Դասի ընթացքում կուսումնասիրենք «Օքսիդային ռեակցիաներ» թեման։ Դուք կսովորեք այս ռեակցիաների սահմանումը, դրանց տարբերությունները այլ տեսակների ռեակցիաներից: Հիշեք, թե ինչ է օքսիդացման վիճակը, օքսիդացնող և վերականգնող նյութը: Իմացեք, թե ինչպես նկարել էլեկտրոնային հավասարակշռության դիագրամներ ռեդոքս ռեակցիաների համար, ծանոթացեք ռեդոքս ռեակցիաների դասակարգմանը:
Թեմա՝ Redox ռեակցիաներ
Դաս. Redox ռեակցիաներ
Ռեակցիաները, որոնք տեղի են ունենում ռեակտիվները կազմող ատոմների օքսիդացման վիճակների փոփոխությամբ, կոչվում են. ռեդոքս . Օքսիդացման վիճակների փոփոխությունը տեղի է ունենում էլեկտրոնների վերականգնող նյութից օքսիդացնող նյութ տեղափոխելու պատճառով։ ատոմի պաշտոնական լիցքն է՝ ենթադրելով, որ միացության բոլոր կապերը իոնային են։
Օքսիդատոր - նյութ, որի մոլեկուլները կամ իոններն ընդունում են էլեկտրոններ։ Եթե տարրը օքսիդացնող նյութ է, ապա նրա օքսիդացման աստիճանը նվազում է:
O 0 2 + 4e - → 2O -2 (Օքսիդացնող նյութ, վերականգնողական գործընթաց)
Գործընթացը ընդունելությունէլեկտրոնների նյութերը կոչվում են վերականգնում. Գործընթացի ընթացքում օքսիդացնող նյութը նվազում է:
Վերականգնող - նյութ, որի մոլեկուլները կամ իոնները նվիրաբերում են էլեկտրոններ։ Նվազեցնող նյութը ունի բարձրացված օքսիդացման վիճակ:
S 0 -4e - →S +4 (Reductant, oxidation process)
Գործընթացը վերադառնում էէլեկտրոնները կոչվում են. Գործընթացի ընթացքում վերականգնող նյութը օքսիդացվում է:
Օրինակ #1. Լաբորատորիայում քլորի ստացում
Լաբորատորիայում քլորը ստանում են կալիումի պերմանգանատից և խտացնում աղաթթվի. Կալիումի պերմանգանատի բյուրեղները տեղադրվում են Wurtz կոլբայի մեջ: Կոլբը փակեք կաթիլային ձագարով խցանով: Ձագարի մեջ լցնում են աղաթթուն։ Աղաթթուը թափվում է կաթիլային ձագարից: Անմիջապես սկսվում է քլորի բուռն արտազատումը: Օդափոխման խողովակի միջոցով քլորը աստիճանաբար լցնում է գլանը՝ այնտեղից օդը տեղահանելով: Բրինձ. 1.
Բրինձ. 1
Օգտագործելով այս ռեակցիան որպես օրինակ, եկեք քննարկենք, թե ինչպես կարելի է կազմել էլեկտրոնային հաշվեկշիռ:
KMnO 4 + HCI \u003d KCI + MnCI 2 + CI 2 + H 2 O
K + Mn +7 O -2 4 + H + CI - = K + CI - + Mn +2 CI - 2 + CI 0 2 + H + 2 O -2
Օքսիդացման վիճակները փոխեցին մանգանը և քլորը:
Mn +7 +5e - = Mn +2 օքսիդացնող նյութ, նվազեցման պրոցես
2 CI - -2e - \u003d CI 0 2 վերականգնող նյութ, օքսիդացման գործընթաց
4.Հավասարեցրե՛ք տրված և ստացված էլեկտրոնների թիվը: Դա անելու համար մենք գտնում ենք 5 և 2 թվերի ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը: Սա 10 է: Ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը տրված և ստացված էլեկտրոնների թվի վրա բաժանելու արդյունքում մենք գտնում ենք գործակիցները օքսիդացնող նյութի դիմաց և նվազեցնող միջոց.
Mn +7 +5e - = Mn +2 2
2 CI - -2e - \u003d CI 0 2 5
2KMnO 4 +? HCI = ?KCI + 2MnCI 2 + 5CI 2 +? H2O
Այնուամենայնիվ, ոչ մի գործակից չի դրվել աղաթթվի բանաձևից առաջ, քանի որ ոչ բոլոր քլորիդ իոններն են մասնակցել ռեդոքս գործընթացին: Էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդը թույլ է տալիս հավասարեցնել միայն ռեդոքս գործընթացում ներգրավված իոնները: Ուստի անհրաժեշտ է հավասարեցնել չմասնակցող իոնների թիվը։ Մասնավորապես՝ կալիումի կատիոններ, ջրածնի և քլորիդային անիոններ։ Արդյունքը հետևյալ հավասարումն է.
2KMnO 4 + 16 HCI = 2KCI + 2MnCI 2 + 5CI 2 + 8H 2 O
Օրինակ #2. Պղնձի փոխազդեցությունը կենտրոնացված ազոտաթթվի հետ: Բրինձ. 2.
10 մլ թթվով բաժակի մեջ դրվել է «պղնձե» մետաղադրամ։ Շագանակագույն գազի արտանետումը արագ սկսվեց (դեռևս անգույն հեղուկի շագանակագույն փուչիկները հատկապես տպավորիչ էին թվում): Հեղուկի վերևում գտնվող ամբողջ տարածությունը շագանակագույն դարձավ, շագանակագույն գոլորշիները թափվեցին ապակուց: Լուծումը վերածվեց կանաչ գույն. Արձագանքը անընդհատ արագանում էր։ Մոտ կես րոպե անց լուծույթը կապույտ դարձավ, իսկ երկու րոպե անց ռեակցիան սկսեց դանդաղել։ Մետաղադրամը ամբողջությամբ չի լուծարվել, բայց հաստությամբ շատ է կորցրել (կարելի է թեքվել մատներով): Ռեակցիայի սկզբնական փուլում լուծույթի կանաչ գույնը պայմանավորված է ազոտական թթվի նվազման արգասիքներով։
Բրինձ. 2
1. Գրենք այս ռեակցիայի սխեման.
Cu + HNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + NO 2 + H 2 O
2. Դասավորենք ռեակցիային մասնակցող նյութերի բոլոր տարրերի օքսիդացման վիճակները.
Cu 0 + H + N +5 O -2 3 = Cu +2 (N +5 O -2 3) 2 + N +4 O -2 2 + H + 2 O -2
Օքսիդացման վիճակները փոխեցին պղինձը և ազոտը։
3. Մենք կազմում ենք դիագրամ, որն արտացոլում է էլեկտրոնների անցման գործընթացը.
N +5 + e - \u003d N +4 օքսիդացնող նյութ, նվազեցման գործընթաց
Cu 0 -2e - = Cu +2 վերականգնող նյութ, օքսիդացման գործընթաց
4.Հավասարեցրե՛ք տրված և ստացված էլեկտրոնների թիվը: Դա անելու համար մենք գտնում ենք 1 և 2 թվերի ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը: Սա 2 է: Ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը տրված և ստացված էլեկտրոնների թվի վրա բաժանելու արդյունքում գտնում ենք օքսիդացնող նյութի առջև գտնվող գործակիցները և նվազեցնող միջոց.
N +5 + e - \u003d N +4 2
Cu 0 -2e - \u003d Cu +2 1
5. Գործակիցները փոխանցում ենք սկզբնական սխեմային և փոխակերպում ռեակցիայի հավասարումը։
Cu + ?HNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
Ազոտական թթուն ներգրավված է ոչ միայն ռեդոքս ռեակցիայի մեջ, ուստի սկզբում գործակիցը չի գրվում: Արդյունքում վերջապես ստացվում է հետևյալ հավասարումը.
Cu + 4HNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
Redox ռեակցիաների դասակարգում
1. Միջմոլեկուլային ռեդոքս ռեակցիաներ .
Սրանք ռեակցիաներ են, որոնցում օքսիդացնող և վերականգնող նյութերը տարբեր նյութեր են։
H 2 S -2 + Cl 0 2 → S 0 + 2HCl -
2. Ներմոլեկուլային ռեակցիաներ, որոնցում օքսիդացնող և դադարեցնող ատոմները գտնվում են նույն նյութի մոլեկուլներում, օրինակ.
2H + 2 O -2 → 2H 0 2 + O 0 2
3. Անհամաչափություն (ինքնաօքսիդացում-ինքնավերականգնում) - ռեակցիաներ, որոնցում նույն տարրը գործում է և՛ որպես օքսիդացնող, և՛ որպես վերականգնող նյութ, օրինակ.
Cl 0 2 + H 2 O → HCl + O + HCl -
4. Համամասնականություն (Reproportionation) - ռեակցիաներ, որոնցում միևնույն տարրի երկու տարբեր օքսիդացման վիճակներից ստացվում է մեկ օքսիդացման վիճակ.
Տնային աշխատանք
1. Թիվ 1-3 (էջ 162) Գաբրիելյան Օ.Ս. Քիմիա. 11-րդ դասարան. Հիմնական մակարդակը. 2-րդ հրատ., ster. - M.: Bustard, 2007. - 220 p.
2. Ինչու է ամոնիակը միայն ցույց տալիս վերականգնող հատկություններ, իսկ ազոտական թթուն՝ միայն օքսիդացնող։
3. Էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդով ազոտաթթվի ստացման ռեակցիայի հավասարման մեջ դասավորե՛ք գործակիցները՝ ?NO 2 + ?H 2 O + O 2 = ?HNO 3.
1. Ինչպե՞ս որոշել ռեդոքս ռեակցիան:
Գոյություն ունեն քիմիական ռեակցիաների տարբեր դասակարգումներ. Դրանցից մեկը ներառում է այն նյութերը, որոնցում միմյանց հետ փոխազդող նյութերը (կամ հենց նյութը) փոխում են տարրերի օքսիդացման վիճակները։
Որպես օրինակ, դիտարկեք երկու ռեակցիա.
Zn 0 + 2H +1 C1 -1 \u003d Zn +2 Cl 2 -1 + H 2 0 (1)
H +1 Cl -1 + K +1 O -2 H +1 = K +1 Cl -1 + H 2 +1 O -2 (2)
Ռեակցիան (1) ներառում է ցինկ և աղաթթու. Ցինկը և ջրածինը փոխում են իրենց օքսիդացման վիճակները, քլորը թողնում է իր օքսիդացման վիճակը անփոփոխ.
Zn 0 - 2e = Zn 2+
2H + 1 + 2e \u003d H 2 0
2Cl -1 \u003d 2 Cl -1
Եվ արձագանքում (2), ( չեզոքացման ռեակցիա), քլորը, ջրածինը, կալիումը և թթվածինը չեն փոխում իրենց օքսիդացման վիճակը՝ Cl -1 = Cl -1, H +1 = H +1, K +1 = K +1, O -2 = O -2; Ռեակցիան (1) պատկանում է ռեդոքս ռեակցիային, իսկ ռեակցիան (2)՝ մեկ այլ տեսակի։
Քիմիական ռեակցիաներ, որոնք իրականացվում են փոփոխությամբտարրերի օքսիդացման վիճակներկոչվում են ռեդոքս: 
Օքսիդացման ռեակցիան որոշելու համար անհրաժեշտ է հաստատել տափաստանտարրերի օքսիդացում չկահավասարման ձախ և աջ կողմերում: Սա պահանջում է իմանալ, թե ինչպես որոշել տարրի օքսիդացման վիճակը:
Ռեակցիայի դեպքում (1) Zn և H տարրերը փոխում են իրենց վիճակը՝ կորցնելով կամ ստանալով էլեկտրոններ։ Ցինկը, հրաժարվելով 2 էլեկտրոնից, անցնում է իոնային վիճակի` դառնում է Zn 2+ կատիոն։ Այս դեպքում գործընթացը վերականգնումիսկ ցինկը օքսիդացված է։ Ջրածինը ստանում է 2 էլեկտրոն, դրսևորվում օքսիդատիվհատկությունները, ինքնին ռեակցիայի գործընթացում ապաքինվում է.
2. Սահմանումտարրերի օքսիդացման վիճակներ.
Տարրերի օքսիդացման վիճակըիր միացություններում որոշվում է՝ ելնելով այն դիրքից, որ տվյալ միացության բոլոր տարրերի օքսիդացման վիճակների ընդհանուր լիցքը զրո է։ Օրինակ, H 3 PO 4 միացության մեջ ջրածնի օքսիդացման աստիճանը +1 է, ֆոսֆորը +5, իսկ թթվածինը -2; Կազմելով մաթեմատիկական հավասարում, մենք որոշում ենք այն գումարի մեջ մասնիկների քանակը(ատոմները կամ իոնները) կունենան զրոյի հավասար լիցք՝ (+1)x3+(+5)+(-2)x4 = 0
Բայց այս օրինակում տարրերի օքսիդացման վիճակներն արդեն սահմանված են։ Ինչպես կարելի է որոշել ծծմբի օքսիդացման աստիճանը, օրինակ, միացության մեջ նատրիումի թիոսուլֆատ Na 2 S 2 O 3, կամ մանգան միացության մեջ կալիումի պերմանգանատ- KMnO 4? Դրա համար դուք պետք է իմանաք մի շարք տարրերի մշտական օքսիդացման վիճակներ. Նրանք ունեն հետևյալ իմաստները.
1) Պարբերական համակարգի I խմբի տարրեր (ներառյալ ջրածինը ոչ մետաղների հետ միասին) +1.
2) +2 պարբերական համակարգի II խմբի տարրեր.
3) +3 պարբերական համակարգի III խմբի տարրեր.
4) թթվածին (բացառությամբ ֆտորի կամ պերօքսիդի միացությունների հետ համատեղ) -2.
Ելնելով օքսիդացման վիճակների այս հաստատուն արժեքներից (նատրիումի և թթվածնի համար) մենք որոշում ենք օքսիդացման վիճակծծումբը Na 2 S 2 O 3 միացության մեջ: Քանի որ այն տարրերի բոլոր օքսիդացման վիճակների ընդհանուր լիցքը, որոնց բաղադրությունը արտացոլում է դա բարդ բանաձև, հավասար է զրոյի, ապա նշանակում է ծծմբի անհայտ լիցքը» 2X«(քանի որ բանաձևում կա երկու ծծմբի ատոմ), մենք կազմում ենք հետևյալ մաթեմատիկական հավասարումը.
(+1) x 2 + 2X+ (-2) x 3 = 0
Այս հավասարումը լուծելով 2 x-ի համար՝ ստանում ենք
2X = (-1) x 2 + (+2) x 3
կամ
X = [(-2) + (+6)] : 2 = +2;
Հետևաբար, Na 2 S 2 O 3 միացության մեջ ծծմբի օքսիդացման վիճակը (+2) է։ Բայց արդյո՞ք իսկապես միշտ անհրաժեշտ կլինի օգտագործել նման անհարմար մեթոդ միացություններում որոշ տարրերի օքսիդացման վիճակները որոշելու համար: Իհարկե ոչ միշտ։ Օրինակ, երկուական միացությունների համար՝ օքսիդներ, սուլֆիդներ, նիտրիդներ և այլն, օքսիդացման վիճակները որոշելու համար կարելի է օգտագործել այսպես կոչված «խաչաձեւ» մեթոդը։ Ասենք տրված բարդ բանաձև.տիտանի օքսիդ– Ti 2 O 3 . Օգտագործելով պարզ մաթեմատիկական վերլուծություն, հիմնվելով այն փաստի վրա, որ թթվածնի օքսիդացման վիճակը մեզ հայտնի է և հավասար է (-2): Ti 2 O 3, հեշտ է հաստատել, որ տիտանի օքսիդացման վիճակը հավասար կլինի (+3): Կամ, օրինակ, համատեղ մեթան CH 4 հայտնի է, որ ջրածնի օքսիդացման աստիճանը (+1) է, ապա դժվար չէ որոշել ածխածնի օքսիդացման աստիճանը։ Այն կհամապատասխանի այս միացության բանաձևին (-4): Բացի այդ, օգտագործելով «խաչաձեւ» մեթոդը, դժվար չէ հաստատել, որ եթե հետևյալը բարդ բանաձև Cr 4 Si 3, ապա դրա մեջ քրոմի օքսիդացման աստիճանը (+3), իսկ սիլիցիումը (-4):
Աղերի համար սա նույնպես դժվար չէ։ Եվ կապ չունի՝ տրված է, թե միջին աղկամ թթվային աղ. Այս դեպքերում անհրաժեշտ է առաջանալ աղ առաջացնող թթվից։ Օրինակ, տրված աղ նատրիումի նիտրատ(NaNO3): Հայտնի է, որ այն ազոտական թթվի (HNO 3) ածանցյալ է, և այս միացության մեջ ազոտի օքսիդացման աստիճանը (+5) է, հետևաբար նրա աղում՝ նատրիումի նիտրատում, ազոտի օքսիդացման աստիճանը նույնպես (+5) է. ) նատրիումի բիկարբոնատ(NaHCO 3) թթվային աղ է ածխաթթու(H 2 CO 3): Ինչպես թթուներում, այս աղում ածխածնի օքսիդացման աստիճանը կլինի (+4):
Հարկ է նշել, որ օքսիդացման վիճակները միացություններում՝ մետաղներ և ոչ մետաղներ (կազմելիս. էլեկտրոնային հաշվեկշռի հավասարումներ) հավասար են զրոյի՝ K 0, Ca 0, Al 0, H 2 0, Cl 2 0, N 2 0 Որպես օրինակ՝ տալիս ենք առավել բնորոշ տարրերի օքսիդացման վիճակները.
Միայն օքսիդացնող նյութեր են համարվում այն նյութերը, որոնք ունեն առավելագույն, սովորաբար դրական, օքսիդացման աստիճան, օրինակ՝ KCl +7 O 4, H 2 S +6 O 4, K 2 Cr +6 O 4, HN +5 O 3, KMn +7 O 4. Սա հեշտ է ապացուցել։ Եթե այս միացությունները կարող են վերականգնող նյութեր լինել, ապա այս վիճակներում նրանք պետք է էլեկտրոններ նվիրաբերեն.
Cl +7 - e \u003d Cl +8
S +6 - e \u003d S +7
Բայց քլոր և ծծումբ տարրերը չեն կարող գոյություն ունենալ նման օքսիդացման վիճակներով։ Նմանապես, միակ վերականգնող նյութերը այն նյութերն են, որոնք, որպես կանոն, ունեն նվազագույնը. բացասական աստիճանօքսիդացում, օրինակ՝ H 2 S -2, HJ -, N -3 H 3: Օքսիդացման ռեակցիաների գործընթացում նման միացությունները չեն կարող օքսիդացնող նյութեր լինել, քանի որ դրանք պետք է ավելացնեն էլեկտրոններ.
S-2 + e = S-3
J - + e \u003d J -2
Բայց ծծմբի և յոդի համար օքսիդացման նման աստիճանով իոնները բնորոշ չեն։ Միջանկյալ օքսիդացման վիճակներով տարրերը, օրինակ՝ N +1 , N +4 , S +4 , Cl +3 , C +2 կարող են դրսևորել և՛ օքսիդացնող, և՛ վերականգնող հատկություններ։
3
. Redox ռեակցիաների տեսակները.
Կան չորս տեսակի ռեդոքս ռեակցիաներ.
1)
Միջմոլեկուլային ռեդոքս ռեակցիաներ.
Ռեակցիայի ամենատարածված տեսակը. Այս ռեակցիաները փոխվում են օքսիդացման վիճակներտարրերտարբեր մոլեկուլներում, օրինակ.
2Bi +3 Cl 3 + 3Sn +2 Cl 2 = 2Bi 0 + 3Sn +4 Cl 4
Bi +3 - 3 ե= Bi0
sn+2+2 ե= Sn+4
2) Մի տեսակ միջմոլեկուլային ռեդոքսային ռեակցիաներ ռեակցիան է համաչափ,որի դեպքում օքսիդացնող և վերականգնող նյութերը նույն տարրի ատոմներն են.
SO 2 +4 + 2H 2 S -2 \u003d 3S 0 + 2H 2 O
Ս-2-2 ե= S 0
S+4+4 ե= S 0
3) Ռեակցիաներ անհամաչափությունիրականացվում են, եթե օքսիդացնող և վերականգնող նյութերը նույն տարրի ատոմներն են, կամ մեկ օքսիդացման վիճակ ունեցող տարրի մեկ ատոմը կազմում է երկու օքսիդացման վիճակ ունեցող միացություն.
N +4 O 2 + NaOH = NaN +5 O 3 + NaN +3 O 2 + H 2 O
N +4 - ե= N+5
N+4+ ե= N+3
4) ներմոլեկուլային Redox ռեակցիաները տեղի են ունենում, երբ օքսիդացնող ատոմը և վերականգնող ատոմը գտնվում են նույն նյութում, օրինակ.
N -3 H 4 N +5 O 3 \u003d N +1 2 O + 2H 2 O
2N -3 - 8 ե=2N+1
2N+5+8 ե= 2N+1
4 . Օքսիդացման ռեակցիաների մեխանիզմը.
Օքսիդացման ռեակցիաները կատարվում են էլեկտրոնների մի տարրի ատոմներից մյուսը տեղափոխելու շնորհիվ։ Եթե ատոմը կամ մոլեկուլը կորցնում է էլեկտրոններ, ապա այս գործընթացը կոչվում է օքսիդացում, և այս ատոմը վերականգնող նյութ է, օրինակ.
Ալ 0 - 3 ե=Al3+
2Cl - - 2 ե= Cl 2 0
Fe 2+ - ե= Fe3+
Այս օրինակներում Al 0, Cl-, Fe 2+-ը վերականգնող նյութեր են, և դրանց փոխակերպման գործընթացները միացությունների Al 3+, Cl 2 0, Fe 3+ կոչվում են օքսիդատիվ։ Եթե ատոմը կամ մոլեկուլը ձեռք է բերում էլեկտրոններ, ապա նման պրոցեսը կոչվում է վերականգնում, իսկ այս ատոմը օքսիդացնող նյութ է, օրինակ.
Ca 2+ + 2 ե= Ca0
Cl 2 0 + 2 ե= 2Cl -
Fe3+ + ե= Fe 2+
Օքսիդացնող նյութերը, որպես կանոն, ոչ մետաղներ են (S, Cl 2, F 2, O 2) կամ մետաղական միացություններ՝ առավելագույն օքսիդացման աստիճանով (Mn +7, Cr +6, Fe +3): Նվազեցնող նյութեր են մետաղներ (K, Ca, Al) կամ ոչ մետաղական միացություններ, որոնք ունեն նվազագույն օքսիդացման աստիճան (S -2, Cl -1, N -3, P -3);
Redox հավասարումները տարբերվում են մոլեկուլային հավասարումներայլ ռեակցիաներ՝ ռեակտիվների և ռեակցիայի արտադրանքների դիմաց գործակիցներ ընտրելու դժվարությամբ: Այս օգտագործման համար էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդ, կամ էլեկտրոն-իոնների հավասարումների մեթոդ(երբեմն վերջինս կոչվում է « կես ռեակցիայի մեթոդ»): Որպես ռեդոքս ռեակցիաների համար հավասարումներ կազմելու օրինակ՝ դիտարկենք մի գործընթաց, որում խտացված ծծմբաթթու(H 2 SO 4) կփոխազդի ջրածնի յոդիդի հետ (HJ):
H 2 SO 4 (կոնկրետ) + HJ → H 2 S + J 2 + H 2 O
Նախ, եկեք դա հաստատենք օքսիդացման վիճակՅոդը ջրածնի յոդում կազմում է (-1), իսկ ծծումբը՝ ծծմբաթթվի մեջ՝ (+6): Ռեակցիայի ընթացքում յոդը (-1) կօքսիդացվի մինչև մոլեկուլային վիճակ, իսկ ծծումբը (+6) կվերածվի օքսիդացման վիճակի (-2)՝ ջրածնի սուլֆիդ.
J - → J 0 2
S+6 → S-2
Որպեսզի հարկ լինի հաշվի առնել, որ քանակմասնիկներատոմները կես ռեակցիաների ձախ և աջ մասերում պետք է լինեն նույնը
2J - - 2 ե→ J 0 2
S+6+8 ե→S-2
Այս կես ռեակցիայի սխեմայի աջ կողմում դնելով ուղղահայաց գիծը, մենք որոշում ենք ռեակցիայի գործակիցները.
2J - - 2 ե→ J 0 2 |8
S+6+8 ե→ S-2 |2
Նվազեցնելով «2»-ով, մենք ստանում ենք գործակիցների վերջնական արժեքները.
2J - - 2 ե→ J 0 2 |4
S+6+8 ե→ S-2 |1
Եկեք ամփոփենք այս սխեմայի ներքո կես ռեակցիաներհորիզոնական գիծ և ամփոփիր ռեակցիան մասնիկների քանակըատոմներ:
2J - - 2 ե→ J 0 2 |4
S+6+8 ե→ S-2 |1
____________________
8J - + S +6 → 4 J 0 2 + S -2
Դրանից հետո անհրաժեշտ է. Գործակիցների ստացված արժեքները փոխարինելով մոլեկուլային հավասարում, այն բերում ենք այս ձևի.
8HJ + H 2 SO 4 \u003d 4J 2 + H 2 S + H 2 O
Հաշվելով ջրածնի ատոմների թիվը հավասարման ձախ և աջ մասերում, մենք կհամոզվենք, որ ջրի դիմաց «4» գործակիցը պետք է շտկվի, մենք ստանում ենք ամբողջական հավասարումը.
8HJ + H 2 SO 4 \u003d 4J 2 + H 2 S + 4H 2 O
Այս հավասարումը կարելի է գրել օգտագործելով էլեկտրոնային մեթոդիոնային հավասարակշռություն. Այս դեպքում ջրի մոլեկուլների դիմաց գործակիցը շտկելու կարիք չկա։ Հավասարումը կազմվում է ռեակցիային մասնակցող միացությունների իոնների տարանջատման հիման վրա. Օրինակ. ծծմբաթթվի տարանջատումհանգեցնում է երկու ջրածնի պրոտոնների և սուլֆատի անիոնի ձևավորմանը.
H 2 SO 4 ↔ 2H + + SO 4 2-
Նմանապես, ջրածնի յոդիդի և ջրածնի սուլֆիդի տարանջատումը կարելի է գրել.
HJ ↔ H + + J -
H 2 S ↔ 2H + + S 2-
J 2-ը չի տարանջատվում: Այն նաև գործնականում չի տարանջատում H 2 O. Կազմ կես ռեակցիայի հավասարումներքանզի յոդը մնում է նույնը.
2J - - 2 ե→ J 0 2
Ծծմբի ատոմների կես ռեակցիան կունենա հետևյալ ձևը.
SO 4 -2 → S -2
Քանի որ կես ռեակցիայի աջ կողմում բացակայում են թթվածնի չորս ատոմները, այս քանակությունը պետք է հավասարակշռվի ջրի հետ.
SO 4 -2 → S -2 + 4H 2 O
Այնուհետև կիսա-ռեակցիայի ձախ մասում անհրաժեշտ է փոխհատուցել ջրածնի ատոմները պրոտոնների պատճառով (քանի որ միջավայրի ռեակցիան թթվային է).
SO 4 2- + 8H + → S -2 + 4H 2 O
Հաշվելով անցնող էլեկտրոնների թիվը՝ մենք ստանում ենք հավասարման ամբողջական գրառումը առումներով կես ռեակցիայի մեթոդ:
SO 4 2- + 8H + + 8 ե→ S -2 + 4H 2 O
Ամփոփելով երկու կիսա-արձագանքները՝ ստանում ենք էլեկտրոնային հաշվեկշռի հավասարումը:
2J - - 2 ե→ J 0 2 |8 4
SO 4 2- + 8H + + 8 ե→ S -2 + 4H 2 O | 2 1
8J - + SO 4 2- + 8Н + → 4J 2 0 + S 0 + 4H 2 O
Այս գրառումից հետևում է, որ մեթոդը էլեկտրոն-իոն հավասարումըտալիս է ռեդոքս ռեակցիայի ավելի ամբողջական պատկեր, քան էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդ.Գործընթացում ներգրավված էլեկտրոնների թիվը նույնն է երկու հավասարակշռության մեթոդների համար, սակայն վերջին դեպքում ռեդոքս գործընթացում ներգրավված պրոտոնների և ջրի մոլեկուլների թիվը սահմանվում է «ավտոմատ»:
Եկեք վերլուծենք ռեդոքս ռեակցիաների մի քանի կոնկրետ դեպքեր, որոնք կարող են կազմվել մեթոդով էլեկտրոն-իոն հավասարակշռություն. Որոշ ռեդոքս գործընթացներ իրականացվում են ալկալային միջավայրի մասնակցությամբ, օրինակ.
KCrO 2 + Br 2 + KOH → KBr + K 2 CrO 4 + H 2 O
Այս ռեակցիայում վերականգնող նյութը քրոմիտ իոնն է (CrO 2 -), որը օքսիդացված է քրոմատ իոնի (CrO-2 4): Օքսիդացնող նյութ - բրոմը (Br 0 2) վերածվում է բրոմիդի իոնի (Br -).
CrO 2 - → CrO 4 2-
Br 0 2 → 2 Br -
Քանի որ ռեակցիան տեղի է ունենում ալկալային միջավայրում, առաջին կես ռեակցիան պետք է կազմվի՝ հաշվի առնելով հիդրօքսիդի իոնները (OH -).
CrO 2 - + 4OH - - 3 ե\u003d CrO 2- 4 + 2H 2 O
Երկրորդ կես արձագանքը կազմում ենք արդեն հայտնի ձևով.
CrO 2 - + 4OH - -3 ե\u003d CrO 4 2 - + 2H 2 O | 2
Br 0 2 + 2 ե= Br - |3
__________
2CrO 2 - + 3Br 2 0 + 8OH - \u003d 2CrO 2- 4 + 6Br - + 4H 2 O
Սրանից հետո անհրաժեշտ է դասավորել գործակիցները ռեակցիայի հավասարման մեջև ամբողջությամբ մոլեկուլային հավասարումայս ռեդոքս պրոցեսը կունենա հետևյալ ձևը.
2KCrO 2 + 3Br 2 + 8KOH = 2K 2 CrO 4 + 6KBr + 4H 2 O:
Մի շարք դեպքերում չբաժանվող նյութերը միաժամանակ մասնակցում են ռեդոքսային ռեակցիային։ Օրինակ:
AsH 3 + HNO 3 \u003d H 3 AsO 4 + NO 2 + 4H 2 O
Հետո կես ռեակցիայի մեթոդկազմվում է՝ հաշվի առնելով այս գործընթացը.
AsH 3 + 4H 2 O - 8 ե\u003d AsO 4 3- + 11H + | 1
NO 3 + 2H + + ե= NO 2 + H 2 O | 8
AsH 3 + 8NO 3 + 4H 2 O + 2H + = AsO 4 3- + 8NO 2 + 11H + O
մոլեկուլային հավասարումկընդունի ձևը՝
AsH 3 + 8HNO 3 \u003d H 3 AsO 4 + 8NO 2 + 4H 2 O:
Redox ռեակցիաները երբեմն ուղեկցվում են մի քանի նյութերի միաժամանակյա օքսիդացում-վերականգնման գործընթացով։ Օրինակ, պղնձի սուլֆիդի հետ փոխազդեցության մեջ կենտրոնացված ազոտական թթու:
Cu 2 S + HNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + H 2 SO 4 + NO + H 2 O
Redox պրոցեսը ներառում է պղնձի, ծծմբի և ազոտի ատոմները: Հավասարումը կազմելիս կես ռեակցիայի մեթոդպետք է հաշվի առնել հետևյալ քայլերը.
Cu + → Cu 2+
S 2- → S +6
N5+ → N+2
Այս իրավիճակում անհրաժեշտ է համատեղել օքսիդացման և նվազեցման գործընթացները մեկ փուլում.
2Cu + - 2 ե→ 2Cu 2+ | 10 ե
S 2- - 8 ե→ S 6+
_______________________
N 5+ + 3 ե→ N 2+ | 3 ե
Որի դեպքում ռեդոքսի կիսա-արձագանքը կունենա հետևյալ ձևը.
2Cu + - 2 ե→ 2Cu 2+
S 2- - 8 ե→ S 6+ 3 ( վերականգնման գործընթացները)
_______________________
N 5+ + 3 ե→ N 2+ 10 (օքսիդացման գործընթաց)
_____________________________________
6Cu + + 3S 2- + 10N 5+ → 6Cu 2+ + 3S 6+ + 10N 2+
Ի վերջո մոլեկուլային ռեակցիայի հավասարումըկընդունի ձևը՝
3Cu 2 S + 22HNO 3 \u003d 6Cu (NO 3) 2 + 3H 2 SO 4 + 10NO + 8H 2 O:
Առանձնահատուկ ուշադրություն պետք է դարձնել ռեդոքսային ռեակցիաներին, որոնք ներառում են օրգանական նյութեր. Օրինակ, երբ գլյուկոզան օքսիդացված է կալիումի պերմանգանատթթվային միջավայրում տեղի է ունենում հետևյալ ռեակցիան.
C 6 H 12 O 6 + KMnO 4 + H 2 SO 4 > CO 2 + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O
Հաշվեկշիռ կազմելիս կես ռեակցիայի մեթոդԳլյուկոզայի փոխակերպումը հաշվի է առնում դրա տարանջատման բացակայությունը, սակայն ջրածնի ատոմների քանակի ուղղումը կատարվում է պրոտոնների և ջրի մոլեկուլների շնորհիվ.
C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O - 24 ե\u003d 6CO 2 + 24H +
Ներառող կես ռեակցիա կալիումի պերմանգանատկընդունի ձևը՝
MnO 4 - + 8H + + 5 ե\u003d Mn 2+ + 4H 2 O
Արդյունքում մենք ստանում ենք ռեդոքս գործընթացի հետևյալ սխեման.
C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O - 24 ե= 6CO 2 + 24H + | 5
MnO 4 - + 8H + + 5 ե= Mn +2 + 4H 2 O | 24
___________________________________________________
5C 6 H 12 O 6 + 30H 2 O + 24MnО 4 - + 192H + = 30CO 2 + 120H + + 24Mn 2+ + 96H 2 O
Նվազեցնելով ձախ և աջ կողմերում գտնվող պրոտոնների և ջրի մոլեկուլների քանակը կես ռեակցիաներ, ստանում ենք եզրափակիչ մոլեկուլային հավասարում:
5C 6 H 12 O 6 + 24KMnO 4 + 36H 2 SO 4 = 30CO 2 + 24MnSO 4 + 12K 2 SO 4 + 66H 2 O
5. Շրջակա միջավայրի ազդեցությունը ռեդոքսային ռեակցիաների ընթացքի բնույթի վրա:
Կախված միջավայրից (ավելցուկ H +, չեզոք, ավելցուկ OH -), կարող է փոխվել նույն նյութերի միջև ռեակցիայի բնույթը։ Սովորաբար օգտագործվում է թթվային միջավայր ստեղծելու համար ծծմբաթթու(H 2 SO 4), Ազոտական թթու(HNO 3), աղաթթու (HCl), որպես OH միջավայր, օգտագործվում է նատրիումի հիդրօքսիդ (NaOH) կամ կալիումի հիդրօքսիդ (KOH): Օրինակ, մենք ցույց կտանք, թե ինչպես է ազդում շրջակա միջավայրը կալիումի պերմանգանատ(KMnO 4): և դրա ռեակցիայի արտադրանքները.
Օրինակ՝ վերցնենք Na 2 SO 3 որպես վերականգնող նյութ, KMnO 4 որպես օքսիդացնող նյութ։
Թթվային միջավայրում.
5Na 2 SO 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 → 5Na 2 SO 4 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O
SO 3 2- + H 2 O - 2 ե→ SO 4 2- + 2H + |5
MnO 4 - + 8H + + 5 ե→ Mn 2+ + 4H 2 O |2
________________________________________________
5SO 3 2- + 2MnO 4 - + 6H + → 5SO 4 2- + 2Mn 2+ + 3H 2 O
Չեզոք (կամ թեթևակի ալկալային):
3Na 2 SO 3 + 2KMnO 4 + H 2 O → 3Na 2 SO 4 + 2MnO 2 + 2KOH
SO 3 2- + H 2 O - 2 ե→ SO 4 2- + 2H + |3
MnO 4 - + 2H 2 O + 3 ե→ MnO 2 + 4OH | 2
_____________________________________
3SO 3 2- + 2 MnO 4 - + H 2 O → 3SO 4 2- + 2MnO 2 + 2OH
Բարձր ալկալային միջավայրում.
Na 2 SO 3 + 2KMnO 4 + 2NaOH → Na 2 SO 4 + K 2 MnO 4 + Na 2 MnO + H 2 O
SO 3 2- + 2 OH - - 2 ե→ SO 4 2- + H 2 O | 1
MnO4 - + ե→ MnO 4 2 |2
____________________________________
SO 3 2- + 2 MnO 4 - + 2OH → SO 4 2- + 2MnO 4 2- + H 2 O
Ջրածնի պերօքսիդ(H 2 O 2), կախված շրջակա միջավայրից, վերականգնվում է սխեմայի համաձայն.
1) Թթվային միջավայր (H +) H 2 O 2 + 2H + + 2 ե→ 2H2O
2) Չեզոք միջավայր (H 2 O) H 2 O 2 + 2 ե→ 2OH
3) ալկալային միջավայր (OH -) H 2 O 2 + 2 ե→ 2OH
Ջրածնի պերօքսիդ(H 2 O 2) հանդես է գալիս որպես օքսիդացնող նյութ.
2FeSO 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4) 3 + 2H 2 O
Fe 2+ - ե= Fe3+ |2
H 2 O 2 + 2H + + 2 ե\u003d 2H 2 O | 1
________________________________
2Fe 2+ + H 2 O 2 + 2H + → 2Fe 3+ + 2 H 2 O
Այնուամենայնիվ, շատ ուժեղ օքսիդացնող նյութերի հետ հանդիպելիս (KMnO 4) Ջրածնի պերօքսիդ(H 2 O 2) գործում է որպես վերականգնող նյութ.
5H 2 O 2 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 → 5O 2 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O
H 2 O 2 - 2 ե→ O 2 + 2H + |5
MnO 4 - + 8H + + 5 ե→ Mn 2+ + 4H 2 O |2
_________________________________
5H 2 O + 2 MnO 4 - + 6H + → 5O 2 + 2Mn 2+ + 8H 2 O
6.
Օքսիդացման ռեակցիաների արտադրանքի որոշում: 
Այս թեմայի գործնական մասում դիտարկվում են ռեդոքս պրոցեսները՝ նշելով միայն սկզբնական ռեակտիվները։ Սովորաբար անհրաժեշտ է որոշել ռեակցիայի արտադրանքները: Օրինակ, ռեակցիան ներառում է երկաթի քլորիդ(FeCl 3) և կալիումի յոդիդ(KJ):
FeCl 3 + KJ = A + B + C
անհրաժեշտ է տեղադրել միացությունների բանաձևեր A, B, C, որոնք ձևավորվել են ռեդոքս գործընթացի արդյունքում:
Ռեակտիվների սկզբնական օքսիդացման վիճակները հետևյալն են՝ Fe 3+ , Cl - , K + , J - : Հեշտ է ենթադրել, որ Fe 3+-ը, լինելով օքսիդացնող նյութ (ունի առավելագույն օքսիդացման աստիճան), կարող է միայն նվազեցնել իր օքսիդացման վիճակը մինչև Fe 2+.
Fe3+ + ե= Fe 2+
Քլորիդ իոնը և կալիումի իոնը ռեակցիայի ընթացքում չեն փոխում իրենց օքսիդացման վիճակը, իսկ յոդիդ իոնը կարող է միայն մեծացնել իր օքսիդացման վիճակը, այսինքն. գնալ վիճակը J 2 0:
2J - - 2 ե= J 2 0
Ռեակցիայի արդյունքում, բացի ռեդոքս գործընթացից, կլինեն փոխանակման ռեակցիա FeCl 3-ի և KJ-ի միջև, բայց հաշվի առնելով օքսիդացման վիճակների փոփոխությունը, ռեակցիան չի որոշվում այս սխեմայի համաձայն.
FeCl 3 + KJ = FeJ 3 + KCl,
բայց կընդունի ձևը
FeCl 3 + KJ = FeJ 2 + KCl,
որտեղ C արտադրանքը J 2 0 միացությունն է:
FeCl 3 + 6KJ = 2FeJ 2 + 6KJ + J 2
Fe3+ + ե═> Fe2+ |2
2J - - 2 ե═> J 2 0 |1
________________________________
2Fe +3 + 2J - = 2Fe 2+ + J 2 0
Հետագայում, երբ որոշելով ռեդոքս գործընթացի արտադրանքը, կարող եք օգտագործել այսպես կոչված «վերելակային համակարգը»: Դրա սկզբունքն այն է, որ ցանկացած ռեդոքս ռեակցիա կարող է ներկայացվել որպես բազմահարկ շենքում վերելակների շարժում երկու միմյանց հակադիր ուղղություններով: Ընդ որում, «հատակները» կլինեն օքսիդացման վիճակներհամապատասխան տարրեր: Քանի որ ռեդոքս պրոցեսի երկու կես ռեակցիաներից որևէ մեկը ուղեկցվում է կամ նվազումով կամ աճով օքսիդացման վիճակներայս կամ այն տարրի, ապա պարզ պատճառաբանությամբ կարելի է ենթադրել դրանց հնարավոր օքսիդացման վիճակների մասին առաջացող ռեակցիայի արտադրանքներում։
Որպես օրինակ, դիտարկենք մի ռեակցիա, որի ժամանակ ծծումբն արձագանքում է նատրիումի հիդրօքսիդի խտացված լուծույթ ( NaOH):
S + NaOH (conc) = (A) + (B) + H 2 O
Քանի որ այս ռեակցիայում փոփոխություններ տեղի կունենան միայն ծծմբի օքսիդացման վիճակներով, պարզության համար մենք կկազմենք դրա հնարավոր վիճակների դիագրամը.
Միացությունները (A) և (B) միաժամանակ չեն կարող լինել ծծմբային վիճակներ S +4 և S +6, քանի որ այս դեպքում գործընթացը տեղի կունենա միայն էլեկտրոնների արտազատմամբ, այսինքն. վերականգնողական կլինի.
S 0 - 4 ե=S+4
S 0 - 6 ե=S+6
Բայց դա հակասում է ռեդոքս պրոցեսների սկզբունքին: Այնուհետև պետք է ենթադրել, որ մի դեպքում գործընթացը պետք է ընթանա էլեկտրոնների արձակմամբ, իսկ մյուս դեպքում այն պետք է շարժվի հակառակ ուղղությամբ, այսինքն. լինել օքսիդատիվ.
S 0 - 4 ե=S+4
S 0 + 2 ե=S-2
Մյուս կողմից, որքանո՞վ է հավանական, որ վերականգնման գործընթացն իրականացվի S +4 կամ S +6 վիճակով։ Քանի որ ռեակցիան ընթանում է ալկալային, և ոչ թթվային միջավայրում, դրա օքսիդացման ունակությունը շատ ավելի ցածր է, հետևաբար այս ռեակցիայում S +4 միացության ձևավորումը նախընտրելի է, քան S +6-ը: Հետևաբար, վերջնական արձագանքը կունենա հետևյալ ձևը.
4S + 6NaOH (կոնկ) = Na 2 SO 3 + 2Na 2 S + 3H 2 O
S 0 +2 ե= S - 2 | 4 | 2
S 0 + 6OH - - 4 ե= SO 3 2 - + 3H 2 O | 2 | 1
3S 0 + 6OH - \u003d 2S - 2 + SO 3 2 - + 3H 2 O
Որպես մեկ այլ օրինակ, դիտարկեք հետևյալ ռեակցիան ֆոսֆինի և կենտրոնացված ազոտական թթու(HNO3) :
PH 3 + HNO 3 \u003d (A) + (B) + H 2 O
Այս դեպքում մենք ունենք ֆոսֆորի և ազոտի օքսիդացման տարբեր աստիճաններ։ Պարզության համար ներկայացնում ենք դրանց օքսիդացման վիճակների դիագրամներ։
ՖոսֆորՕքսիդացման վիճակում (-3) կցուցաբերի միայն վերականգնող հատկություն, ուստի ռեակցիայի ժամանակ այն կբարձրացնի իր օքսիդացման վիճակը: Ազոտական թթուինքնին ուժեղ օքսիդացնող նյութ է և ստեղծում է թթվային միջավայր, ուստի (-3) վիճակից ֆոսֆորը կհասնի իր առավելագույն օքսիդացման վիճակին (+5):
Ի հակադրություն, ազոտը կնվազեցնի իր օքսիդացման վիճակը: Այս տեսակի ռեակցիաներում, սովորաբար, մինչև վիճակ (+4):
Ավելին, դժվար չէ ենթադրել, որ ֆոսֆորը (+5) վիճակում, լինելով արտադրանքը (A), կարող է լինել միայն ֆոսֆորական թթու H 3 PO 4, քանի որ ռեակցիայի միջավայրը խիստ թթվային է: Ազոտը նման դեպքերում սովորաբար ընդունում է օքսիդացման աստիճանը (+2) կամ (+4), ավելի հաճախ (+4): Հետեւաբար, արտադրանքը (B) կլինի Ազոտի օքսիդ NO2. Մնում է միայն լուծել այս հավասարումը հաշվեկշռի մեթոդով.
P - 3 - 8 ե= P+5 | 1
N+ 5 + ե= N+4 | 8
P - 3 + 8N +5 = P +5 + 8N +4
PH 3 + 8HNO 3 \u003d H 3 PO 4 + 8NO 2 + 4H 2 O
կայքը, նյութի ամբողջական կամ մասնակի պատճենմամբ, աղբյուրի հղումը պարտադիր է:
Redox ռեակցիաներ (ORD)- ռեակցիաներ, որոնք ուղեկցվում են էլեկտրոնների ավելացմամբ կամ արտազատմամբ կամ ատոմների վրա էլեկտրոնային խտության վերաբաշխմամբ (օքսիդացման աստիճանի փոփոխություն):
OVR փուլեր
Օքսիդացում- ատոմների, մոլեկուլների կամ իոնների միջոցով էլեկտրոնների վերադարձը. Արդյունքում բարձրանում է օքսիդացման վիճակը։ Կրճատող նյութերը էլեկտրոններ են նվիրում:
Վերականգնում- էլեկտրոնների ավելացում. Արդյունքում նվազում է օքսիդացման վիճակը։ Օքսիդացնողները ընդունում են էլեկտրոններ:
OVR- զուգակցված գործընթաց. եթե կա կրճատում, ապա կա նաև օքսիդացում:
OVR կանոններ
Էլեկտրոնների և ատոմային հավասարակշռության համարժեք փոխանակում:
թթվային միջավայր
Թթվային միջավայրում արձակված օքսիդի իոնները կապվում են պրոտոնների հետ՝ առաջացնելով ջրի մոլեկուլներ; բացակայող օքսիդի իոնները մատակարարվում են ջրի մոլեկուլներով, այնուհետև դրանցից պրոտոններ են ազատվում։
Այնտեղ, որտեղ բավարար քանակությամբ թթվածնի ատոմներ չկան, մենք գրում ենք այնքան ջրի մոլեկուլ, որքան չկան բավարար քանակությամբ օքսիդի իոններ:
Կալիումի սուլֆիտի մեջ ծծումբն ունի +4 օքսիդացման աստիճան, կալիումի պերմանգանատում մանգանը՝ +7, ծծմբաթթուն՝ ռեակցիայի միջավայր։
Մարագանեցը ներս ամենաբարձր աստիճանըօքսիդացում - օքսիդացնող նյութ, հետևաբար, կալիումի սուլֆիտը վերականգնող նյութ է:
Ծծմբի համար +4-ը միջանկյալ օքսիդացման վիճակ է, ուստի այն կարող է գործել և որպես վերականգնող և օքսիդացնող նյութ: Ուժեղ օքսիդացնող նյութերով (պերմանգանատ, երկքրոմատ) սուլֆիտը վերականգնող նյութ է (օքսիդացված է սուլֆատի), ուժեղ վերականգնող նյութերով (հալոգենիդներ, քալկոգենիդներ), սուլֆիտը օքսիդացնող նյութ է (վերածվում է ծծմբի կամ սուլֆիդի):
+4 օքսիդացման վիճակից ծծումբը անցնում է +6 - սուլֆիտը օքսիդացվում է սուլֆատի: Մանգանը +7 օքսիդացման վիճակից անցնում է +2 (թթվային միջավայր) - պերմանգանատ իոնը կրճատվում է մինչև Mn 2+:
2. Կազմի՛ր կիսարեակցիաներ:Մանգանի հավասարեցում. պերմանգանատից ազատվում են 4 օքսիդ իոններ, որոնք ջրածնի իոններով (թթվային միջավայր) կապված են ջրի մոլեկուլների մեջ։ Այսպիսով, 4 օքսիդի իոնները միանում են 8 պրոտոնին 4 ջրի մոլեկուլում։
Այսինքն՝ հավասարման աջ կողմում պակասում է 4 թթվածին, ուստի գրում ենք ջրի 4 մոլեկուլ, հավասարման ձախ կողմում՝ 8 պրոտոն։
Յոթ հանած երկու գումարած հինգ էլեկտրոն է: Հավասարման ձախ կողմում ութ պրոտոն հանած մեկ պերմանգանատ \u003d 7+, աջ կողմում՝ մանգան 2+ լիցքով, ջուրը էլեկտրականորեն չեզոք է: Յոթ հանած երկու գումարած հինգ էլեկտրոն է: Ամեն ինչ հավասարակշռված է։
Հավասարեցնող ծծումբ. հավասարման ձախ կողմում բացակայող օքսիդի իոնը մատակարարվում է ջրի մոլեկուլով, որից հետո երկու պրոտոն ազատվում է աջ կողմում:
Ձախ լիցքավորումը 2-, աջ 0 (-2+2): մինուս երկու էլեկտրոն:
Վերին կես ռեակցիան բազմապատկեք 2-ով, ստորինը՝ 5-ով:
Մենք նվազեցնում ենք պրոտոնները և ջուրը:
Սուլֆատի իոնները կապվում են կալիումի և մանգանի իոնների հետ:
Ալկալային միջավայր
Ալկալային միջավայրում արձակված օքսիդի իոնները կապված են ջրի մոլեկուլներով՝ առաջացնելով հիդրօքսիդի իոններ (OH - խմբեր)։ Բացակայող օքսիդի իոնները մատակարարվում են հիդրոքսո խմբերով, որոնք պետք է երկու անգամ ավելի շատ ընդունվեն։
Այնտեղ, որտեղ օքսիդի իոնները բավարար չեն, մենք գրում ենք 2 անգամ ավելի շատ հիդրոքսո խմբեր, քան բավարար չէ, մյուս կողմից՝ ջուր..
Օրինակ. Օգտագործելով էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդը, գրեք ռեակցիայի հավասարումը, որոշեք օքսիդացնող և վերականգնող նյութը.
Որոշեք օքսիդացման աստիճանը.
Բիսմութը (III) ուժեղ օքսիդացնող նյութերով (օրինակ՝ Cl 2) ալկալային միջավայրում ցուցադրում է վերականգնող հատկություններ (օքսիդանում է մինչև բիսմութ V).
Քանի որ հավասարման ձախ կողմում 3 թթվածին քիչ է հավասարակշռության համար, գրում ենք 6 հիդրոքսո խումբ, իսկ աջում՝ 3 ջուր։
Վերջնական ռեակցիայի հավասարումը.
Չեզոք միջավայր
Չեզոք միջավայրում արձակված օքսիդի իոնները կապված են ջրի մոլեկուլների հետ՝ առաջացնելով հիդրօքսիդի իոններ (OH - խմբեր): Բացակայող օքսիդի իոնները մատակարարվում են ջրի մոլեկուլներով: Դրանցից արտազատվում են H + իոններ։
Օգտագործելով էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդը, գրեք ռեակցիայի հավասարումը, որոշեք օքսիդացնող և վերականգնող նյութը.
1. Որոշել օքսիդացման աստիճանը.կալիումի պերսուլֆատում ծծումբն ունի +7 օքսիդացման աստիճան (այն օքսիդացնող նյութ է, քանի որ ամենաբարձր օքսիդացման աստիճանն է), բրոմը կալիումի բրոմիդում ունի -1 օքսիդացման աստիճան (այն վերականգնող նյութ է, քանի որ ամենացածր օքսիդացման աստիճանը), ջուրը ռեակցիայի միջավայրն է:
+7 օքսիդացման վիճակից ծծումբը գնում է +6 - պերսուլֆատը վերածվում է սուլֆատի: Բրոմը օքսիդացման վիճակից անցնում է -1-ից մինչև 0 - բրոմի իոնը օքսիդացվում է բրոմի:
2. Կազմի՛ր կիսարեակցիաներ:Հավասարեցրեք ծծումբը (2 գործոն սուլֆատից առաջ): Թթվածինը հավասարակշռված է:
Ձախ կողմում լիցքը 2- է, աջ կողմում լիցքը 4- է, կցված է 2 էլեկտրոն, ուստի գրում ենք +2.
Հավասարեցրեք բրոմը (գործոն 2 բրոմի իոնի դիմաց): Ձախ կողմում լիցքը 2- է, աջ կողմում լիցքը 0 է, տրվում է 2 էլեկտրոն, ուստի գրում ենք -2:
3. Էլեկտրոնային հաշվեկշռի ընդհանուր հավասարումը.
4. Վերջնական ռեակցիայի հավասարումը.Սուլֆատի իոնները կալիումի իոնների հետ կապվում են կալիումի սուլֆատի հետ, գործակիցը 2 է KBr-ից առաջ և K2SO4-ից առաջ: Ջուրը պետք չէր, այն փակցնում ենք քառակուսի փակագծերում։
OVR դասակարգում
- Օքսիդացնող և վերականգնող նյութ- տարբեր նյութեր
- Ինքնաօքսիդիչներ, ինքնավերականգնիչներ (անհամաչափություն, դիսմուտացիա). Միջանկյալ օքսիդացման վիճակում գտնվող տարր:
- Օքսիդացնող կամ վերականգնող նյութ՝ միջոց գործընթացի համար
- Ներմոլեկուլային օքսիդացում-վերականգնում. Նույն նյութի բաղադրությունը ներառում է օքսիդացնող և վերականգնող նյութ:
Պինդ վիճակ, բարձր ջերմաստիճանի ռեակցիաներ:
OVR-ի քանակական բնութագրերը
Ստանդարտ ռեդոքս պոտենցիալ, E 0- էլեկտրոդի ներուժը համեմատած ստանդարտ ջրածնի ներուժի հետ: Ավելին
Որպեսզի OVR-ն անցնի, անհրաժեշտ է, որ պոտենցիալ տարբերությունը լինի զրոյից մեծ, այսինքն՝ օքսիդիչի պոտենցիալը պետք է լինի ավելի մեծ, քան ռեդուկտորի պոտենցիալը.
, 
Օրինակ:
Որքան ցածր է պոտենցիալը, այնքան ավելի ուժեղ է նվազեցնող նյութը. որքան մեծ է պոտենցիալը, այնքան ուժեղ է օքսիդացնող նյութը:
Օքսիդատիվ հատկություններն ավելի ուժեղ են թթվային միջավայրում, նվազեցնող՝ ալկալայինում:
Քիմիական ռեակցիաների ամբողջ բազմազանությունը կարելի է կրճատել երկու տեսակի. Եթե ռեակցիայի արդյունքում տարրերի օքսիդացման վիճակները չեն փոխվում, ապա այդպիսի ռեակցիաները կոչվում են փոխանակումհակառակ դեպքում - ռեդոքսռեակցիաներ.
Քիմիական ռեակցիաների ընթացքը պայմանավորված է արձագանքող նյութերի միջև մասնիկների փոխանակմամբ։ Օրինակ, չեզոքացման ռեակցիայում տեղի է ունենում փոխանակում թթվի և հիմքի կատիոնների և անիոնների միջև, որի արդյունքում ձևավորվում է թույլ էլեկտրոլիտ՝ ջուր.
Հաճախ փոխանակումն ուղեկցվում է էլեկտրոնների մի մասնիկից մյուսին տեղափոխմամբ։ Այսպիսով, երբ պղնձը ցինկով տեղաշարժվում է պղնձի սուլֆատի լուծույթում (II)
Ցինկի ատոմներից էլեկտրոնները գնում են պղնձի իոններ.
Մասնիկի կողմից էլեկտրոնների կորստի գործընթացը կոչվում է օքսիդացում, իսկ էլեկտրոնների ձեռքբերման պրոցեսն է վերականգնում. Օքսիդացումը և վերականգնումը տեղի են ունենում միաժամանակ, հետևաբար, փոխազդեցությունները, որոնք ուղեկցվում են էլեկտրոնների մի մասնիկից մյուսին տեղափոխմամբ, կոչվում են. ռեդոքս ռեակցիաներ.
Էլեկտրոնների փոխանցումը կարող է թերի լինել: Օրինակ, ռեակցիայի մեջ
ցածր բևեռականության փոխարեն C-H միացումներառաջանում են խիստ բևեռային H-Cl կապեր։ Օքսիդացման ռեակցիաները գրելու հարմարության համար օգտագործվում է օքսիդացման աստիճանի հասկացությունը, որը բնութագրում է տարրի վիճակը. քիմիական միացությունև դրա վարքագիծը ռեակցիաներում:
Օքսիդացման վիճակ- արժեք, որը թվայինորեն հավասար է պաշտոնական լիցքին, որը կարող է վերագրվել տարրին, հիմնվելով այն ենթադրության վրա, որ նրա կապերից յուրաքանչյուրի բոլոր էլեկտրոններն անցել են այս միացության ավելի էլեկտրաբացասական ատոմին:
Օքսիդացման վիճակի հայեցակարգն օգտագործելով՝ կարելի է ավելին տալ ընդհանուր սահմանումօքսիդացման և նվազեցման գործընթացները: ռեդոքսկոչվում են քիմիական ռեակցիաներ, որոնք ուղեկցվում են ռեակցիայի մեջ ներգրավված նյութերի տարրերի օքսիդացման վիճակների փոփոխությամբ։ Նվազեցնելիս տարրի օքսիդացման աստիճանը նվազում է, օքսիդանալիս՝ ավելանում: Այն նյութը, որը պարունակում է տարր, որը նվազեցնում է օքսիդացման աստիճանը, կոչվում է օքսիդացնող նյութ; կոչվում է նյութ, որը պարունակում է տարր, որը բարձրացնում է օքսիդացման վիճակը նվազեցնող միջոց.
Միացության մեջ տարրի օքսիդացման վիճակը որոշվում է հետևյալ կանոններով.
Պարզ նյութում տարրի օքսիդացման վիճակը զրոյական է.
· Մոլեկուլում ատոմների բոլոր օքսիդացման վիճակների հանրահաշվական գումարը հավասար է զրոյի.
բարդ իոնում ատոմների բոլոր օքսիդացման վիճակների հանրահաշվական գումարը, ինչպես նաև պարզ միատոմ իոնում տարրի օքսիդացման վիճակը հավասար է իոնի լիցքին.
Բացասական օքսիդացման վիճակը միացության մեջ ցուցադրվում է ամենաբարձր էլեկտրաբացասականություն ունեցող տարրի ատոմներով.
Տարրի առավելագույն հնարավոր (դրական) օքսիդացման վիճակը համապատասխանում է այն խմբի թվին, որտեղ տարրը գտնվում է. Պարբերական համակարգԴ.Ի. Մենդելեևը.
Միացության տարրերի ատոմների օքսիդացման աստիճանը գրված է այս տարրի խորհրդանիշի վերևում՝ նշելով նախ օքսիդացման վիճակի նշանը, իսկ հետո, օրինակ, դրա թվային արժեքը։
Միացությունների մի շարք տարրեր ցուցադրում են մշտական օքսիդացման վիճակ, որն օգտագործվում է այլ տարրերի օքսիդացման վիճակները որոշելու համար.
Տարբեր տարրերի ատոմների ռեդոքս հատկությունները դրսևորվում են կախված բազմաթիվ գործոններից, որոնցից ամենակարևորներն են էլեկտրոնային կառուցվածքըտարրը, նյութի մեջ դրա օքսիդացման վիճակը, ռեակցիայի մյուս մասնակիցների հատկությունների բնույթը: Այն միացությունները, որոնք պարունակում են առավելագույն (դրական) օքսիդացման աստիճան ունեցող տարրերի ատոմներ, օրինակ, կարող են կրճատվել միայն՝ հանդես գալով որպես օքսիդացնող նյութեր։ Նվազագույն օքսիդացման աստիճան ունեցող տարրեր պարունակող միացություններ, օրինակ. 
կարող է միայն օքսիդանալ և գործել որպես վերականգնող նյութեր:
Միջանկյալ օքսիդացման վիճակներով տարրեր պարունակող նյութեր, օրինակ. 
տիրապետել Redox երկակիություն. Կախված ռեակցիայի գործընկերոջից՝ նման նյութերն ընդունակ են և՛ ընդունելու (ավելի ուժեղ վերականգնող նյութերի հետ փոխազդելիս), և՛ նվիրաբերելու (ավելի ուժեղ օքսիդացնող նյութերի հետ փոխազդեցության ժամանակ) էլեկտրոններ։
Կրճատման և օքսիդացման արտադրանքի բաղադրությունը նույնպես կախված է բազմաթիվ գործոններից, ներառյալ այն միջավայրը, որում ընթանում է քիմիական ռեակցիան, ռեագենտների կոնցենտրացիան և օքսիդացման գործընթացում գործընկերոջ ակտիվությունը:
Օքսիդացման ռեակցիայի հավասարումը գրելու համար անհրաժեշտ է իմանալ, թե ինչպես են փոխվում տարրերի օքսիդացման վիճակները և ինչին են անցնում մյուսներին օքսիդացնող և վերականգնող նյութը։ Հաշվի առեք հակիրճ բնութագրերառավել հաճախ օգտագործվող օքսիդացնող և վերականգնող նյութեր:
Ամենակարևոր օքսիդացնող նյութերը.Պարզ նյութերից բնորոշ ոչ մետաղներին բնորոշ են օքսիդացնող հատկությունները՝ ֆտոր F 2, քլոր Cl 2, բրոմ Br 2, յոդ I 2, թթվածին O 2։
Հալոգեններվերականգնվելով՝ նրանք ձեռք են բերում -1 օքսիդացման վիճակ, իսկ ֆտորից յոդ թուլանում են դրանց օքսիդացնող հատկությունները (F 2-ը սահմանափակ օգտագործում է իր բարձր ագրեսիվության պատճառով).
Թթվածին, վերականգնվելով, ձեռք է բերում -2 օքսիդացման աստիճան:
Թթվածին պարունակող թթուների և դրանց աղերի մեջ ամենակարևոր օքսիդացնող նյութերն են ազոտական թթուն HNO 3 և դրա աղերը, խտացված ծծմբաթթուն H 2 SO 4, թթվածին պարունակող հալոգեն թթուները HNalOx և դրանց աղերը, կալիումի պերմանգանատ KMnO 4 և կալիումի երկռոմատատները: Cr 2 O 7 .
Ազոտական թթու+5 օքսիդացման վիճակում ազոտի շնորհիվ ցուցադրում է օքսիդացնող հատկություններ: Այս դեպքում հնարավոր է տարբեր վերականգնման արտադրանքների ձևավորում.
Ազոտի կրճատման խորությունը կախված է թթվի կոնցենտրացիայից, ինչպես նաև վերականգնող նյութի ակտիվությունից, որը որոշվում է նրա ռեդոքս ներուժով.
Նկ.1. Ազոտի կրճատման խորությունը՝ կախված թթվի կոնցենտրացիայից:
Օրինակ, ցինկի (ակտիվ մետաղի) օքսիդացումն ազոտաթթվով ուղեկցվում է զանազան վերականգնողական արտադրանքների ձևավորմամբ, սակայն հիմնականում ձևավորվում է HNO 3-ի մոտ 2% (զանգված) կոնցենտրացիան NH 4 NO 3.
HNO 3-ի կոնցենտրացիայի դեպքում մոտավորապես 5% (զանգված.) - N 2 O:
HNO 3-ի կոնցենտրացիայի դեպքում մոտ 30% (զանգված.) - NO:
և մոտավորապես 60% (զանգված) HNO 3-ի կոնցենտրացիայի դեպքում հիմնականում ձևավորվել է - NO 2:
Ազոտական թթվի օքսիդատիվ ակտիվությունը մեծանում է կոնցենտրացիայի աճով, հետևաբար, խտացված HNO 3-ը օքսիդացնում է ոչ միայն ակտիվ, այլև ոչ ակտիվ մետաղները, ինչպիսիք են պղինձը և արծաթը, ձևավորելով հիմնականում ազոտի օքսիդ (IV).
ինչպես նաև ոչ մետաղներ, ինչպիսիք են ծծումբը և ֆոսֆորը, օքսիդացնելով դրանք ամենաբարձր օքսիդացման վիճակներին համապատասխանող թթուների.
Ազոտական թթվի աղեր ( նիտրատներ) կարող է կրճատվել թթվային, և ակտիվ մետաղների և ալկալային միջավայրերի հետ փոխազդելիս, ինչպես նաև հալվածքներում.
Aqua regia- խտացված և ազոտական թթուների խառնուրդ՝ 1:3 ծավալային հարաբերակցությամբ խառնված։ Այս խառնուրդի անվանումը պայմանավորված է նրանով, որ այն լուծում է նույնիսկ ազնիվ մետաղներ, ինչպիսիք են ոսկին և պլատինը.
Այս ռեակցիայի ընթացքը պայմանավորված է նրանով, որ aqua regia-ն ազատում է նիտրոզիլ քլորիդ NOCl և ազատ քլոր Cl 2:
որոնք մետաղները վերածում են քլորիդների։
Ծծմբաթթուցույց է տալիս օքսիդացնող հատկություններ խտացված լուծույթում ծծմբի պատճառով +6 օքսիդացման վիճակում:
Կրճատող արտադրանքի բաղադրությունը որոշվում է հիմնականում վերականգնող նյութի ակտիվությամբ և թթվի կոնցենտրացիայով.
Նկ.2. Նվազեցնելով ծծմբի ակտիվությունը՝ կախված
թթվի կոնցենտրացիան.
Այսպիսով, խտացված H 2 SO 4-ի փոխազդեցությունը ցածր ակտիվ մետաղների, որոշ ոչ մետաղների և դրանց միացությունների հետ հանգեցնում է ծծմբի օքսիդի (IV) ձևավորմանը.
Ակտիվ մետաղները վերականգնում են կենտրոնացվածությունը ծծմբաթթուծծմբի կամ ջրածնի սուլֆիդի նկատմամբ.
այս դեպքում H 2 S, S և SO 2-ը միաժամանակ ձևավորվում են տարբեր հարաբերակցությամբ: Այնուամենայնիվ, այս դեպքում, H 2 SO 4-ի կրճատման հիմնական արտադրանքը SO 2-ն է, քանի որ թողարկված S և H 2 S-ը կարող են օքսիդացվել խտացված ծծմբաթթվով.
և դրանց աղերը (տես Աղյուսակ Ա.1.1) հաճախ օգտագործվում են որպես օքսիդացնող նյութեր, թեև դրանցից շատերն ունեն երկակի բնույթ: Որպես կանոն, այդ միացությունների վերականգնողական արտադրանքներն են քլորիդները և բրոմիդները (օքսիդացման վիճակ -1), ինչպես նաև յոդը (օքսիդացման աստիճան 0);
Այնուամենայնիվ, նույնիսկ այս դեպքում, վերականգնող արտադրանքի բաղադրությունը կախված է ռեակցիայի պայմաններից, օքսիդացնող նյութի կոնցենտրացիայից և վերականգնող նյութի ակտիվությունից.
Կալիումի պերմանգանատ+7 օքսիդացման վիճակում մանգանի շնորհիվ ցուցադրում է օքսիդացնող հատկություններ: Կախված այն միջավայրից, որում տեղի է ունենում ռեակցիան, այն վերածվում է տարբեր ապրանքների. մանգանատի ալկալային միջավայր - և նա
թթվային միջավայր
չեզոք միջավայր
ալկալային միջավայր
Կալիումի երկքրոմատ, որի մոլեկուլը պարունակում է քրոմ +6 օքսիդացման վիճակում, ուժեղ օքսիդացնող նյութ է սինթրման ժամանակ և թթվային լուծույթում։
ցուցադրում է օքսիդացնող հատկություններ չեզոք միջավայրում
Ալկալային միջավայրում հավասարակշռությունը քրոմատ և երկքրոմ իոնների միջև
շարժվում է դեպի ձևավորում, հետևաբար ալկալային միջավայրում օքսիդացնող նյութն է կալիումի քրոմատ K 2 CrO 4:
Այնուամենայնիվ, K 2 CrO 4-ը ավելի թույլ օքսիդացնող նյութ է K 2 Cr 2 O 7-ի համեմատ:
Իոններից օքսիդացնող հատկություն է դրսևորվում ջրածնի իոն H + և մետաղական իոնները ամենաբարձր օքսիդացման վիճակում: ջրածնի իոն H+-ը գործում է որպես օքսիդացնող նյութ, երբ ակտիվ մետաղները փոխազդում են նոսր թթվային լուծույթների հետ (բացառությամբ HNO 3-ի)
մետաղական իոններհամեմատաբար բարձր օքսիդացման վիճակում, ինչպիսիք են Fe 3+, Cu 2+, Hg 2+, վերականգնվում են՝ վերածվելով ավելի ցածր օքսիդացման իոնների
կամ մեկուսացված են իրենց աղերի լուծույթներից՝ մետաղների տեսքով
Ամենակարևոր նվազեցնող միջոցները. Պարզ նյութերի շարքում տիպիկ վերականգնող նյութերը ներառում են ակտիվ մետաղներ, ինչպիսիք են ալկալիական և հողալկալիական մետաղները, ցինկը, ալյումինը, երկաթը և այլն, ինչպես նաև որոշ ոչ մետաղներ (ջրածին, ածխածին, ֆոսֆոր, սիլիցիում):
Մետաղներթթվային միջավայրում դրանք օքսիդացվում են դեպի դրական լիցքավորված իոններ.
Ալկալային միջավայրում ամֆոտերային հատկություններ ցուցաբերող մետաղները օքսիդացվում են. Այս դեպքում ձևավորվում են բացասական լիցքավորված անիոններ կամ հիդրոքսոմպոնենտներ.
ոչ մետաղներօքսիդացված, ձևավորում են օքսիդներ կամ համապատասխան թթուներ.
Նվազեցնող ֆունկցիաները ունեն թթվածնազուրկ անիոններ, ինչպիսիք են Cl-, Br-, I-, S 2-, H- և մետաղական կատիոնները օքսիդացման ամենաբարձր աստիճանով:
Անընդմեջ հալոգենային իոններ, որոնք օքսիդանալիս սովորաբար առաջացնում են հալոգեններ.
նվազեցնող հատկությունները բարելավվում են Cl-ից մինչև I-:
հիդրիդներՄետաղները ցուցադրում են նվազեցնող հատկություններ՝ կապված ջրածնի (օքսիդացման վիճակ -1) ազատ ջրածնի օքսիդացման պատճառով.
մետաղական կատիոններօքսիդացման ամենացածր աստիճանում, ինչպիսիք են Sn 2+, Fe 2+, Cu +, Hg 2 2+ և այլն, օքսիդացնող նյութերի հետ փոխազդեցության ժամանակ բնորոշ է օքսիդացման աստիճանի բարձրացում.
Redox երկակիություն.Պարզ նյութերի շարքում ռեդոքսային երկակիությունը բնորոշ է VIIA, VIA և VA տարրերի ենթախմբերին, որոնք կարող են և՛ մեծացնել, և՛ նվազեցնել դրանց օքսիդացման վիճակը։
Հաճախ օգտագործվում է որպես օքսիդիչներ հալոգեններԱվելի ուժեղ օքսիդացնող նյութերի ազդեցության տակ նրանք ցուցադրում են նվազեցնող հատկություններ (բացառությամբ ֆտորի): Նրանց օքսիդացման ունակությունները նվազում են, և նրանց վերականգնող հատկությունները աճում են Cl 2-ից մինչև I 2:
Նկ.3. Հալոգենների ռեդոքսային ունակությունը.
Այս հատկությունը ցույց է տալիս յոդի օքսիդացման արձագանքը քլորի հետ ջրային լուծույթում.
Թթվածին պարունակող միացությունների բաղադրությունը, որոնք կրկնակի վարքագիծ են դրսևորում ռեդոքսային ռեակցիաներում, ներառում են նաև միջանկյալ օքսիդացման վիճակում գտնվող տարրեր։ Հալոգենների թթվածին պարունակող թթուներև նրանց աղերը, որոնց մոլեկուլները ներառում են հալոգեն միջանկյալ օքսիդացման վիճակում, կարող են երկուսն էլ օքսիդացնող նյութեր լինել
և վերականգնողներ
Ջրածնի պերօքսիդ, որը պարունակում է թթվածին -1 օքսիդացման վիճակում, ցուցադրում է օքսիդացնող հատկություններ տիպիկ վերականգնող նյութերի առկայության դեպքում, քանի որ թթվածնի օքսիդացման վիճակը կարող է իջնել մինչև -2.
Վերջին ռեակցիան օգտագործվում է հին վարպետների նկարների վերականգնման ժամանակ, որոնց ներկերը, սպիտակ կապար պարունակող, սևանում են օդի ջրածնի սուլֆիդի հետ փոխազդեցության պատճառով։
Ուժեղ օքսիդացնող նյութերի հետ շփվելիս թթվածնի օքսիդացման վիճակը, որը ջրածնի պերօքսիդի մի մասն է, բարձրանում է մինչև 0, H 2 O 2-ը ցուցադրում է վերականգնող նյութի հատկություններ.
Ազոտական թթուԵվ նիտրիտներ, որոնք ներառում են ազոտը +3 օքսիդացման վիճակում և կարող են նաև հանդես գալ որպես օքսիդացնող նյութեր
և որպես վերականգնող
Դասակարգում.Կան չորս տեսակի ռեդոքս ռեակցիաներ.
1. Եթե օքսիդացնող և վերականգնող նյութը տարբեր նյութեր են, ապա նման ռեակցիաները կապված են. միջմոլեկուլային. Բոլոր վերը նշված ռեակցիաները օրինակներ են:
2. Բարդ միացությունների ջերմային տարրալուծման ժամանակ, որոնք ներառում են օքսիդացնող և վերականգնող նյութ՝ տարբեր տարրերի ատոմների տեսքով, տեղի են ունենում ռեդոքս ռեակցիաներ, որոնք կոչվում են. ներմոլեկուլային:
3. Ռեակցիաներ անհամաչափություն (դիսմուտացիաներկամ, ըստ հնացած տերմինաբանության, ինքնաօքսիդացում - ինքնաբուժում) կարող է առաջանալ, եթե միջանկյալ օքսիդացման վիճակներում տարրեր պարունակող միացությունները ենթարկվեն այնպիսի պայմանների, որտեղ նրանք անկայուն են (օրինակ, բարձր ջերմաստիճանում): Այս տարրի օքսիդացման վիճակը և՛ բարձրանում, և՛ իջնում է.
4. Ռեակցիաներ հակահամաչափություն (անցում) օքսիդացնող նյութի և վերականգնող նյութի փոխազդեցության գործընթացներն են, որոնք ներառում են նույն տարրը. տարբեր աստիճաններօքսիդացում. Արդյունքում, օքսիդացման և վերականգնման արտադրանքը տվյալ տարրի ատոմների միջանկյալ օքսիդացման վիճակ ունեցող նյութ է.
Կան նաև հակասական ռեակցիաներ. Օրինակ, ներմոլեկուլային հակահամամասնական ռեակցիան ներառում է ամոնիումի նիտրատի տարրալուծումը
Հավասարումներ կազմելը.
Redox ռեակցիաների հավասարումները հիմնված են ռեակցիայից առաջ և հետո նույն ատոմների թվի հավասարության սկզբունքների վրա, ինչպես նաև հաշվի առնելով վերականգնող նյութի կողմից նվիրաբերված էլեկտրոնների և էլեկտրոնների կողմից ընդունված էլեկտրոնների հավասարությունը: օքսիդացնող նյութ, այսինքն. մոլեկուլների էլեկտրաչեզոքություն. Ռեակցիան ներկայացվում է որպես երկու կիսարեակցիաների համակարգ՝ օքսիդացում և վերականգնում, որոնց գումարումը, հաշվի առնելով նշված սկզբունքները, հանգեցնում է գործընթացի ընդհանուր հավասարման կազմմանը։
Օքսիդացման ռեակցիաների հավասարումները կազմելու համար առավել հաճախ օգտագործվում են էլեկտրոն-իոնների կիսարեակցիայի մեթոդը և էլեկտրոնային հավասարակշռության մեթոդը։
Էլեկտրոն-իոն կիսա-ռեակցիայի մեթոդօգտագործվում է ջրային լուծույթում տեղի ունեցող ռեակցիաների հավասարումների պատրաստման համար, ինչպես նաև ռեակցիաներ, որոնք ներառում են այնպիսի նյութեր, որոնց տարրերի օքսիդացման վիճակը դժվար է որոշել (օրինակ՝ KNCS, CH 3 CH 2 OH):
Ըստ այս մեթոդի՝ առանձնանում են ռեակցիայի հավասարման կազմման հետևյալ հիմնական փուլերը.
ա) գրեք գործընթացի ընդհանուր մոլեկուլային սխեման՝ նշելով վերականգնող նյութը, օքսիդացնող նյութը և այն միջավայրը, որում ընթանում է ռեակցիան (թթվային, չեզոք կամ ալկալային): Օրինակ
բ) հաշվի առնելով էլեկտրոլիտների տարանջատումը ջրային լուծույթում, այս սխեման ներկայացված է մոլեկուլային-իոն փոխազդեցության տեսքով. Իոնները, որոնց ատոմների օքսիդացման աստիճանները չեն փոխվում, նշված չեն սխեմայում, բացառությամբ միջին իոնների (H +, OH -).
գ) որոշել վերականգնող նյութի և օքսիդացնող նյութի օքսիդացման վիճակները, ինչպես նաև դրանց փոխազդեցության արտադրանքները.
զ) ավելացնել իոններ, որոնք չեն մասնակցել օքսիդացում-վերականգնման գործընթացին, հավասարեցնել նրանց թիվը աջ և ձախ և գրել մոլեկուլային ռեակցիայի հավասարումը.
Ամենամեծ դժվարություններն առաջանում են օքսիդացման և վերականգնողական կիսա-ռեակցիաների նյութական հավասարակշռությունը կազմելիս, երբ փոխվում է թթվածնի ատոմների թիվը, որոնք կազմում են օքսիդացնող և վերականգնող նյութի մասնիկները։ Պետք է հաշվի առնել, որ ին ջրային լուծույթներթթվածնի միացումը կամ ավելացումը տեղի է ունենում ջրի մոլեկուլների և շրջակա միջավայրի իոնների մասնակցությամբ:
Օքսիդացման գործընթացում թթվածնի և չեզոք միջավայրում վերականգնող նյութի մասնիկին կցված մեկ թթվածնի ատոմից սպառվում է մեկ մոլեկուլ ջուր և ձևավորվում է երկու H + իոն. ալկալային միջավայրում սպառվում են OH հիդրօքսիդի երկու իոններ և ձևավորվում է մեկ ջրի մոլեկուլ (Աղյուսակ 1.1):
Օքսիդացնող նյութի մեկ թթվածնի ատոմը թթվային միջավայրում կապելու համար վերականգնման գործընթացում սպառվում է երկու H + իոն և ձևավորվում է մեկ ջրի մոլեկուլ. չեզոք և ալկալային միջավայրերում սպառվում է H 2 O-ի մեկ մոլեկուլ, ձևավորվում են երկու OH իոններ - (Աղյուսակ 1, 2):
Աղյուսակ 1
Օքսիդացման ժամանակ թթվածնի ատոմների միացումը վերականգնող նյութին
աղյուսակ 2
Օքսիդացնող նյութի թթվածնի ատոմների միացումը ռեդուկցիայի ընթացքում
Էլեկտրոն-իոնային կիսա-ռեակցիաների մեթոդի առավելություններն այն են, որ ռեդոքս ռեակցիաների հավասարումները կազմելիս հաշվի են առնվում լուծույթում գտնվող մասնիկների իրական վիճակները և գործընթացների ընթացքում միջավայրի դերը, կարիք չկա. օգտագործել օքսիդացման աստիճանի պաշտոնական հայեցակարգը:
Էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդ, որը հիմնված է օքսիդացման վիճակի փոփոխությունների և մոլեկուլի էլեկտրաչեզոքության սկզբունքի հաշվի վրա, ունիվերսալ է։ Այն սովորաբար օգտագործվում է գազերի միջև տեղի ունեցող ռեդոքս ռեակցիաների հավասարումներ ձևակերպելու համար, պինդ նյութերև հալոցքում:
Գործողությունների հաջորդականությունը, ըստ մեթոդի, հետևյալն է.
1) գրեք ռեակտիվների և ռեակցիայի արտադրանքների բանաձևերը մոլեկուլային տեսքով.
2) որոշել ատոմների օքսիդացման աստիճանները, որոնք փոխում են այն ռեակցիայի ընթացքում.
3) օքսիդացման վիճակները փոխելով` որոշվում է վերականգնող նյութի կողմից նվիրաբերված էլեկտրոնների և օքսիդացնող նյութի կողմից ընդունված էլեկտրոնների քանակը, և կազմվում է էլեկտրոնային հաշվեկշիռ` հաշվի առնելով տրված թվի հավասարության սկզբունքը. և ստացել էլեկտրոններ.
4) էլեկտրոնային հաշվեկշռի գործակիցները գրվում են ռեդոքս ռեակցիայի հավասարման մեջ՝ որպես հիմնական ստոյխիոմետրիկ գործակիցներ.
5) ընտրել ռեակցիայի մնացած մասնակիցների ստոյխիոմետրիկ գործակիցները.
Հավասարումներ կազմելիս պետք է հաշվի առնել, որ օքսիդացնող նյութը (կամ վերականգնող նյութը) կարող է սպառվել ոչ միայն հիմնական ռեդոքսային ռեակցիայի մեջ, այլև ստացված ռեակցիայի արտադրանքները կապելիս, այսինքն՝ այն կարող է հանդես գալ որպես միջավայր և աղ նախկին.
Օրինակ, երբ օքսիդացնող նյութը խաղում է միջավայրի դեր, մետաղի օքսիդացման ռեակցիան է ազոտական թթու, կազմվել է էլեկտրոն-իոն կիսա-ռեակցիաների մեթոդով.
Օրինակ, երբ վերականգնող նյութը այն միջավայրն է, որում ընթանում է ռեակցիան, ապա կալիումի երկքրոմատով աղաթթվի օքսիդացումն է՝ կազմված էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդով.
Redox ռեակցիաների մասնակիցների քանակական, զանգվածային և ծավալային հարաբերակցությունները հաշվարկելիս օգտագործվում են քիմիայի հիմնական ստոյխիոմետրիկ օրենքները և, մասնավորապես, համարժեքների օրենքը։ Օքսիդացման պրոցեսների ընթացքի ուղղությունն ու ամբողջականությունը որոշելու համար օգտագործվում են այդ համակարգերի թերմոդինամիկական պարամետրերի արժեքները, և երբ ռեակցիաները տեղի են ունենում ջրային լուծույթներում, օգտագործվում են համապատասխան էլեկտրոդների պոտենցիալների արժեքները:
Ինչպես պարզել, թե որտեղ քիմիական ռեակցիաօքսիդացնող նյութ և որտեղ է վերականգնող նյութը: և ստացավ լավագույն պատասխանը
Պատասխան str.[ակտիվ]-ից
եթե ռեակցիայից հետո (հավասարության նշանից հետո) նյութը դրական լիցք է ստանում, ապա այն վերականգնող նյութ է.
իսկ եթե բացասական լիցք է ստանում, նշանակում է օքսիդացնող նյութ
Օրինակ
H2 + O2 = H2O
ռեակցիայից առաջ և՛ ջրածինը, և՛ թթվածինը զրոյական լիցք ունեն
ռեակցիայից հետո
ջրածինը ստանում է +1 լիցք, իսկ թթվածինը -2 նշանակում է, որ ջրածինը վերականգնող նյութ է
իսկ թթվածինը օքսիդացնող նյութ է։
Աղբյուրը՝ =)) եթե ինչ-որ բան պարզ չէ, գրեք)
Պատասխան՝-ից 2 պատասխան[գուրու]
Բարեւ Ձեզ! Ահա թեմաների ընտրանի՝ ձեր հարցի պատասխաններով. Ինչպե՞ս պարզել, թե քիմիական ռեակցիայի որտեղ է օքսիդացնող նյութը և որտեղ է վերականգնող նյութը:
Պատասխան՝-ից BeardMax[գուրու]
Դա անելու համար դուք պետք է իմանաք, թե որն է օքսիդացման աստիճանը:
Սովորեք որոշել քիմիական միացության մեջ ցանկացած ատոմի օքսիդացման վիճակը:
Հաջորդը, տեսեք, թե CO-ի որ ատոմներն են ավելանում ռեակցիայի ժամանակ, և որոնք՝ նվազում: Առաջինները վերականգնող նյութեր են, երկրորդները՝ օքսիդացնող նյութեր։
IN ընդհանուր քիմիաստիպված չէր քայլել.
Պատասխան՝-ից OOO[նորեկ]
Նվազեցնող նյութը էլեկտրոններ նվիրող նյութ է: H-r, Ca (2+) - 2e \u003d Ca (0)
Օքսիդացնող նյութը էլեկտրոններ ընդունող նյութ է։
Պատասխան՝-ից Մարիսկա[նորեկ]
Պարզելու համար հարկավոր է նայել, թե ինչ են ռեագենտները և ինչ են ավելացվում որպես միջավայր: Օրինակ, եթե սկզբնական նյութերում կա Mn (+4) և ջուր, ապա Mn-ը կփոխի իր օքսիդացման վիճակը (+6), եթե չեմ սխալվում։ Բացի այդ, դուք կարող եք տեսնել, թե ինչ աստիճանի օքսիդացում են տարրերը (հանկարծ ինչ-որ տեղ այն նվազագույն է կամ հակառակը առավելագույնը):
