Azaldıcı xüsusiyyətlərə malikdir Redoks xüsusiyyətləri

2024 Müəllif: Angel Austin | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-02 17:41

Atomların, eləcə də ionların redoks xassələri müasir kimyada mühüm məsələdir. Bu material elementlərin və maddələrin fəaliyyətini izah etməyə, müxtəlif atomların kimyəvi xassələrinin ətraflı müqayisəsini aparmağa kömək edir.

Oksidləşdirici maddə nədir

Kimyadan bir çox tapşırıqlar, o cümlədən 11-ci sinifdə vahid dövlət imtahanı üçün test sualları və 9-cu sinifdə OGE bu konsepsiya ilə əlaqələndirilir. Kimyəvi qarşılıqlı təsir prosesində başqa bir ion və ya atomdan elektron qəbul edən atomlar və ya ionlar oksidləşdirici agent hesab olunur. Atomların oksidləşdirici xüsusiyyətlərini təhlil etsək, Mendeleyevin dövri sistemi lazımdır. Cədvəldə soldan sağa doğru olan dövrlərdə atomların oksidləşmə qabiliyyəti artır, yəni qeyri-metal xassələrə bənzər şəkildə dəyişir. Əsas alt qruplarda bu parametr yuxarıdan aşağıya doğru azalır. Oksidləşmə qabiliyyətinə malik ən güclü sadə maddələr arasında flüor öndədir. "Elektronegativlik" kimi bir termin, yəni bir atomun kimyəvi qarşılıqlı təsir halında qəbul etmə qabiliyyətielektronlar, oksidləşdirici xüsusiyyətlərlə sinonim hesab edilə bilər. İki və ya daha çox kimyəvi elementdən ibarət olan mürəkkəb maddələr arasında parlaq oksidləşdirici maddələr hesab edilə bilər: kalium permanqanat, kalium xlorat, ozon.

Azaldıcı agent nədir

Atomların azaldıcı xüsusiyyətləri metal xassələri nümayiş etdirən sadə maddələr üçün xarakterikdir. Dövri cədvəldə metal xassələri dövrlərdə soldan sağa zəifləyir, əsas alt qruplarda (şaquli) isə artır. Bərpanın mahiyyəti xarici enerji səviyyəsində yerləşən elektronların qaytarılmasıdır. Elektron qabıqlarının (səviyyələrinin) sayı nə qədər çox olarsa, kimyəvi qarşılıqlı təsir zamanı "əlavə" elektronları vermək bir o qədər asan olar.

Aktiv (qələvi, qələvi-torpaq) metallar əla azaldıcı xüsusiyyətlərə malikdir. Bundan əlavə, oxşar parametrləri nümayiş etdirən maddələr, biz kükürd oksidi (6), karbon monoksitini vurğulayırıq. Maksimum oksidləşmə vəziyyətini əldə etmək üçün bu birləşmələr azaldıcı xüsusiyyətlər nümayiş etdirməyə məcbur edilir.

Oksidləşmə prosesi

Kimyəvi təsir zamanı atom və ya ion başqa atoma (ion) elektron verirsə, burada oksidləşmə prosesindən söhbət gedir. Azaldıcı xassələrin və oksidləşmə gücünün necə dəyişdiyini təhlil etmək üçün sizə elementlərin dövri cədvəli, eləcə də müasir fizika qanunları haqqında bilik lazımdır.

Bərpa prosesi

Reduksiya prosesləri hər ikisinin ionları tərəfindən qəbul edilməsini nəzərdə tuturbirbaşa kimyəvi qarşılıqlı təsir zamanı digər atomlardan (ionlardan) elektronların atomları. Əla azaldıcı maddələr nitritlər, qələvi metalların sulfitləridir. Elementlər sistemindəki azaldıcı xüsusiyyətlər sadə maddələrin metal xassələri ilə eyni şəkildə dəyişir.

OVR Təhlil Alqoritmi

Şagirdin bitmiş kimyəvi reaksiyada əmsalları yerləşdirməsi üçün xüsusi alqoritmdən istifadə etmək lazımdır. Redoks xassələri həmçinin analitik, üzvi və ümumi kimyada müxtəlif hesablama problemlərinin həllinə kömək edir. İstənilən reaksiyanın təhlili qaydasını təklif edirik:

1. İlk olaraq qaydalardan istifadə edərək hər bir mövcud elementin oksidləşmə vəziyyətini müəyyən etmək vacibdir.
2. Sonra, oksidləşmə vəziyyətini dəyişən atomlar və ya ionlar reaksiyada iştirak etmək üçün müəyyən edilir.
3. Mənfi və artı işarələri kimyəvi reaksiya zamanı verilən və alınan sərbəst elektronların sayını göstərir.
4. Sonra bütün elektronların sayı arasında minimum ümumi çoxluq, yəni alınan və verilmiş elektronlara qalıqsız bölünən tam ədəd müəyyən edilir.
5. Sonra kimyəvi reaksiyada iştirak edən elektronlara bölünür.
6. Sonra biz hansı ionların və ya atomların azaldıcı xüsusiyyətlərə malik olduğunu, həmçinin oksidləşdirici maddələri müəyyən edirik.
7. Son mərhələdə əmsalları tənliyə qoyun.

Elektron balans metodundan istifadə edərək əmsalları bu reaksiya sxeminə yerləşdirək:

NaMnO₄ + hidrogen sulfid + sulfat turşusu=S + Mn SO_{4 +…+…}

Problemin həlli alqoritmi

Qarşılıqlı təsirdən sonra hansı maddələrin əmələ gəlməsi lazım olduğunu öyrənək. Reaksiyada artıq oksidləşdirici maddə olduğundan (bu manqan olacaq) və azaldıcı maddə müəyyən edildiyindən (kükürd olacaq), oksidləşmə vəziyyətlərinin artıq dəyişmədiyi maddələr əmələ gəlir. Əsas reaksiya duz və güclü oksigen tərkibli turşu arasında getdiyindən, son maddələrdən biri su, ikincisi isə natrium duzu, daha dəqiq desək, natrium sulfat olacaq.

İndi elektronların verilməsi və qəbulu sxemini yaradaq:

- Mn⁺⁷ 5 alır e=Mn^+2.

Sxemin ikinci hissəsi:

- S^-2 verir2e=S⁰

Tənliyin hissələrindəki bütün kükürd atomlarını cəmləməyi unutmadan əmsalları ilkin reaksiyaya qoyuruq.

2NaMnO₄ + 5H₂S + 3H₂SO ₄ =5S + 2MnSO₄ + 8H₂O + Na₂SO _4.

Hidrogen peroksidin iştirakı ilə OVR analizi

OVR təhlili alqoritmindən istifadə edərək, davam edən reaksiya üçün tənlik yarada bilərik:

hidrogen peroksid + sulfat turşusu + kalium permaqnanat=Mn SO_{4 + oksigen + …+…}

Oksidləşmə halları oksigen ionunu (hidrogen peroksiddə) və kalium permanqanatda manqan kationunu dəyişdi. Yəni, bizim bir azaldıcı maddəmiz var, həm də oksidləşdirici maddə.

Qarşılıqlı təsirdən sonra hələ də hansı növ maddələrin əldə oluna biləcəyini müəyyən edək. Onlardan biri su olacaq, bu, açıq-aydın bir turşu və duz arasındakı reaksiyadır. Kalium yeni əmələ gəlmədiReaksiya sulfat turşusu ilə baş verdiyi üçün ikinci məhsul kalium duzu, yəni sulfat olacaq.

Sxem:

2O ^– 2 elektron verir və O ₂ ^{çevrilir 0} 5

Mn⁺⁷ 5 elektron qəbul edir və Mn ionuna çevrilir^{+2 2}

Əmsalları təyin edin.

5H₂O₂ + 3H₂SO₄ + 2KMnO₄=5O₂ + 2Mn SO₄ + 8H ₂O + K₂SO₄

Kalium kromatının iştirak etdiyi OVR analizi nümunəsi

Elektron balans metodundan istifadə edərək əmsallarla tənlik yaradacağıq:

FeCl₂ + xlorid turşusu + kalium xromat=FeCl₃+ CrCl_{3 + …+…}

Oksidləşmə vəziyyəti dəmiri (dəmir xlorid II-də) və kalium dikromatda xrom ionunu dəyişdi.

İndi isə başqa hansı maddələrin əmələ gəldiyini öyrənməyə çalışaq. Biri duz ola bilər. Kalium heç bir birləşmə yaratmadığından, ikinci məhsul kalium duzu, daha dəqiq desək, xlorid olacaq, çünki reaksiya xlorid turşusu ilə baş verib.

Bir diaqram yaradaq:

Fe⁺² verir e= Fe^{+3 6 reduktor,}

2Cr⁺⁶ qəbul edir 6 e=2Cr ^{+31 oksidləşdirici.}

Əmsalları ilkin reaksiyaya qoyun:

6K₂Cr₂O₇ + FeCl₂+ 14HCl=7H₂O + 6FeCl₃ + 2CrCl_{3 + 2KCl}

NümunəKalium yodidi ilə OVR analizi

Qaydalarla silahlanmış, gəlin bir tənlik yaradaq:

kalium permanqanat + sulfat turşusu + kalium yodid…manqan sulfat + yod +…+…

Oksidləşmə vəziyyəti manqan və yodu dəyişdi. Yəni azaldıcı və oksidləşdirici maddə mövcuddur.

İndi nə ilə nəticələndiyimizi öyrənək. Qarışıq kaliumla olacaq, yəni kalium sulfat alacağıq.

Bərpa prosesləri yod ionlarında baş verir.

Gəlin elektron ötürmə sxemini tərtib edək:

- Mn⁺⁷ 5 qəbul edir e=Mn^{+2 2 oksidləşdiricidir,}

- 2I^- vermək 2 e=I₂ ^{0 5 azaldıcı agentdir.}

İlkin reaksiyada əmsalları yerləşdirin, bu tənlikdəki bütün kükürd atomlarını cəmləməyi unutmayın.

210KI + KMnO₄ + 8H₂SO₄ =2MnSO ₄ + 5I₂ + 6K₂SO₄ + 8H 2_O

Natrium sulfitin iştirakı ilə OVR analizi nümunəsi

Klassik üsuldan istifadə edərək, dövrə üçün tənlik quracağıq:

- sulfat turşusu + KMnO_{4 + natrium sulfit… natrium sulfat + manqan sulfat +…+…}

Əlaqədən sonra natrium duzu, su əldə edirik.

Bir diaqram yaradaq:

- Mn⁺⁷ 5 alır e=Mn^{+2 2,}

- S⁺⁴ 2 verir e=S^{+6 5.}

Baxılan reaksiyada əmsalları düzün, əmsalları düzən zaman kükürd atomlarını əlavə etməyi unutmayın.

3H₂SO₄ + 2KMnO₄ + 5Na₂ SO₃ =K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 5Na₂ SO₄ + 3H_2O.

Azotla əlaqəli OVR analizi nümunəsi

Aşağıdakı tapşırığı yerinə yetirək. Alqoritmdən istifadə edərək tam reaksiya tənliyini tərtib edəcəyik:

- manqan nitrat + azot turşusu + PbO₂=HMnO₄+Pb(NO₃₎ 2₊

Hələ hansı maddənin əmələ gəldiyini təhlil edək. Reaksiya güclü oksidləşdirici maddə ilə duz arasında baş verdiyi üçün bu o deməkdir ki, maddə su olacaq.

Elektronların sayındakı dəyişikliyi göstərin:

- Mn⁺² 5 verir e=Mn^{+7 2 azaldıcı agentin xassələrini nümayiş etdirir,}

- Pb⁺⁴ 2 alır e=Pb^{+2 5 oksidləşdirici.}

3. İlkin reaksiyada əmsalları düzürük, orijinal tənliyin sol tərəfində mövcud olan bütün azotu toplamağa əmin olun:

- 2Mn(NO₃)₂ + 6HNO₃ + 5PbO 2 _=2HMnO4 _{+ 5Pb(NO}3₎2 _{+ 2H} 2_O.

Bu reaksiya azotun azaldıcı xüsusiyyətlərini nümayiş etdirmir.

Azotla ikinci redoks reaksiyası:

Zn + sulfat turşusu + HNO₃=ZnSO_{4 + NO+…}

- Zn⁰ vermək 2 e=Zn^{+23 bərpaçı olacaq,}

N⁺⁵3 qəbul edir e=N^{+2 2 oksidləşdiricidir.}

Verilmiş reaksiyada əmsalları düzün:

3Zn + 3H₂SO₄ + 2HNO₃ =3ZnSO ₄ + 2NO + 4H_2O.

Redoks reaksiyalarının əhəmiyyəti

Ən məşhur reduksiya reaksiyaları bitkilər üçün xarakterik olan fotosintezdir. Bərpaedici xüsusiyyətlər necə dəyişir? Proses biosferdə baş verir, xarici mənbənin köməyi ilə enerjinin artmasına səbəb olur. Bəşəriyyətin ehtiyacları üçün istifadə etdiyi bu enerjidir. Kimyəvi elementlərlə əlaqəli oksidləşdirici və reduksiya reaksiyalarının nümunələri arasında azot, karbon və oksigen birləşmələrinin çevrilməsi xüsusi əhəmiyyət kəsb edir. Fotosintez sayəsində yer atmosferi canlı orqanizmlərin inkişafı üçün zəruri olan belə bir tərkibə malikdir. Fotosintez sayəsində hava qabığında karbon qazının miqdarı artmır, Yer səthi həddindən artıq qızmır. Bitki təkcə redoks reaksiyasının köməyi ilə inkişaf etmir, həm də insan üçün zəruri olan oksigen və qlükoza kimi maddələr əmələ gətirir. Bu kimyəvi reaksiya olmadan təbiətdəki maddələrin tam dövrü, eləcə də üzvi həyatın mövcudluğu mümkün deyil.

RIA-nın praktik tətbiqi

Metalın səthini qorumaq üçün bilməlisiniz ki, aktiv metallar bərpaedici xüsusiyyətlərə malikdir, ona görə də kimyəvi korroziya prosesini ləngitməklə, səthi daha aktiv elementin təbəqəsi ilə örtə bilərsiniz. Redoks xüsusiyyətlərinin olması səbəbindən içməli su təmizlənir və dezinfeksiya edilir. Əmsalları tənlikdə düzgün yerləşdirmədən heç bir problem həll edilə bilməz. Səhvlərin qarşısını almaq üçün bütün redoksları başa düşmək vacibdirparametrlər.

Kimyəvi korroziyaya qarşı qorunma

Korroziya insan həyatı və fəaliyyəti üçün xüsusi problemdir. Bu kimyəvi çevrilmə nəticəsində metalın məhv edilməsi baş verir, avtomobilin hissələri, dəzgahlar öz istismar xüsusiyyətlərini itirirlər. Belə bir problemi düzəltmək üçün protektorun qorunması istifadə olunur, metal lak və ya boya təbəqəsi ilə örtülür və korroziyaya qarşı ərintilərdən istifadə olunur. Məsələn, dəmir səthi aktiv metal - alüminium təbəqəsi ilə örtülmüşdür.

Nəticə

İnsan orqanizmində müxtəlif bərpa reaksiyaları baş verir, həzm sisteminin normal fəaliyyətini təmin edir. Fermentasiya, çürümə, tənəffüs kimi əsas həyat prosesləri də bərpaedici xüsusiyyətlərlə əlaqələndirilir. Planetimizdəki bütün canlılar oxşar qabiliyyətlərə malikdir. Elektronların qaytarılması və qəbulu ilə reaksiyalar olmadan, mədənçilik, ammonyak, qələvilər və turşuların sənaye istehsalı mümkün deyil. Analitik kimyada həcm analizinin bütün üsulları dəqiq olaraq redoks proseslərinə əsaslanır. Kimyəvi korroziya kimi xoşagəlməz hadisə ilə mübarizə də bu proseslərin biliyinə əsaslanır.