ham tiklash xususiyatlari bilan bog'liq. Sayyoramizdagi barcha tirik mavjudotlar bir xil qobiliyatga ega. Elektronlarni qaytarish va qabul qilish reaktsiyalarisiz ammiak, ishqorlar va kislotalarni qazib olish, sanoat ishlab chiqarish mumkin emas. Analitik kimyoda hajmli analizning barcha usullari aniq oksidlanish-qaytarilish jarayonlariga asoslanadi. Kimyoviy korroziya kabi noxush hodisaga qarshi kurash ham ushbu jarayonlarni bilishga asoslanadi.
