დავალების წიგნი ზოგადი და არაორგანული ქიმიის შესახებ

2.2. რედოქსის რეაქციები

იხ დავალებები >>>

თეორიული ნაწილი

რედოქს რეაქციები მოიცავს ქიმიურ რეაქციებს, რომლებსაც თან ახლავს ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილება. ასეთი რეაქციების განტოლებებში კოეფიციენტების შერჩევა ხდება შედგენით ელექტრონული ბალანსი. ელექტრონული ბალანსის გამოყენებით კოეფიციენტების შერჩევის მეთოდი შედგება შემდეგი ნაბიჯებისგან:

ა) ჩაწერეთ რეაქტიული ნივთიერებებისა და პროდუქტების ფორმულები, შემდეგ იპოვნეთ ელემენტები, რომლებიც ზრდის და ამცირებს მათ ჟანგვის მდგომარეობებს და დაწერეთ ისინი ცალკე:

MnCO 3 + KClO 3 ® MnO2+ KCl + CO2

Cl V¼ = კლ - მე

MnII¼ = MnIV

ბ) შეადგინეთ შემცირებისა და დაჟანგვის ნახევარრეაქციის განტოლებები, ატომების რაოდენობისა და მუხტის შენარჩუნების კანონების დაცვით თითოეულ ნახევრად რეაქციაში:

ნახევრად რეაქციააღდგენა Cl V + 6 ე - = კლ - მე

ნახევრად რეაქციადაჟანგვა MnII- 2 ე - = MnIV

გ) შეარჩიეთ დამატებითი ფაქტორები ნახევარრეაქციის განტოლებისთვის ისე, რომ მუხტის შენარჩუნების კანონი შესრულდეს რეაქციისთვის მთლიანობაში, რომლისთვისაც მიღებული ელექტრონების რაოდენობა შემცირების ნახევარრეაქციებში გაკეთდება ელექტრონების რაოდენობის ტოლი. შემოწირული ჟანგვის ნახევრად რეაქციაში:

Cl V + 6 ე - = კლ - მე 1

MnII- 2 ე - = Mn IV 3

დ) ჩაწერეთ (აღმოჩენილი ფაქტორების მიხედვით) სტექიომეტრიული კოეფიციენტები რეაქციის სქემაში (კოეფიციენტი 1 გამოტოვებულია):

3 MnCO 3 + KClO 3 = 3 MNO 2 + KCl+ CO2

დ) გაათანაბრე იმ ელემენტების ატომების რაოდენობა, რომლებიც არ ცვლიან ჟანგვის მდგომარეობას რეაქციის მსვლელობისას (თუ ასეთი ორი ელემენტია, მაშინ საკმარისია ერთი მათგანის ატომების რაოდენობის გათანაბრება და მეორეს შემოწმება. ). მიიღეთ ქიმიური რეაქციის განტოლება:

3 MnCO 3 + KClO 3 = 3 MNO 2 + KCl+ 3CO2

მაგალითი 3. მორგებული კოეფიციენტები რედოქს განტოლებაში

Fe 2 O 3 + CO ® Fe + CO2

გამოსავალი

Fe 2 O 3 + 3 CO \u003d 2 Fe + 3 CO 2

Fe III + 3 ე - = Fe 0 2

C II - 2 ე - = C IV 3

ერთი ნივთიერების ორი ელემენტის ატომების ერთდროული დაჟანგვით (ან შემცირებით), გაანგარიშება ხორციელდება ამ ნივთიერების ერთი ფორმულის ერთეულისთვის.

მაგალითი 4მორგებული კოეფიციენტები რედოქს განტოლებაში

Fe (S ) 2 + O 2 = Fe 2 O 3 + SO 2

გამოსავალი

4 Fe (S ) 2 + 11 O 2 = 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2

FeII- ე - = Fe III

- 11 ე - 4

2S - მე - 10 ე - = 2SIV

O 2 0 + 4 ე - = 2O - II + 4 ე - 11

მაგალითებში 3 და 4, ჟანგვის და აღმდგენი აგენტის ფუნქციები იყოფა სხვადასხვა ნივთიერებებს შორის, Fe 2 O 3 და O 2 - ჟანგვის აგენტები, CO და Fe(S)2 - შემცირების აგენტები; ასეთი რეაქციებია ინტერმოლეკულურირედოქსული რეაქციები.

Როდესაც ინტრამოლეკულურიდაჟანგვა-აღდგენითი, როდესაც ერთსა და იმავე ნივთიერებაში ერთი ელემენტის ატომები იჟანგება, ხოლო მეორე ელემენტის ატომები მცირდება, გამოთვლა ხდება ნივთიერების ერთი ფორმულის ერთეულზე.

მაგალითი 5იპოვეთ კოეფიციენტები რედოქსის რეაქციის განტოლებაში

(NH 4) 2 CrO 4 ® Cr 2 O 3 + N 2 + H 2 O + NH 3

გამოსავალი

2 (NH 4) 2 CrO 4 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 +5 H 2 O + 2 NH 3

Cr VI + 3 ე - = Cr III 2

2N - III - 6 ე - = N 2 0 1

რეაქციებისთვის დისმუტაციები (არაპროპორციულობა, აუტოქსიდაცია- თვითგანკურნება), რომელშიც რეაგენტში ერთი და იგივე ელემენტის ატომები იჟანგება და მცირდება, დამატებითი ფაქტორები ჩამოიჭრება ჯერ განტოლების მარჯვენა მხარეს, შემდეგ კი იპოვება რეაგენტის კოეფიციენტი.

მაგალითი 6. მორგებული კოეფიციენტები დისმუტაციის რეაქციის განტოლებაში

H2O2 ® H 2 O + O 2

გამოსავალი

2 H 2 O 2 \u003d 2 H 2 O + O 2

ო - მე + ე - = ო - II 2

2O - მე - 2 ე - = O 2 0 1

კომუტაციის რეაქციისთვის ( სინპროპორციულობა), რომელშიც სხვადასხვა რეაგენტის ერთი და იგივე ელემენტის ატომები, მათი დაჟანგვისა და შემცირების შედეგად, იღებენ ერთსა და იმავე ჟანგვის მდგომარეობას, დამატებითი ფაქტორები პირველ რიგში იდება განტოლების მარცხენა მხარეს.

მაგალითი 7შეარჩიეთ კოეფიციენტები კომუტაციის რეაქციის განტოლებაში:

H 2 S + SO 2 \u003d S + H 2 O

გამოსავალი

2 H 2 S + SO 2 \u003d 3 S + 2H 2 O

ს - II - 2 ე - = S 0 2

SIV+4 ე - = S 0 1

იონების მონაწილეობით წყალხსნარში მიმდინარე რედოქს რეაქციების განტოლებებში კოეფიციენტების შესარჩევად, მეთოდი გამოიყენება ელექტრონ-იონის ბალანსი.ელექტრონულ-იონური ბალანსის გამოყენებით კოეფიციენტების შერჩევის მეთოდი შედგება შემდეგი ნაბიჯებისგან:

ა) ჩამოწერეთ ამ რედოქს რეაქციის რეაგენტების ფორმულები

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 + H 2 S

და დაადგინეთ თითოეული მათგანის ქიმიური ფუნქცია (აქ K2Cr2O7 - ჟანგვის აგენტი, H 2 SO 4 - მჟავა რეაქციის საშუალება, H 2 S - შემცირების აგენტი);

ბ) ჩაწერეთ (შემდეგ სტრიქონზე) რეაგენტების ფორმულები იონური ფორმით, მიუთითეთ მხოლოდ ის იონები (ძლიერი ელექტროლიტებისთვის), მოლეკულები (სუსტი ელექტროლიტებისა და აირებისთვის) და ფორმულის ერთეულები (მყარი ნივთიერებებისთვის), რომლებიც მიიღებენ მონაწილეობას რეაქცია, როგორც ჟანგვის აგენტი ( Cr2O72 - ), გარემო ( H+- უფრო ზუსტად, ოქსონიუმის კატიონი H3O+ ) და შემცირების აგენტი ( H2S):

Cr2O72 - + H + + H 2 S

გ) განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტის შემცირებული ფორმულა და აღმდგენი აგენტის დაჟანგული ფორმა, რომელიც უნდა იყოს ცნობილი ან მითითებული (მაგალითად, აქ დიქრომატის იონი გადის ქრომის კათიონებს ( III) და წყალბადის სულფიდი - გოგირდში); ეს მონაცემები იწერება მომდევნო ორ სტრიქონზე, შედგენილია შემცირებისა და დაჟანგვის ნახევარრეაქციის ელექტრონ-იონური განტოლებები და შეირჩევა დამატებითი ფაქტორები ნახევარრეაქციის განტოლებისთვის:

ნახევრად რეაქცია Cr 2 O 7 2-ის შემცირება - + 14 H + + 6 ე - \u003d 2 Cr 3+ + 7 H 2 O 1

ნახევრად რეაქცია H 2 S დაჟანგვა - 2 ე - = S(t) + 2H + 3

დ) ნახევარრეაქციების განტოლებების შეჯამებით ადგენენ ამ რეაქციის იონურ განტოლებას, ე.ი. დანამატის ჩანაწერი (ბ):

Cr2O72 - + 8 H + + 3 H 2 S = 2 Cr 3+ + 7 H 2 O + 3 S ( T )

დ) იონური განტოლების საფუძველზე შეადგინეთ ამ რეაქციის მოლეკულური განტოლება, ე.ი. შეავსეთ ჩანაწერი (a), ხოლო კათიონებისა და ანიონების ფორმულები, რომლებიც არ არის იონურ განტოლებაში, დაჯგუფებულია დამატებითი პროდუქტების ფორმულებად ( K2SO4):

K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3H 2 S \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O + 3S (მ) + K 2 SO 4

ვ) შერჩეული კოეფიციენტების შემოწმება განტოლების მარცხენა და მარჯვენა ნაწილებში ელემენტების ატომების რაოდენობის მიხედვით (ჩვეულებრივ, საკმარისია მხოლოდ ჟანგბადის ატომების რაოდენობის შემოწმება).

დაჟანგულიდა აღადგინაჟანგვის და აღმდგენი აგენტის ფორმები ხშირად განსხვავდება ჟანგბადის შემცველობით (შეადარეთ Cr2O72 - და Cr3+ ). ამიტომ, ელექტრონ-იონური ბალანსის მეთოდის გამოყენებით ნახევარრეაქციის განტოლებების შედგენისას, ისინი მოიცავს H + / H 2 O წყვილებს (მჟავე გარემოსთვის) და OH. - / H 2 O (ტუტე გარემოსთვის). თუ ერთი ფორმიდან მეორეზე გადასვლისას, ორიგინალური ფორმა (ჩვეულებრივ - იჟანგება) კარგავს თავის ოქსიდის იონებს (ქვემოთ ნაჩვენებია კვადრატულ ფრჩხილებში), შემდეგ ეს უკანასკნელი, რადგან ისინი არ არსებობენ თავისუფალ ფორმაში, უნდა იყოს შერწყმული წყალბადის კათიონებთან მჟავე გარემოში და ტუტე გარემოში. - წყლის მოლეკულებით, რაც იწვევს წყლის მოლეკულების (მჟავე გარემოში) და ჰიდროქსიდის იონების (ტუტე გარემოში) წარმოქმნას.):

მჟავე გარემო[ O2 - ] + 2 H + = H 2 O

ტუტე გარემო [O 2 - ] + H 2 O \u003d 2 OH -

ოქსიდის იონების ნაკლებობა თავდაპირველ ფორმაში (უფრო ხშირად- შემცირებული) საბოლოო ფორმასთან შედარებით კომპენსირდება წყლის მოლეკულების (მჟავე გარემოში) ან ჰიდროქსიდის იონების (ტუტე გარემოში) დამატებით:

მჟავე გარემო H 2 O \u003d [ O 2 - ] + 2 H +

ტუტე გარემო2 OH - = [O 2 - ] + H 2 O

მაგალითი 8აირჩიეთ კოეფიციენტები ელექტრონ-იონური ბალანსის მეთოდის გამოყენებით რედოქსის რეაქციის განტოლებაში:

® MnSO 4 + H 2 O + Na 2 SO 4 + ¼

გამოსავალი

2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 + 5 Na 2 SO 3 \u003d

2 MnSO 4 + 3 H 2 O + 5 Na 2 SO 4 + + K 2 SO 4

2 MnO 4 - + 6 H + + 5 SO 3 2 - = 2 Mn 2+ + 3 H 2 O + 5 SO 4 2 -

MnO4 - + 8 სთ + + 5 ე - = Mn 2+ + 4 H 2 O2

SO 3 2 - + H2O - 2 ე - = SO 4 2 - + 2 H + 5

მაგალითი 9. აირჩიეთ კოეფიციენტები ელექტრონ-იონური ბალანსის მეთოდის გამოყენებით რედოქსის რეაქციის განტოლებაში:

Na 2 SO 3 + KOH + KMnO 4 ® Na 2 SO 4 + H 2 O + K 2 MnO 4

გამოსავალი

Na 2 SO 3 + 2 KOH + 2 KMnO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 O + 2 K 2 MnO 4

SO 3 2 - + 2OH - + 2 MnO 4 - = SO 4 2 - + H 2 O + 2 MnO 4 2 -

MnO4 - + 1 ე - = MnO 4 2 - 2

SO 3 2 - + 2OH - - 2 ე - = SO 4 2 - + H 2 O 1

თუ პერმანგანატის იონი გამოიყენება როგორც ჟანგვის აგენტი სუსტად მჟავე გარემოში, მაშინ შემცირების ნახევარრეაქციის განტოლება არის:

MnO4 - + 4 H + + 3 ე - = მნO 2 (მ) + 2 H 2 O

და თუ სუსტად ტუტე გარემოში, მაშინ

MNO 4 - + 2 H 2 O + 3 ე - = მნO 2 (მ) + 4 OH -

ხშირად სუსტად მჟავე და სუსტად ტუტე გარემოს პირობითად ნეიტრალურს უწოდებენ, ხოლო მარცხნივ ნახევარრეაქციის განტოლებებში მხოლოდ წყლის მოლეკულებია შეყვანილი. ამ შემთხვევაში განტოლების შედგენისას (დამატებითი ფაქტორების არჩევის შემდეგ) უნდა დაწეროთ დამატებითი განტოლება, რომელიც ასახავს წყლის წარმოქმნას H + და OH იონებისგან. - .

მაგალითი 10. აირჩიეთ კოეფიციენტები განტოლებაში ნეიტრალურ გარემოში მიმდინარე რეაქციისთვის:

KMnO 4 + H 2 O + Na 2 SO 3 ® მნშესახებ 2( უ) + Na 2 SO 4 ¼

გამოსავალი

2 KMnO 4 + H 2 O + 3 Na 2 SO 3 \u003d 2 მნO 2 (უ) + 3 Na 2 SO 4 + 2 KOH

MnO4 - + H 2 O + 3 SO 3 2 - = 2 მნO 2 (მ) + 3 SO 4 2 - + 2 OH -

MNO 4 - + 2 H 2 O + 3 ე - = მნO 2 (მ) + 4 OH -

SO 3 2 - + H2O - 2 ე - = SO 4 2 - +2H+

8OH - + 6 H + = 6 H 2 O + 2 OH -

ამრიგად, თუ 10 მაგალითიდან რეაქცია ხორციელდება კალიუმის პერმანგანატის და ნატრიუმის სულფიტის წყალხსნარების უბრალოდ დრენაჟით, მაშინ იგი მიმდინარეობს პირობით ნეიტრალურ (და ფაქტობრივად, ოდნავ ტუტე) გარემოში კალიუმის ჰიდროქსიდის წარმოქმნის გამო. თუ კალიუმის პერმანგანატის ხსნარი ოდნავ დამჟავებულია, მაშინ რეაქცია გაგრძელდება სუსტად მჟავე (პირობითად ნეიტრალური) გარემოში.

მაგალითი 11. აირჩიეთ კოეფიციენტები განტოლებაში სუსტ მჟავე გარემოში მიმდინარე რეაქციისთვის:

KMnO 4 + H 2 SO 4 + Na 2 SO 3 ® მნშესახებ 2( უ) + H 2 O + Na 2 SO 4 + ¼

გამოსავალი

2KMnO 4 + H 2 SO 4 + 3Na 2 SO 3 \u003d 2Mn O 2 ( T ) + H 2 O + 3Na 2 SO 4 + K 2 SO 4

2 MnO 4 - + 2 H + + 3 SO 3 2 - = 2 მნO 2 (უ) + H 2 O + 3 SO 4 2 -

MnO4 - +4სთ + + 3 ე - = მნ O 2(t) + 2 H 2 O2

SO 3 2 - + H2O - 2 ე - = SO 4 2 - + 2 H + 3

ჟანგვის და აღმდგენი საშუალებების არსებობის ფორმები რეაქციამდე და მის შემდეგ, ე.ი. მათ დაჟანგულ და შემცირებულ ფორმებს უწოდებენ რედოქსის წყვილები. ასე რომ, ქიმიური პრაქტიკიდან ცნობილია (და ეს უნდა გვახსოვდეს) რომ მჟავე გარემოში პერმანგანატის იონი ქმნის მანგანუმის კატიონს ( II ) (წყვილი MNO 4 - + H + / მნ 2+ + H 2 O ), სუსტად ტუტე გარემოში- მანგანუმის (IV) ოქსიდი (წყვილი MNO 4 - +H+ ¤ მნ O 2 (t) + H 2 O ან MNO 4 - + H 2 O = მნ O 2(t) + OH - ). დაჟანგული და შემცირებული ფორმების შემადგენლობა განისაზღვრება, შესაბამისად, მოცემული ელემენტის ქიმიური თვისებებით დაჟანგვის სხვადასხვა ხარისხით, ე.ი. სპეციფიკური ფორმების არათანაბარი სტაბილურობა წყალხსნარის სხვადასხვა მედიაში. ამ განყოფილებაში გამოყენებული ყველა რედოქსის წყვილი მოცემულია 2.15 და 2.16 ამოცანებში.

18. რედოქსის რეაქციები (გაგრძელება 1)

18.5. OVR წყალბადის ზეჟანგი

წყალბადის ზეჟანგის H 2 O 2 მოლეკულებში ჟანგბადის ატომები -I ჟანგვის მდგომარეობაშია. ეს არის ამ ელემენტის ატომების შუალედური და არა ყველაზე სტაბილური დაჟანგვის მდგომარეობა, ამიტომ წყალბადის ზეჟანგი ავლენს როგორც ჟანგვის, ასევე შემცირების თვისებებს.

ამ ნივთიერების რედოქს აქტივობა დამოკიდებულია კონცენტრაციაზე. ჩვეულებრივ გამოყენებულ ხსნარებში 20% მასობრივი ფრაქციის მქონე წყალბადის ზეჟანგი საკმაოდ ძლიერი ჟანგვის აგენტია; განზავებულ ხსნარებში მისი ჟანგვის აქტივობა მცირდება. წყალბადის ზეჟანგის შემცირების თვისებები ნაკლებად დამახასიათებელია, ვიდრე ჟანგვის თვისებები და ასევე დამოკიდებულია კონცენტრაციაზე.

წყალბადის ზეჟანგი არის ძალიან სუსტი მჟავა (იხ. დანართი 13), ამიტომ ძლიერ ტუტე ხსნარებში მისი მოლეკულები გარდაიქმნება ჰიდროპეროქსიდის იონებად.

გარემოს რეაქციისა და იმის მიხედვით, არის თუ არა ჟანგვის ან აღმდგენი აგენტი წყალბადის ზეჟანგი ამ რეაქციაში, რედოქსის ურთიერთქმედების პროდუქტები განსხვავებული იქნება. ყველა ამ შემთხვევისთვის ნახევრადრეაქციის განტოლებები მოცემულია ცხრილში 1.

ცხრილი 1

განტოლებები ხსნარებში H 2 O 2 რედოქსის ნახევარრეაქციისთვის

გარემოს რეაქცია	H 2 O 2 ოქსიდიზატორი	H 2 O 2 შემცირების საშუალება
მჟავა
ნეიტრალური	H 2 O 2 + 2e - \u003d 2OH	H 2 O 2 + 2H 2 O - 2e - \u003d O 2 + 2H 3 O
ტუტე	HO 2 + H 2 O + 2e - \u003d 3OH

მოდით განვიხილოთ OVR-ის მაგალითები წყალბადის ზეჟანგით.

მაგალითი 1. დაწერეთ განტოლება რეაქციისთვის, რომელიც წარმოიქმნება, როდესაც კალიუმის იოდიდის ხსნარს უმატებენ გოგირდის მჟავით დამჟავებულ წყალბადის ზეჟანგის ხსნარს.

1	H 2 O 2 + 2H 3 O + 2e - = 4H 2 O
1	2I – 2e – = I 2

H 2 O 2 + 2H 3 O + 2I \u003d 4H 2 O + I 2
H 2 O 2 + H 2 SO 4 + 2KI \u003d 2H 2 O + I 2 + K 2 SO 4

მაგალითი 2. დაწერეთ განტოლება კალიუმის პერმანგანატსა და წყალბადის ზეჟანგს შორის რეაქციის შესახებ გოგირდის მჟავით გამჟავებულ წყალხსნარში.

2	MnO 4 + 8H 3 O + 5e - \u003d Mn 2 + 12H 2 O
5	H 2 O 2 + 2H 2 O - 2e - \u003d O 2 + 2H 3 O

2MnO 4 + 6H 3 O+ + 5H 2 O 2 = 2Mn 2 + 14H 2 O + 5O 2
2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 + 5H 2 O 2 = 2MnSO 4 + 8H 2 O + 5O 2 + K 2 SO 4

მაგალითი 3 დაწერეთ წყალბადის ზეჟანგის რეაქციის განტოლება ნატრიუმის იოდიდთან ხსნარში ნატრიუმის ჰიდროქსიდის თანდასწრებით.

3	6	HO 2 + H 2 O + 2e - \u003d 3OH
1	2	I + 6OH - 6e - \u003d IO 3 + 3H 2 O

3HO 2 + I = 3OH + IO 3
3NaHO 2 + NaI = 3NaOH + NaIO 3

ნატრიუმის ჰიდროქსიდსა და წყალბადის ზეჟანგს შორის ნეიტრალიზაციის რეაქციის გათვალისწინების გარეშე, ეს განტოლება ხშირად იწერება შემდეგნაირად:

3H 2 O 2 + NaI \u003d 3H 2 O + NaIO 3 (NaOH-ის თანდასწრებით)

იგივე განტოლება მიიღება, თუ დაუყოვნებლივ (ბალანსის შედგენის ეტაპზე) არ იქნება გათვალისწინებული ჰიდროპეროქსიდის იონების წარმოქმნა.

მაგალითი 4. დაწერეთ განტოლება რეაქციისთვის, რომელიც წარმოიქმნება, როდესაც ტყვიის დიოქსიდი ემატება წყალბადის ზეჟანგის ხსნარს კალიუმის ჰიდროქსიდის თანდასწრებით.

ტყვიის დიოქსიდი PbO 2 არის ძალიან ძლიერი ჟანგვის აგენტი, განსაკუთრებით მჟავე გარემოში. აღდგენისას ამ პირობებში ის აყალიბებს Pb 2 იონებს. ტუტე გარემოში, როდესაც PbO 2 მცირდება, წარმოიქმნება იონები.

1	PbO 2 + 2H 2 O + 2e - = + OH
1	HO 2 + OH - 2e - \u003d O 2 + H 2 O

PbO 2 + H 2 O + HO 2 \u003d + O 2

ჰიდროპეროქსიდის იონების წარმოქმნის გათვალისწინების გარეშე, განტოლება იწერება შემდეგნაირად:

PbO 2 + H 2 O 2 + OH = + O 2 + 2H 2 O

თუ დავალების პირობის მიხედვით, დამატებული წყალბადის ზეჟანგის ხსნარი იყო ტუტე, მაშინ მოლეკულური განტოლება უნდა დაიწეროს შემდეგნაირად:

PbO 2 + H 2 O + KHO 2 \u003d K + O 2

თუ წყალბადის ზეჟანგის ნეიტრალური ხსნარი დაემატება სარეაქციო ნარევს, რომელიც შეიცავს ტუტეს, მაშინ მოლეკულური განტოლება შეიძლება დაიწეროს კალიუმის ჰიდროპეროქსიდის წარმოქმნის გათვალისწინების გარეშე:

PbO 2 + KOH + H 2 O 2 \u003d K + O 2

18.6. OVR დისმუტაციები და ინტრამოლეკულური OVR

რედოქს რეაქციებს შორისაა დისმუტაციური რეაქციები (დისპროპორციულობა, თვითდაჟანგვა-თვითგანკურნება).

თქვენთვის ცნობილი დისმუტაციური რეაქციის მაგალითია ქლორის რეაქცია წყალთან:

Cl 2 + H 2 O HCl + HClO

ამ რეაქციაში ქლორის(0) ატომების ნახევარი იჟანგება +I დაჟანგვის მდგომარეობამდე, ხოლო მეორე ნახევარი ქვეითდება –I ჟანგვის მდგომარეობამდე:

მოდით გამოვიყენოთ ელექტრონ-იონური ბალანსის მეთოდი, რათა შევადგინოთ განტოლება მსგავსი რეაქციისთვის, რომელიც ხდება მაშინ, როდესაც ქლორი გადადის ცივ ტუტე ხსნარში, მაგალითად, KOH:

1	Cl 2 + 2e - \u003d 2Cl
1	Cl 2 + 4OH - 2e - \u003d 2ClO + 2H 2 O

2Cl 2 + 4OH = 2Cl + 2ClO + 2H 2 O

ამ განტოლების ყველა კოეფიციენტს აქვს საერთო გამყოფი, შესაბამისად:

Cl 2 + 2OH \u003d Cl + ClO + H 2 O
Cl 2 + 2KOH \u003d KCl + KClO + H 2 O

ქლორის დისმუტაცია ცხელ ხსნარში გარკვეულწილად განსხვავებულად მიმდინარეობს:

5		Cl 2 + 2e - \u003d 2Cl
1		Cl 2 + 12OH - 10e - \u003d 2ClO 3 + 6H 2 O

3Cl 2 + 6OH = 5Cl + ClO 3 + 3H 2 O
3Cl 2 + 6KOH \u003d 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O

დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს აზოტის დიოქსიდის დისმუტაციას წყალთან მისი რეაქციის დროს ( ა) და ტუტე ხსნარებით ( ბ):

ა)		NO 2 + 3H 2 O - e - \u003d NO 3 + 2H 3 O			NO 2 + 2OH - e - \u003d NO 3 + H 2 O
		NO 2 + H 2 O + e - \u003d HNO 2 + OH			NO 2 + e - \u003d NO 2
	2NO 2 + 2H 2 O \u003d NO 3 + H 3 O + HNO 2			2NO 2 + 2OH \u003d NO 3 + NO 2 + H 2 O
	2NO 2 + H 2 O \u003d HNO 3 + HNO 2			2NO 2 + 2NaOH \u003d NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O

დისმუტაციური რეაქციები ხდება არა მხოლოდ ხსნარებში, არამედ მყარი ნივთიერებების გაცხელებისას, მაგალითად, კალიუმის ქლორატის:

4KClO 3 \u003d KCl + 3KClO 4

ინტრამოლეკულური OVR-ის დამახასიათებელი და ძალიან ეფექტური მაგალითია ამონიუმის დიქრომატის (NH 4) 2 Cr 2 O 7 თერმული დაშლის რეაქცია. ამ ნივთიერებაში აზოტის ატომები ყველაზე დაბალ ჟანგვის მდგომარეობაშია (–III), ხოლო ქრომის ატომები ყველაზე მაღალი (+VI). ოთახის ტემპერატურაზე ეს ნაერთი საკმაოდ სტაბილურია, მაგრამ გაცხელებისას ის სწრაფად იშლება. ამ შემთხვევაში, ქრომი(VI) გარდაიქმნება ქრომის(III), ქრომის ყველაზე სტაბილურ მდგომარეობად, ხოლო აზოტი(–III) გარდაიქმნება აზოტად(0), ასევე ყველაზე სტაბილურ მდგომარეობაში. ელექტრონული ბალანსის განტოლების ფორმულის ერთეულში ატომების რაოდენობის გათვალისწინებით:

	2Cr + VI + 6e – = 2Cr + III
	2N -III - 6e - \u003d N 2,

და თავად რეაქციის განტოლება:

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O.

ინტრამოლეკულური OVR-ის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი მაგალითია კალიუმის პერქლორატის KClO 4 თერმული დაშლა. ამ რეაქციაში ქლორი (VII), როგორც ყოველთვის, როდესაც ის მოქმედებს როგორც ჟანგვის აგენტი, გადადის ქლორში (–I), ჟანგბადის (–II) ჟანგვის მარტივ ნივთიერებამდე:

1		Cl + VII + 8e – = Cl –I
2		2O -II - 4e - \u003d O 2

და აქედან გამომდინარე რეაქციის განტოლება

KClO 4 \u003d KCl + 2O 2

ანალოგიურად, კალიუმის ქლორატი KClO 3 იშლება გაცხელებისას, თუ დაშლა ხორციელდება კატალიზატორის თანდასწრებით (MnO 2): 2KClO 3 \u003d 2KCl + 3O 2

კატალიზატორის არარსებობის შემთხვევაში, დისმუტაციის რეაქცია მიმდინარეობს.
ინტრამოლეკულური OVR ჯგუფში ასევე შედის ნიტრატების თერმული დაშლის რეაქციები.
ჩვეულებრივ, პროცესები, რომლებიც ხდება ნიტრატების გაცხელებისას, საკმაოდ რთულია, განსაკუთრებით კრისტალური ჰიდრატების შემთხვევაში. თუ წყლის მოლეკულები სუსტად ინახება კრისტალურ ჰიდრატში, მაშინ სუსტი გაცხელებით ხდება ნიტრატის დეჰიდრატაცია [მაგალითად, LiNO 3. 3H 2 O და Ca(NO 3) 2 4H 2 O დეჰიდრატირებულია LiNO 3-მდე და Ca(NO 3) 2 ]-მდე, თუ წყალი უფრო ძლიერად არის შეკრული [როგორც, მაგალითად, Mg(NO 3) 2-ში. 6H 2 O და Bi(NO 3) 3. 5H 2 O], შემდეგ ხდება ერთგვარი „ინტრამოლეკულური ჰიდროლიზის“ რეაქცია ძირითადი მარილების - ჰიდროქსიდის ნიტრატების წარმოქმნით, რომლებიც შემდგომი გაცხელებისას შეიძლება გადაიზარდოს ოქსიდის ნიტრატებად (და (NO 3) 6), ეს უკანასკნელი უფრო მაღალ დონეზე. ტემპერატურა იშლება ოქსიდებად.

უწყლო ნიტრატები, გაცხელებისას, შეიძლება დაიშალა ნიტრიტებად (თუ ისინი არსებობენ და ჯერ კიდევ სტაბილურია ამ ტემპერატურაზე), ხოლო ნიტრიტები დაიშლება ოქსიდებად. თუ გათბობა ხორციელდება საკმარისად მაღალ ტემპერატურაზე, ან შესაბამისი ოქსიდი არასტაბილურია (Ag 2 O, HgO), მაშინ ლითონი (Cu, Cd, Ag, Hg) ასევე შეიძლება იყოს თერმული დაშლის პროდუქტი.

ნიტრატების თერმული დაშლის გარკვეულწილად გამარტივებული სქემა ნაჩვენებია ნახ. 5.

თანმიმდევრული გარდაქმნების მაგალითები, რომლებიც ხდება გარკვეული ნიტრატების გაცხელებისას (ტემპერატურა მოცემულია გრადუს ცელსიუსში):

KNO 3 KNO 2 K 2 O;

Ca(NO3)2. 4H 2 O Ca(NO 3) 2 Ca(NO 2) 2 CaO;

Mg(NO3)2. 6H2O Mg(NO3)(OH) MgO;

Cu(NO 3) 2 . 6H 2 O Cu(NO 3) 2 CuO Cu 2 O Cu;

Bi(NO3)3. 5H 2 O Bi(NO 3) 2 (OH) Bi(NO 3) (OH) 2 (NO 3) 6 Bi 2 O 3 .

მიუხედავად მიმდინარე პროცესების სირთულისა, როდესაც პასუხობენ კითხვაზე, რა მოხდება, როდესაც შესაბამისი უწყლო ნიტრატი "კალცინდება" (ანუ 400 - 500 o C ტემპერატურაზე), ისინი ჩვეულებრივ ხელმძღვანელობენ შემდეგი უკიდურესად გამარტივებული წესებით. :

1) ყველაზე აქტიური ლითონების ნიტრატები (ძაბვის სერიაში - მაგნიუმის მარცხნივ) იშლება ნიტრიტებად;
2) ნაკლებად აქტიური ლითონების ნიტრატები (ძაბვის სერიაში - მაგნიუმიდან სპილენძამდე) იშლება ოქსიდებად;
3) ყველაზე ნაკლებად აქტიური ლითონების ნიტრატები (ძაბვის სერიაში სპილენძის მარჯვნივ) იშლება ლითონად.

ამ წესების გამოყენებისას უნდა გვახსოვდეს, რომ ასეთ პირობებში
LiNO 3 იშლება ოქსიდად,
Be (NO 3) 2 იშლება ოქსიდად მაღალ ტემპერატურაზე,
Ni (NO 3) 2-დან, NiO-ს გარდა, NiO (NO 2) 2-ის მიღებაც შეიძლება,
Mn(NO 3) 2 იშლება Mn 2 O 3-მდე,
Fe(NO 3) 2 იშლება Fe 2 O 3-მდე;
Hg (NO 3) 2-დან, ვერცხლისწყლის გარდა, მისი ოქსიდის მიღებაც შეიძლება.

განვიხილოთ ამ სამ ტიპთან დაკავშირებული რეაქციების ტიპიური მაგალითები:

KNO 3 KNO 2 + O 2 2 N + V + 2e– = N + III 1 2O– II – 4e– = O 2 2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2

Zn(NO 3) 2 ZnO + NO 2 + O 2 4S N + V + e– = N + IV 1½ 2O– II – 4e– = O 2 2Zn(NO 3) 2 \u003d 2ZnO + 4NO 2 + O 2

AgNO 3 Ag + NO 2 + O 2 18.7. რედოქსის გადართვის რეაქციები ეს რეაქციები შეიძლება იყოს როგორც ინტერმოლეკულური, ასევე ინტრამოლეკულური. მაგალითად, ინტრამოლეკულური OVR, რომელიც ხდება ამონიუმის ნიტრატისა და ნიტრიტის თერმული დაშლის დროს, მიეკუთვნება კომუტაციის რეაქციებს, რადგან აქ აზოტის ატომების დაჟანგვის ხარისხი გათანაბრდება: NH 4 NO 3 \u003d N 2 O + 2H 2 O (დაახლოებით 200 o C) NH 4 NO 2 \u003d N 2 + 2H 2 O (60 - 70 o C) მაღალ ტემპერატურაზე (250 - 300 o C) ამონიუმის ნიტრატი იშლება N 2-მდე და NO-მდე, ხოლო კიდევ უფრო მაღალ ტემპერატურაზე (300 o C-ზე ზემოთ) აზოტამდე და ჟანგბადამდე, ორივე შემთხვევაში წარმოიქმნება წყალი. ინტერმოლეკულური გადართვის რეაქციის მაგალითია რეაქცია, რომელიც წარმოიქმნება კალიუმის ნიტრიტისა და ამონიუმის ქლორიდის ცხელი ხსნარების ჩასხმისას: NH 4 + NO 2 \u003d N 2 + 2H 2 O NH 4 Cl + KNO 2 \u003d KCl + N 2 + 2H 2 O თუ მსგავსი რეაქცია ხორციელდება კრისტალური ამონიუმის სულფატისა და კალციუმის ნიტრატის ნარევის გაცხელებით, მაშინ, პირობებიდან გამომდინარე, რეაქცია შეიძლება განვითარდეს სხვადასხვა გზით: (NH 4) 2 SO 4 + Ca(NO 3) 2 = 2N 2 O + 4H 2 O + CaSO 4 (t< 250 o C) (NH 4) 2 SO 4 + Ca (NO 3) 2 \u003d 2N 2 + O 2 + 4H 2 O + CaSO 4 (t\u003e 250 o C) 7(NH 4) 2 SO 4 + 3Ca(NO 3) 2 \u003d 8N 2 + 18H 2 O + 3CaSO 4 + 4NH 4 HSO 4 (t\u003e 250 o C) ამ რეაქციებიდან პირველი და მესამე არის კომუტაციური რეაქციები, მეორე არის უფრო რთული რეაქცია, რომელიც მოიცავს როგორც აზოტის ატომების კომუტაციას, ასევე ჟანგბადის ატომების დაჟანგვას. რომელი რეაქცია გაგრძელდება 250 o C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე, დამოკიდებულია რეაგენტების თანაფარდობაზე. გადართვის რეაქციები, რომლებიც იწვევს ქლორის წარმოქმნას, ხდება მაშინ, როდესაც ჟანგბადის შემცველი ქლორის მჟავების მარილები მკურნალობენ მარილმჟავით, მაგალითად: 6HCl + KClO 3 \u003d KCl + 3Cl 2 + 3H 2 O ასევე, გადართვის რეაქციით, გოგირდი წარმოიქმნება აირისებრი წყალბადის სულფიდისა და გოგირდის დიოქსიდისგან: 2H 2 S + SO 2 \u003d 3S + 2H 2 O OVR კომუტაციები საკმაოდ მრავალრიცხოვანი და მრავალფეროვანია - ისინი მოიცავს ზოგიერთ მჟავა-ტუტოვან რეაქციას, მაგალითად: NaH + H 2 O \u003d NaOH + H 2. როგორც ელექტრონულ-იონური, ასევე ელექტრონული ნაშთები გამოიყენება OVR კომუტაციის განტოლებების შესადგენად, იმისდა მიხედვით, ხდება თუ არა მოცემული რეაქცია ხსნარში. 18.8. ელექტროლიზი IX თავის შესწავლისას თქვენ გაეცანით სხვადასხვა ნივთიერების დნობის ელექტროლიზს. ვინაიდან მობილური იონები ასევე გვხვდება ხსნარებში, სხვადასხვა ელექტროლიტების ხსნარები ასევე შეიძლება დაექვემდებაროს ელექტროლიზს. როგორც დნობის ელექტროლიზში, ასევე ხსნარების ელექტროლიზისას, ჩვეულებრივ იყენებენ ელექტროდებს, რომლებიც დამზადებულია ურეაგირებელი მასალისაგან (გრაფიტი, პლატინა და ა.შ.), მაგრამ ზოგჯერ ელექტროლიზი ასევე ხორციელდება "ხსნადი" ანოდით. "ხსნადი" ანოდი გამოიყენება იმ შემთხვევებში, როდესაც საჭიროა იმ ელემენტის ელექტროქიმიური კავშირის მიღება, საიდანაც ანოდი მზადდება. ელექტროლიზის დროს დიდი მნიშვნელობა აქვს ანოდისა და კათოდური სივრცეების განცალკევებას, ან რეაქციის დროს ელექტროლიტის შერევას - ამ შემთხვევაში რეაქციის პროდუქტები შეიძლება განსხვავებული აღმოჩნდეს. განვიხილოთ ელექტროლიზის ყველაზე მნიშვნელოვანი შემთხვევები. 1. NaCl დნობის ელექტროლიზი. ელექტროდები ინერტულია (გრაფიტი), ანოდური და კათოდური სივრცეები გამოყოფილია. როგორც უკვე იცით, ამ შემთხვევაში რეაქციები ხდება კათოდზე და ანოდზე: კ: Na + e - = Na A: 2Cl - 2e - \u003d Cl 2 ელექტროდებზე მომხდარი რეაქციების განტოლებების დაწერის შემდეგ, ვიღებთ ნახევრად რეაქციას, რომლითაც შეგვიძლია ვიმოქმედოთ ზუსტად ისე, როგორც ელექტრონულ-იონური ბალანსის მეთოდის გამოყენების შემთხვევაში: 2 Na + e - = Na 1 2Cl - 2e - \u003d Cl 2 ამ ნახევრადრეაქციის განტოლებების დამატება, ჩვენ ვიღებთ იონური ელექტროლიზის განტოლებას 2Na + 2Cl 2Na + Cl2 შემდეგ კი მოლეკულური 2NaCl 2Na + Cl 2 ამ შემთხვევაში, კათოდური და ანოდური სივრცეები უნდა იყოს გამოყოფილი ისე, რომ რეაქციის პროდუქტები არ რეაგირებენ ერთმანეთთან. ინდუსტრიაში, ეს რეაქცია გამოიყენება მეტალის ნატრიუმის წარმოებისთვის. 2. K 2 CO 3 დნობის ელექტროლიზი. ელექტროდები ინერტულია (პლატინი). კათოდური და ანოდური სივრცეები გამოყოფილია. 4 K + e - = K 1 2CO 3 2 - 4e - \u003d 2CO 2 + O 2 4K+ + 2CO 3 2 4K + 2CO 2 + O 2 2K 2 CO 3 4K + 2CO 2 + O 2 3. წყლის ელექტროლიზი (H 2 O). ელექტროდები ინერტულია. 2 2H 3 O + 2e - \u003d H 2 + 2H 2 O 1 4OH - 4e - \u003d O 2 + 2H 2 O 4H 3 O + 4OH 2H 2 + O 2 + 6H 2 O 2H 2 O 2H 2 + O 2 წყალი ძალიან სუსტი ელექტროლიტია, ის შეიცავს ძალიან ცოტა იონებს, ამიტომ სუფთა წყლის ელექტროლიზი უკიდურესად ნელია. 4. CuCl 2 ხსნარის ელექტროლიზი. გრაფიტის ელექტროდები. სისტემა შეიცავს Cu 2 და H 3 O კატიონებს, ასევე Cl და OH ანიონებს. Cu 2 იონები უფრო ძლიერი ჟანგვის აგენტია, ვიდრე H 3 O იონები (იხ. ძაბვის სერია), შესაბამისად, სპილენძის იონები უპირველეს ყოვლისა გამოიყოფა კათოდში და მხოლოდ მაშინ, როდესაც მათგან ძალიან ცოტა რჩება, ოქსონიუმის იონები გამოიყოფა. . ანიონებისთვის შეგიძლიათ დაიცვას შემდეგი წესი:

დავალება ნომერი 1

Si + HNO 3 + HF → H 2 SiF 6 + NO + ...

N +5 + 3e → N +2 │4 შემცირების რეაქცია

Si 0 - 4e → Si +4 │3 დაჟანგვის რეაქცია

N +5 (HNO 3) - ჟანგვის აგენტი, Si - შემცირების აგენტი

3Si + 4HNO 3 + 18HF → 3H 2 SiF 6 + 4NO + 8H 2 O

დავალება ნომერი 2

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

B+ HNO 3 + HF → HBF 4 + NO 2 + …

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

N +5 + 1e → N +4 │3 შემცირების რეაქცია

B 0 -3e → B +3 │1 დაჟანგვის რეაქცია

N +5 (HNO 3) - ჟანგვის აგენტი, B 0 - შემცირების აგენტი

B+ 3HNO 3 + 4HF → HBF 4 + 3NO 2 + 3H 2 O

დავალება ნომერი 3

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

K 2 Cr 2 O 7 + HCl → Cl 2 + KCl + … + …

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

2Cl -1 -2e → Cl 2 0 │3 დაჟანგვის რეაქცია

Cr +6 (K 2 Cr 2 O 7) - ჟანგვის აგენტი, Cl -1 (HCl) - აღმდგენი საშუალება

K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl → 3Cl 2 + 2KCl + 2CrCl 3 + 7H 2 O

დავალება ნომერი 4

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

Cr 2 (SO 4) 3 + ... + NaOH → Na 2 CrO 4 + NaBr + ... + H 2 O

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

Br 2 0 + 2e → 2Br -1 │3 შემცირების რეაქცია

2Cr +3 - 6e → 2Cr +6 │1 დაჟანგვის რეაქცია

Br 2 - ჟანგვის აგენტი, Cr +3 (Cr 2 (SO 4) 3) - შემცირების აგენტი

Cr 2 (SO 4) 3 + 3Br 2 + 16NaOH → 2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 3Na 2 SO 4 + 8H 2 O

დავალება ნომერი 5

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

K 2 Cr 2 O 7 + ... + H 2 SO 4 → l 2 + Cr 2 (SO 4) 3 + ... + H 2 O

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

2Cr +6 + 6e → 2Cr +3 │1 შემცირების რეაქცია

2I -1 -2e → l 2 0 │3 დაჟანგვის რეაქცია

Cr +6 (K 2 Cr 2 O 7) - ჟანგვის აგენტი, l -1 (Hl) - აღმდგენი საშუალება

K 2 Cr 2 O 7 + 6HI + 4H 2 SO 4 → 3l 2 + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O

დავალება ნომერი 6

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

H 2 S + HMnO 4 → S + MnO 2 + ...

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

3H 2 S + 2HMnO 4 → 3S + 2MnO 2 + 4H 2 O

დავალება ნომერი 7

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

H 2 S + HClO 3 → S + HCl + ...

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

S -2 -2e → S 0 │3 დაჟანგვის რეაქცია

Mn +7 (HMnO 4) - ჟანგვის აგენტი, S -2 (H 2 S) - აღმდგენი საშუალება

3H 2 S + HClO 3 → 3S + HCl + 3H 2 O

დავალება ნომერი 8

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

NO + HClO 4 + ... → HNO 3 + HCl

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

Cl +7 + 8e → Cl -1 │3 შემცირების რეაქცია

N +2 -3e → N +5 │8 დაჟანგვის რეაქცია

Cl +7 (HClO 4) - ჟანგვის აგენტი, N +2 (NO) - აღმდგენი საშუალება

8NO + 3HClO 4 + 4H 2 O → 8HNO 3 + 3HCl

დავალება ნომერი 9

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

KMnO 4 + H 2 S + H 2 SO 4 → MnSO 4 + S + ... + ...

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

S -2 -2e → S 0 │5 დაჟანგვის რეაქცია

Mn +7 (KMnO 4) - ჟანგვის აგენტი, S -2 (H 2 S) - აღმდგენი საშუალება

2KMnO 4 + 5H 2 S + 3H 2 SO 4 → 2MnSO 4 + 5S + K 2 SO 4 + 8H 2 O

დავალება ნომერი 10

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

KMnO 4 + KBr + H 2 SO 4 → MnSO 4 + Br 2 + ... + ...

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

Mn +7 + 5e → Mn +2 │2 შემცირების რეაქცია

2Br -1 -2e → Br 2 0 │5 დაჟანგვის რეაქცია

Mn +7 (KMnO 4) - ჟანგვის აგენტი, Br -1 (KBr) - აღმდგენი საშუალება

2KMnO 4 + 10KBr + 8H 2 SO 4 → 2MnSO 4 + 5Br 2 + 6K 2 SO 4 + 8H 2 O

დავალება ნომერი 11

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

PH 3 + HClO 3 → HCl + ...

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

Cl +5 + 6e → Cl -1 │4 შემცირების რეაქცია

Cl +5 (HClO 3) - ჟანგვის აგენტი, P -3 (H 3 PO 4) - აღმდგენი საშუალება

3PH 3 + 4HClO 3 → 4HCl + 3H 3 PO 4

დავალება ნომერი 12

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

PH 3 + HMnO 4 → MnO 2 + … + …

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

Mn +7 + 3e → Mn +4 │8 შემცირების რეაქცია

P -3 - 8e → P +5 │3 დაჟანგვის რეაქცია

Mn +7 (HMnO 4) - ჟანგვის აგენტი, P -3 (H 3 PO 4) - შემცირების აგენტი

3PH 3 + 8HMnO 4 → 8MnO 2 + 3H 3 PO 4 + 4H 2 O

დავალება ნომერი 13

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

NO + KClO + … → KNO 3 + KCl + …

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

Cl +1 + 2e → Cl -1 │3 შემცირების რეაქცია

N +2 − 3e → N +5 │2 დაჟანგვის რეაქცია

Cl +1 (KClO) - ჟანგვის აგენტი, N +2 (NO) - აღმდგენი საშუალება

2NO + 3KClO + 2KOH → 2KNO 3 + 3KCl + H 2 O

დავალება ნომერი 14

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

PH 3 + AgNO 3 + ... → Ag + ... + HNO 3

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

Ag +1 + 1e → Ag 0 │8 შემცირების რეაქცია

P -3 - 8e → P +5 │1 დაჟანგვის რეაქცია

Ag +1 (AgNO 3) - ჟანგვის აგენტი, P -3 (PH 3) - შემცირების აგენტი

PH 3 + 8AgNO 3 + 4H 2 O → 8Ag + H 3 PO 4 + 8HNO 3

დავალება ნომერი 15

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

KNO 2 + ... + H 2 SO 4 → I 2 + NO + ... + ...

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

N +3 + 1e → N +2 │ 2 შემცირების რეაქცია

2I -1 - 2e → I 2 0 │ 1 დაჟანგვის რეაქცია

N +3 (KNO 2) - ჟანგვის აგენტი, I -1 (HI) - შემცირების აგენტი

2KNO 2 + 2HI + H 2 SO 4 → I 2 + 2NO + K 2 SO 4 + 2H 2 O

დავალება ნომერი 16

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

Na 2 SO 3 + Cl 2 + ... → Na 2 SO 4 + ...

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

Cl 2 0 + 2e → 2Cl -1 │1 შემცირების რეაქცია

Cl 2 0 - ჟანგვის აგენტი, S +4 (Na 2 SO 3) - შემცირების აგენტი

Na 2 SO 3 + Cl 2 + H 2 O → Na 2 SO 4 + 2 HCl

დავალება ნომერი 17

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

KMnO 4 + MnSO 4 + H 2 O → MnO 2 + ... + ...

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

Mn +7 + 3e → Mn +4 │2 შემცირების რეაქცია

Mn +2 − 2e → Mn +4 │3 დაჟანგვის რეაქცია

Mn +7 (KMnO 4) - ჟანგვის აგენტი, Mn +2 (MnSO 4) - აღმდგენი საშუალება

2KMnO 4 + 3MnSO 4 + 2H 2 O → 5MnO 2 + K 2 SO 4 + 2H 2 SO 4

დავალება ნომერი 18

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

KNO 2 + ... + H 2 O → MnO 2 + ... + KOH

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

Mn +7 + 3e → Mn +4 │2 შემცირების რეაქცია

N +3 − 2e → N +5 │3 დაჟანგვის რეაქცია

Mn +7 (KMnO 4) - ჟანგვის აგენტი, N +3 (KNO 2) - აღმდგენი საშუალება

3KNO 2 + 2KMnO 4 + H 2 O → 2MnO 2 + 3KNO 3 + 2KOH

დავალება #19

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

Cr 2 O 3 + ... + KOH → KNO 2 + K 2 CrO 4 + ...

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

N +5 + 2e → N +3 │3 შემცირების რეაქცია

2Cr +3 − 6e → 2Cr +6 │1 დაჟანგვის რეაქცია

N +5 (KNO 3) - ჟანგვის აგენტი, Cr +3 (Cr 2 O 3) - შემცირების აგენტი

Cr 2 O 3 + 3KNO 3 + 4KOH → 3KNO 2 + 2K 2 CrO 4 + 2H 2 O

დავალება ნომერი 20

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

I 2 + K 2 SO 3 + ... → K 2 SO 4 + ... + H 2 O

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

I 2 0 + 2e → 2I -1 │1 შემცირების რეაქცია

S +4 - 2e → S +6 │1 დაჟანგვის რეაქცია

I 2 - ჟანგვის აგენტი, S +4 (K 2 SO 3) - შემცირების აგენტი

I 2 + K 2 SO 3 + 2KOH → K 2 SO 4 + 2KI + H 2 O

დავალება ნომერი 21

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

KMnO 4 + NH 3 → MnO 2 + N 2 + ... + ...

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

Mn +7 + 3e → Mn +4 │2 შემცირების რეაქცია

2N -3 - 6e → N 2 0 │1 დაჟანგვის რეაქცია

Mn +7 (KMnO 4) - ჟანგვის აგენტი, N -3 (NH 3) - აღმდგენი საშუალება

2KMnO 4 + 2NH 3 → 2MnO 2 + N 2 + 2KOH + 2H 2 O

დავალება #22

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

NO 2 + P 2 O 3 + ... → NO + K 2 HPO 4 + ...

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

N +4 + 2e → N +2 │2 შემცირების რეაქცია

2P +3 - 4e → 2P +5 │1 დაჟანგვის რეაქცია

N +4 (NO 2) - ჟანგვის აგენტი, P +3 (P 2 O 3) - შემცირების აგენტი

2NO 2 + P 2 O 3 + 4KOH → 2NO + 2K 2 HPO 4 + H 2 O

დავალება #23

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

KI + H 2 SO 4 → I 2 + H 2 S + … + …

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

S +6 + 8e → S -2 │1 შემცირების რეაქცია

2I -1 - 2e → I 2 0 │4 დაჟანგვის რეაქცია

S +6 (H 2 SO 4) - ჟანგვის აგენტი, I -1 (KI) - შემცირების აგენტი

8KI + 5H 2 SO 4 → 4I 2 + H 2 S + 4K 2 SO 4 + 4H 2 O

დავალება #24

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

FeSO 4 + ... + H 2 SO 4 → ... + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

Mn +7 + 5e → Mn +2 │2 შემცირების რეაქცია

2Fe +2 − 2e → 2Fe +3 │5 დაჟანგვის რეაქცია

Mn +7 (KMnO 4) - ჟანგვის აგენტი, Fe +2 (FeSO 4) - აღმდგენი საშუალება

10FeSO 4 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 → 5Fe 2 (SO 4) 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O

დავალება #25

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

Na 2 SO 3 + ... + KOH → K 2 MnO 4 + ... + H 2 O

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

Mn +7 + 1e → Mn +6 │2 შემცირების რეაქცია

S +4 − 2e → S +6 │1 დაჟანგვის რეაქცია

Mn +7 (KMnO 4) - ჟანგვის აგენტი, S +4 (Na 2 SO 3) - აღმდგენი საშუალება

Na 2 SO 3 + 2KMnO 4 + 2KOH → 2K 2 MnO 4 + Na 2 SO 4 + H 2 O

დავალება #26

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

H 2 O 2 + ... + H 2 SO 4 → O 2 + MnSO 4 + ... + ...

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

Mn +7 + 5e → Mn +2 │2 შემცირების რეაქცია

2O -1 - 2e → O 2 0 │5 დაჟანგვის რეაქცია

Mn +7 (KMnO 4) - ჟანგვის აგენტი, O -1 (H 2 O 2) - აღმდგენი საშუალება

5H 2 O 2 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 → 5O 2 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O

დავალება ნომერი 27

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 S + H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + ... + ...

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

2Cr +6 + 6e → 2Cr +3 │1 შემცირების რეაქცია

S -2 - 2e → S 0 │3 დაჟანგვის რეაქცია

Cr +6 (K 2 Cr 2 O 7) - ჟანგვის აგენტი, S -2 (H 2 S) - აღმდგენი საშუალება

K 2 Cr 2 O 7 + 3H 2 S + 4H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 3S + 7H 2 O

დავალება #28

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

KMnO 4 + HCl → MnCl 2 + Cl 2 + ... + ...

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

Mn +7 + 5e → Mn +2 │2 შემცირების რეაქცია

2Cl -1 - 2e → Cl 2 0 │5 დაჟანგვის რეაქცია

Mn +7 (KMnO 4) - ჟანგვის აგენტი, Cl -1 (HCl) - აღმდგენი საშუალება

2KMnO 4 + 16HCl → 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 2KCl + 8H 2 O

დავალება #29

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

CrCl 2 + K 2 Cr 2 O 7 + ... → CrCl 3 + ... + H 2 O

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

2Cr +6 + 6e → 2Cr +3 │1 შემცირების რეაქცია

Cr +2 − 1e → Cr +3 │6 დაჟანგვის რეაქცია

Cr +6 (K 2 Cr 2 O 7) - ჟანგვის აგენტი, Cr +2 (CrCl 2) - შემცირების აგენტი

6CrCl 2 + K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl → 8CrCl 3 + 2KCl + 7H 2 O

დავალება ნომერი 30

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

K 2 CrO 4 + HCl → CrCl 3 + ... + ... + H 2 O

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

Cr +6 + 3e → Cr +3 │2 შემცირების რეაქცია

2Cl -1 - 2e → Cl 2 0 │3 დაჟანგვის რეაქცია

Cr +6 (K 2 CrO 4) - ჟანგვის აგენტი, Cl -1 (HCl) - აღმდგენი საშუალება

2K 2 CrO 4 + 16HCl → 2CrCl 3 + 3Cl 2 + 4KCl + 8H 2 O

დავალება ნომერი 31

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

KI + ... + H 2 SO 4 → I 2 + MnSO 4 + ... + H 2 O

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

Mn +7 + 5e → Mn +2 │2 შემცირების რეაქცია

2l -1 − 2e → l 2 0 │5 დაჟანგვის რეაქცია

Mn +7 (KMnO 4) - ჟანგვის აგენტი, l -1 (Kl) - აღმდგენი საშუალება

10KI + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 → 5I 2 + 2MnSO 4 + 6K 2 SO 4 + 8H 2 O

დავალება #32

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

FeSO 4 + KClO 3 + KOH → K 2 FeO 4 + KCl + K 2 SO 4 + H 2 O

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

Cl +5 + 6e → Cl -1 │2 შემცირების რეაქცია

Fe +2 − 4e → Fe +6 │3 დაჟანგვის რეაქცია

3FeSO 4 + 2KClO 3 + 12KOH → 3K 2 FeO 4 + 2KCl + 3K 2 SO 4 + 6H 2 O

დავალება ნომერი 33

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება:

FeSO 4 + KClO 3 + ... → Fe 2 (SO 4) 3 + ... + H 2 O

განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება.

Cl +5 + 6e → Cl -1 │1 შემცირების რეაქცია

2Fe +2 − 2e → 2Fe +3 │3 დაჟანგვის რეაქცია

Cl +5 (KClO 3) - ჟანგვის აგენტი, Fe +2 (FeSO 4) - აღმდგენი საშუალება

6FeSO 4 + KClO 3 + 3H 2 SO 4 → 3Fe 2 (SO 4) 3 + KCl + 3H 2 O

დავალება ნომერი 34

ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით დაწერეთ რეაქციის განტოლება.

რეაქციები, რომლებსაც რედოქსს (ORR) უწოდებენ, წარმოიქმნება ატომების დაჟანგვის მდგომარეობების ცვლილებით, რომლებიც რეაგენტების მოლეკულების ნაწილია. ეს ცვლილებები ხდება ელექტრონების ერთი ელემენტის ატომებიდან მეორეზე გადასვლასთან დაკავშირებით.

ბუნებაში მიმდინარე და ადამიანის მიერ განხორციელებული პროცესები, უმეტესწილად, წარმოადგენს OVR-ს. არსებითი პროცესები, როგორიცაა სუნთქვა, მეტაბოლიზმი, ფოტოსინთეზი(6CO2 + H2O = C6H12O6 + 6O2) - ეს ყველაფერი არის OVR.

მრეწველობაში OVR-ის დახმარებით მიიღება გოგირდის, მარილმჟავას და მრავალი სხვა.

ლითონების გამომუშავება მადნებიდან - ფაქტობრივად, მთელი მეტალურგიული მრეწველობის საფუძველი - ასევე რედოქსული პროცესია. მაგალითად, ჰემატიტიდან რკინის მიღების რეაქცია: 2Fe2O3 + 3C = 4Fe + 3CO2.

ოქსიდირებადი და აღმდგენი საშუალებები: დამახასიათებელი

ატომებს, რომლებიც თმობენ ელექტრონებს ქიმიური ტრანსფორმაციის პროცესში, ეწოდება შემცირების აგენტები, შედეგად მათი დაჟანგვის მდგომარეობა (CO) იზრდება. ატომებს, რომლებიც იღებენ ელექტრონებს, უწოდებენ ჟანგვის აგენტებს და მათი CO მცირდება.

ნათქვამია, რომ ჟანგვის აგენტები მცირდება ელექტრონების მიღებით, ხოლო აღმდგენი აგენტები იჟანგება ელექტრონების შემოწირულობით.

ჟანგვის და შემცირების აგენტების ყველაზე მნიშვნელოვანი წარმომადგენლები წარმოდგენილია შემდეგ ცხრილში:

ტიპიური ოქსიდიზატორები	ტიპიური შემცირების აგენტები
მარტივი ნივთიერებები, რომლებიც შედგება მაღალი ელექტრონეგატიურობის ელემენტებისაგან (არამეტალები): იოდი, ფტორი, ქლორი, ბრომი, ჟანგბადი, ოზონი, გოგირდი და ა.შ.	მარტივი ნივთიერებები, რომლებიც შედგება დაბალი ელექტრონეგატიურობის ელემენტების ატომებისგან (ლითონები ან არამეტალები): წყალბადი H2 , ნახშირბადი C (გრაფიტი), თუთია Zn, ალუმინი Al, კალციუმი Ca, ბარიუმი Ba, რკინა Fe, ქრომი Cr და ა.შ.
მოლეკულები ან იონები, რომლებიც შეიცავს მეტალის ან არამეტალის ატომებს მაღალი დაჟანგვის მდგომარეობით: ოქსიდები (SO3, CrO3, CuO, Ag2O და სხვ.); მჟავები (HClO4, HNO3, HMnO4 და სხვ.); მარილები (KMnO4, KNO3, K2Cr2O4, Na2Cr2O7, KClO3, FeCl3 და სხვ.).	მოლეკულები ან იონები, რომლებიც შეიცავს ლითონის ან არამეტალის ატომებს დაბალი ჟანგვის მდგომარეობით: წყალბადის ნაერთები (HBr, HI, HF, NH3 და სხვ.); მარილები (უჟანგბადო მჟავები - K2S, NaI, გოგირდმჟავას მარილები, MnSO4 და სხვ.); ოქსიდები (CO, NO და სხვ.); მჟავები (HNO2, H2SO3, H3PO3 და სხვ.).
იონური ნაერთები, რომლებიც შეიცავს ზოგიერთი მეტალის კათიონებს მაღალი CO მაღალი შემცველობით: Pb3+, Au3+, Ag+, Fe3+ და სხვა.	ორგანული ნაერთები: ალკოჰოლები, მჟავები, ალდეჰიდები, შაქარი.

ქიმიური ელემენტების პერიოდული კანონის საფუძველზე, ყველაზე ხშირად შესაძლებელია ვივარაუდოთ კონკრეტული ელემენტის ატომების რედოქსური შესაძლებლობები. რეაქციის განტოლების მიხედვით, ასევე ადვილია იმის გაგება, თუ რომელი ატომია ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი აგენტი.

როგორ განვსაზღვროთ, არის თუ არა ატომი ჟანგვის ან აღმდგენი აგენტი: საკმარისია ჩავწეროთ CO და გავიგოთ, რომელმა ატომებმა გაზარდეს იგი რეაქციის დროს (შემმცირებელი აგენტები) და რომელმა შეამცირა (ჟანგვის აგენტები).

ორმაგი ბუნების მქონე ნივთიერებები

შუალედური CO-ების მქონე ატომებს შეუძლიათ მიიღონ და გადასცენ ელექტრონები, რის შედეგადაც ნივთიერებები, რომლებიც შეიცავს ასეთ ატომებს მათ შემადგენლობაში, შეძლებენ იმოქმედონ როგორც ჟანგვის აგენტად, ასევე შემცირების აგენტად.

მაგალითი იქნება წყალბადის ზეჟანგი. ჟანგბადს, რომელიც შეიცავს მის შემადგენლობაში CO -1-ს, შეუძლია ელექტრონის მიღებაც და გაცემაც.

აღმდგენი აგენტთან ურთიერთობისას პეროქსიდი ავლენს ჟანგვის თვისებებს, ხოლო ჟანგვის აგენტთან – აღმდგენი თვისებებს.

შეგიძლიათ უფრო ახლოს გაეცნოთ შემდეგ მაგალითებს:

• შემცირება (პეროქსიდი მოქმედებს როგორც ჟანგვის აგენტი) შემამცირებელ აგენტთან ურთიერთობისას;

SO2 + H2O2 = H2SO4

O -1 + 1e \u003d O -2

• დაჟანგვა (პეროქსიდი ამ შემთხვევაში აღმდგენი საშუალებაა) ჟანგვის აგენტთან ურთიერთობისას.

2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5O2 + K2SO4 + 8H2O

2O -1 -2e \u003d O2 0

OVR კლასიფიკაცია: მაგალითები

არსებობს რედოქსის რეაქციების შემდეგი ტიპები:

• ინტერმოლეკულური დაჟანგვა-აღდგენითი (ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი აგენტი სხვადასხვა მოლეკულების შემადგენლობაშია);
• ინტრამოლეკულური დაჟანგვა-აღდგენითი (ჟანგვის აგენტი არის იგივე მოლეკულის ნაწილი, როგორც აღმდგენი აგენტი);
• დისპროპორციულობა (იგივე ელემენტის ატომი არის ჟანგვის და აღმდგენი აგენტი);
• რეპროპორციაცია (დაჟანგვის აგენტი და შემცირების აგენტი ქმნიან ერთ პროდუქტს რეაქციის შედეგად).

სხვადასხვა ტიპის OVR-თან დაკავშირებული ქიმიური გარდაქმნების მაგალითები:

• ინტრამოლეკულური OVR ყველაზე ხშირად არის ნივთიერების თერმული დაშლის რეაქციები:

2KCLO3 = 2KCl + 3O2

(NH4)2Cr2O7 = N2 + Cr2O3 + 4H2O

2NaNO3 = 2NaNO2 + O2

• ინტერმოლეკულური OVR:

3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

2Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Fe

• არაპროპორციული რეაქციები:

3Br2 + 6KOH = 5KBr + KBrO3 + 6H2O

3HNO2 = HNO3 + 2NO + H2O

2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2

4KClO3 = KCl + 3KClO4

• რეპროპორციული რეაქციები:

2H2S + SO2 = 3S + 2H2O

HOCl + HCl = H2O + Cl2

მიმდინარე და არამიმდინარე OVR

რედოქსის რეაქციები ასევე იყოფა მიმდინარე და უდენად.

პირველი შემთხვევა არის ელექტროენერგიის წარმოება ქიმიური რეაქციის გზით (ასეთი ენერგიის წყაროები შეიძლება გამოყენებულ იქნას მანქანის ძრავებში, რადიო საინჟინრო მოწყობილობები, საკონტროლო მოწყობილობები), ან ელექტროლიზი, ანუ ქიმიური რეაქცია, პირიქით, ხდება ელექტროენერგიის გამო (ელექტროლიზის გამოყენებით შეგიძლიათ მიიღოთ სხვადასხვა ნივთიერებები, დაამუშავოთ ლითონების ზედაპირები და მათგან პროდუქტები).

მაგალითები უდინარი OVRშეგვიძლია დავასახელოთ წვის, ლითონების კოროზიის, სუნთქვის და ფოტოსინთეზის პროცესები და ა.შ.

OVR ელექტრონული ბალანსის მეთოდი ქიმიაში

უმრავლესობის ქიმიური რეაქციების განტოლებები ტოლდება მარტივი შერჩევით სტექიომეტრიული კოეფიციენტები. ამასთან, OVR-სთვის კოეფიციენტების არჩევისას შეიძლება შეგვხვდეს სიტუაცია, როდესაც ზოგიერთი ელემენტის ატომების რაოდენობა არ შეიძლება გათანაბრდეს სხვათა ატომების რაოდენობის ტოლობის დარღვევის გარეშე. ასეთი რეაქციების განტოლებებში კოეფიციენტების შერჩევა ხდება ელექტრონული ბალანსის შედგენის მეთოდით.

მეთოდი ეფუძნება იმ ფაქტს, რომ ჟანგვის აგენტის მიერ მიღებული ელექტრონების ჯამი და შემცირების აგენტის მიერ გადაცემული ელექტრონების რაოდენობა წონასწორობამდე მიდის.

მეთოდი შედგება რამდენიმე ეტაპისგან:

1. რეაქციის განტოლება იწერება.
2. განისაზღვრება CO ელემენტები.
3. განისაზღვრება ელემენტები, რომლებმაც შეცვალეს ჟანგვის მდგომარეობა რეაქციის შედეგად. ჟანგვის და შემცირების ნახევარრეაქციები აღირიცხება ცალკე.
4. ნახევარრეაქციის განტოლებების ფაქტორები არჩეულია ისე, რომ გაათანაბროს ელექტრონები, რომლებიც მიღებულია შემცირების ნახევარრეაქციაში და გადაცემულია ჟანგვის ნახევარრეაქციაში.
5. შერჩეული კოეფიციენტები შედის რეაქციის განტოლებაში.
6. შეირჩევა დანარჩენი რეაქციის კოეფიციენტები.

მარტივ მაგალითზე ალუმინის ურთიერთქმედებაჟანგბადით, მოსახერხებელია განტოლების ეტაპობრივად დაწერა:

• განტოლება: Al + O2 = Al2O3
• ალუმინისა და ჟანგბადის მარტივ ნივთიერებებში ატომების CO არის 0.

Al 0 + O2 0 \u003d Al +3 2O -2 3

• მოდით გავაკეთოთ ნახევარი რეაქცია:

Al 0 -3e \u003d Al +3;

O2 0 +4e = 2O -2

• ჩვენ ვირჩევთ კოეფიციენტებს, რომლებზეც გამრავლებისას, მიღებული ელექტრონების რაოდენობა და ელექტრონების რაოდენობა იგივე იქნება:

Al 0 -3e \u003d Al +3 კოეფიციენტი 4;

O2 0 +4e = 2O -2 კოეფიციენტი 3.

• ჩვენ ჩამოვთვლით კოეფიციენტებს რეაქციის სქემაში:

4 ალ+ 3 O2 = Al2O3

• ჩანს, რომ მთელი რეაქციის გასათანაბრებლად, საკმარისია რეაქციის პროდუქტის წინ დავაყენოთ კოეფიციენტი:

4Al + 3O2 = 2 Al2O3

ელექტრონული ბალანსის შედგენის ამოცანების მაგალითები

შეიძლება მოხდეს შემდეგი გათანაბრების ამოცანები OVR:

• კალიუმის პერმანგანატის ურთიერთქმედება კალიუმის ქლორიდთან მჟავე გარემოში აირისებრი ქლორის გამოყოფით.

კალიუმის პერმანგანატი KMnO4 (კალიუმის პერმანგანატი, „კალიუმის პერმანგანატი“) ძლიერი ჟანგვის აგენტია იმის გამო, რომ KMnO4-ში Mn-ის დაჟანგვის მდგომარეობაა +7. მასთან ერთად, ქლორის გაზი ხშირად მიიღება ლაბორატორიაში შემდეგი რეაქციით:

KCl + KMnO4 + H2SO4 = Cl2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

K +1 Cl -1 + K +1 Mn +7 O4 -2 + H2 +1 S +6 O4 -2 = Cl2 0 + Mn +2 S +6 O4 -2 + K2 +1 S +6 O4 -2 + H2 +1 O -2

ელექტრონული ბალანსი:

როგორც ჩანს CO-ს განლაგების შემდეგ, ქლორის ატომები ჩუქნიან ელექტრონებს, ზრდის მათ CO 0-მდე, ხოლო მანგანუმის ატომები იღებენ ელექტრონებს:

Mn +7 +5e = Mn +2 მამრავლი ორი;

2Cl -1 -2e = Cl2 0 მამრავლი ხუთი.

კოეფიციენტებს განტოლებაში ვდებთ შერჩეული ფაქტორების შესაბამისად:

10 K +1 Cl -1 + 2 K +1 Mn +7 O4 -2 + H2SO4 = 5 Cl2 0 + 2 Mn +2 S +6 O4 -2 + K2SO4 + H2O

გაათანაბრე სხვა ელემენტების რაოდენობა:

10KCl + 2KMnO4 + 8 H2SO4 = 5Cl2 + 2MnSO4 + 6 K2SO4 + 8 H2O

• სპილენძის (Cu) ურთიერთქმედება კონცენტრირებულ აზოტის მჟავასთან (HNO3) აირისებრი აზოტის ოქსიდის (NO2) გამოყოფით:

Cu + HNO3(კონს.) = NO2 + Cu(NO3)2 + 2H2O

Cu 0 + H +1 N +5 O3 -2 = N +4 O2 + Cu +2 (N +5 O3 -2) 2 + H2 +1 O -2

ელექტრონული ბალანსი:

როგორც ხედავთ, სპილენძის ატომები ზრდის CO-ს ნულიდან ორამდე, ხოლო აზოტის ატომები მცირდება +5-დან +4-მდე.

Cu 0 -2e \u003d Cu +2 ფაქტორი ერთი;

N +5 +1e = N +4 მამრავლი ორი.

კოეფიციენტებს ვსვამთ განტოლებაში:

Cu 0 + 4 H +1 N +5 O3 -2 = 2 N +4 O2 + Cu +2 (N +5 O3 -2)2 + H2 +1 O -2

Cu+ 4 HNO3 (კონს.) = 2 NO2 + Cu(NO3)2 + 2 H2O

• კალიუმის დიქრომატის ურთიერთქმედება H2S-თან მჟავე გარემოში:

ჩამოვწეროთ რეაქციის სქემა, მოვაწყოთ CO:

K2 +1 Cr2 +6 O7 -2 + H2 +1 S -2 + H2 +1 S +6 O4 -2 = S 0 + Cr2 +3 (S +6 O4 -2) 3 + K2 +1 S +6 O4 -2 + H2O

S -2 -2e \u003d S 0 კოეფიციენტი 3;

2Cr +6 +6e = 2Cr +3 კოეფიციენტი 1.

ჩვენ ვცვლით:

K2Cr2O7 + 3H2S + H2SO4 = 3S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

გაათანაბრეს დანარჩენი ელემენტები:

К2Сr2О7 + 3Н2S + 4Н2SO4 = 3S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7Н2О

რეაქციის გარემოს გავლენა

გარემოს ბუნება გავლენას ახდენს გარკვეული OVR-ის მიმდინარეობაზე. რეაქციის საშუალების როლი შეიძლება გამოიკვეთოს კალიუმის პერმანგანატის (KMnO4) და ნატრიუმის სულფიტის (Na2SO3) ურთიერთქმედების მაგალითით სხვადასხვა pH მნიშვნელობებზე:

1. Na2SO3 + KMnO4 = Na2SO4 + MnSO4 + K2SO4 (pH<7 кислая среда);
2. Na2SO3 + KMnO4 = Na2SO4 + MnO2 + KOH (pH = 7 ნეიტრალური გარემო);
3. Na2SO3 + KMnO4 = Na2SO4 + K2MnO4 + H2O (pH>7 ტუტე).

ჩანს, რომ საშუალო მჟავიანობის ცვლილება იწვევს ერთი და იგივე ნივთიერებების ურთიერთქმედების სხვადასხვა პროდუქტების წარმოქმნას. როდესაც იცვლება საშუალო მჟავიანობა, ისინი ასევე ჩნდება OVR-ში შემავალი სხვა რეაგენტებისთვის. ზემოთ ნაჩვენები მაგალითების მსგავსად, რეაქციები, რომლებიც მოიცავს დიქრომატ იონს Cr2O7 2-ს, მოხდება სხვადასხვა რეაქციის პროდუქტების წარმოქმნით სხვადასხვა გარემოში:

მჟავე გარემოში პროდუქტი იქნება Cr 3+;

ტუტეში - CrO2 -, CrO3 3+;

ნეიტრალურში - Cr2O3.