Agar fanga oid terminlar noaniq bo‘lsa, fanning o‘zi noaniqdir

Oksidlanish darajasi – element atomining (molekula, ionning) zaryad qiymati. Atomlar va molekulalarning oksidlanish darajasi nolga teng bo‘ladi. barcha oddiy moddalarning oksidlanish darajasi nolga teng. Ionlarning oksidlanish darajasi turlicha bo‘lishi mumkin. Elementlar muayyan sondagi oksidlanish darajalariga ega bo‘ladi. Elementlar eng yuqori, eng quyi va oraliq oksidlanish darajalarini namoyon qilishadi. Eng yuqori oksidlanish darajasi bosh guruhcha elementlarida davriy ravishda o‘zgaradi.

IA

IB

IIA

IIB

IIIA

IIIB

IVA

IVB

VA

VB

VIA

VIB

VIIA

VIIB

VIIIA

VIIIB

EQ

0

0

0

0

-3

0

-4

0

-3

0

-2

0

-1

0

0

0

O

+1 +2

+1

0 +1

+1

0 +2

+2

0 +3

+3

-1 0 +2 +4

+2 +3

0 +1 +3 +5

+2 +3 +4 +6

+2 +4 +6

+2 +3 +4 +6

EYU

+1

+3

+2

+2

+3

+3

+4

+4

+5

+5

+6

+6

+7

+7

+8

+8

Unutmang! Oksidlanish darajasi va valentlik tushunchalari bir-biridan farq qiladi. Valentlik nol, manfiy yoki musbat bo‘lmaydi va u atomning muayyan sondagi boshqa atom bilan hosil qilgan kimyoviy bog‘lar soni bilan o‘lchanadi. Oksidlanish darajasi esa nol, manfiy va musbat zaryadli butun yoki kasr sonlar bo‘lishi mumkin.

Oksidlanish darajasi o‘zgarmasdan boradigan jarayonlar kimyoviy jarayonlar bo‘lib, unda elementlarning oksidlanish darajalari o‘zgarmaydi va bunday reaksiyalar oksidlanish-qaytarilish reaksiyalariga kirmaydi.

Na₂CO₃ + 2HCl  2NaCl + CO₂ + H₂O

K₂SO₃ + 2HCl  2KCl + SO₂ + H₂O

CaSiO₃ + H₂SO₄  CaSO₄ + SiO₂ + H₂O

Oksidlanish darajasi o‘zgarishi bilan baradigan jarayonlar – oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari deyiladi. Bunday jarayonlarda elementlarnig oksidlanish darajalari o‘zgaradi. Umuman elementning (atom, molekula yoki ionning) oksidlanish darajasi ikki holatda o‘zgaradi. 1) Zarracha (atom, molekula yoki ion) elektron qabul qilganda uning oksidlanish darajasi kamayadi. Bu jarayon qaytarilish deyiladi va quyidagicha tasvirlanadi:

E⁰ + ne^- → E^-n

Bu jarayonda qatnashayotgan zarracha (atom, molekula yoki ion) oksidlovchi deyiladi. 2) Zarracha (atom, molekula yoki ion) elektron berganda uning oksidlanish darajasi ortadi. Bu jarayon oksidlanish deyiladi va quyidagicha tasvirlanadi:

E⁰ – ne^- → E⁺ⁿ

Bu jarayonda qatnashayotgan zarracha (atom, molekula yoki ion) qaytaruvchi deyiladi.

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida oksidlanish va qaytarilish jarayonlari birga sodir bo‘ladi. SHu jarayonlardan foydalanilib oksidlanish-qaytarilish jarayonlarini tenglamalarini tuzish mumkin. Bunda asosan ikki xil usuldan foydalaniladi.

A) Elektron-balans usuli. Bu usul qaytaruvchi bergan elektronlar soni oksidlovchi qabul qilgan elektronlar soniga tengdir, degan qoidaga asoslanadi. Reaksiya tenglamasini tuzishda (tenglashtirishda) quyidagi ishlarni amalga oshirish kerak:

1. Reaksiya tenglamasidagi elementlarni oksidlanish darajalari yozib chiqiladi.
Zn + HNO₃ → Zn(NO₃)₂ + NO + H₂O

Zn⁰ + H⁺N⁺⁵O₃^–2 → Zn⁺²(N⁺⁵O₃^–2)₂ + N⁺²O^–2 + H₂⁺O^–2

2. Oksidlanish darajalari o‘zgargan atomlarning elektron tenglamalarini tuzamiz. Tenglamalardagi olingan va berilgan elektronlar soni almashtirilib olinadi va umumiy ko‘paytma teng bo‘ladi.

Zn^0 – 2e^- = Zn^+2	2	3
N^+5 + 3e^- = N^+2	3	2

3. Almashtirib olingan sonlar reaksiya tenglamasida koeffitsient sifatida qo‘yiladi. Rux Zn⁺² oldiga 3 N⁺² oldiga 2 raqamlari qo‘yiladi. Qolgan molekulalar oldiga shulardan kelib chiqib koeffitsientlar tanlanadi.

Zn + HNO₃ → 3Zn(NO₃)₂ + 2NO + H₂O

3Zn + 8HNO₃ → 3Zn(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

YAna bitta murakkabroq reaksiya misolida ko‘rib chiqamiz.

FeS₂ + O₂ → Fe₂O₃ + SO₂

Fe⁺²S₂^–1 + O₂⁰ → Fe₂⁺³O₃^–2 + S⁺⁴O₂^–2

Oksidlanish darajalari o‘zgargan atomlarning elektron tenglamalarini tuzamiz.

Fe^+2 – 1e^- = Fe^+^3	11	4
2S^–1 – 10e^- = S^+4
O2^0 + 4e^- = 2O^–2	4	11

Almashtirib olingan sonlar reaksiya tenglamasida koeffitsient sifatida qo‘yiladi.

4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂

B) Ion-elektronli usul (YArim reaksiya usuli). Bu usulda oksidlanish qaytarilish reaksiyalari eritmada ionlar o‘rtasida boradi deb qaraladi.

1. Reaksiya tenglamasini to‘la ionli tenglamasini yozib olamiz.

KMnO₄ + KNO₂ + H₂SO₄ → KNO₃ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

K⁺ + MnO₄^– + K⁺ + NO₂^– + 2H⁺ + SO₄^–2 → K⁺ + NO₃^– + Mn⁺² + SO₄^–2 + 2K⁺ + SO₄^–2 + H₂O

2. Tarkibi va oksidlanish darajasi o‘zgargan zarrachalarni (atom, molekula yoki ion) aniqlab olib, elektron tenglamalarini tuzamiz.

MnO₄^– + 8H⁺ + 5e^- = Mn⁺² + 4H₂O (qaytarilish)

NO₂^– + H₂O – 2e^- = NO₃^– + 2H⁺ (oksidlanish)

3. Olingan va berilgan elektronlar sonini koefitsient sifatida almashtiramiz va elektron tenglamadagi barcha ionlarni koefitsientlarga ko‘paytiramiz.

5	2	MnO4^– + 8H^+ + 5e^- = Mn^+2 + 4H2O
2	5	NO2^– + H2O – 2e^- = NO3^– + 2H^+

2MnO4^– + 16H^+ + 10e^- = 2Mn^+2 + 8H2O

5NO2^– + 5H2O – 10e^- = 5NO3^– + 10H^+

4. Hosil bo‘lgan elektron tenglamalar o‘ng va chap tomonlari bir biriga solishtirilib qo‘shiladi va ionlar oldida qolgan koeffitsientlar asosiy reaksiyaga qo‘yib tenglashtiriladi.

2MnO4^– + 16H^+ + 10e^- = 2Mn^+2 + 8H2O

5NO2^– + 5H2O – 10e^- = 5NO3^– + 10H^+

2MnO4^– + 6H^+ + 5NO2^– = 2Mn^+2 + 3H2O + 5NO3^–

2KMnO₄ + 5KNO₂ + 3H₂SO₄ → 5KNO₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O
Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining sinflanishi (klassifikatsiyasi)
1. Molekulalararo oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari. Oksidlovchi va qaytaruvchi boshqa boshqa molekulalarda bo‘ladigan reaksiyalar.

Na + H₂O = NaOH + H₂

2. Ichki molekulyar oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari. Oksidlovchi va qaytaruvchi bitta molekulada bo‘ladigan reaksiyalar.

AgNO₃ = Ag + NO₂ + O₂

3. Disproporsiyalanish oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari. Oksidlovchi va qaytaruvchi bitta element atomi bo‘lgan reaksiyalar, bunda bir xil oksidlanish darajasidan har xil oksidlanish darajasiga o‘tadi.

Cl₂ + KOH = KCl + KClO₃ + H₂O

4.Sinproporsiyalanish oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari. Oksidlovchi va qaytaruvchi bitta element atomi bo‘lgan reaksiyalar, bunda har xil oksidlanish darajasidan bir xil oksidlanish darajasiga o‘tadi

NH₄NO₃ = N₂O + H₂O

10,11 – Dars

Reaksiya tezligi va muvozanat, elektroliz: Kimyo fanining hozirgi zamon vazifalari: Er yuzida insonlarning ko‘payishi ularni oziq-ovqat bilan ta’minlash muammosini keltirib chiqarmoqda. Bu muammoni qishloq xo‘jaligi bilan birga kimyo sanoati hal qilmoqda. Toza ichimlik suvi ishlab chiqarish va suv osti dunyosidan to‘g‘ri va oqilona foydalanish. CHuchuk suv kamayotgan vaqtda okean, dengiz va ko‘llar suvlaridan chuchuk suv olish muammosini hal qilish. Ilmiy tadqiqotlar o‘tkazib kimyo fanini rivojlantirish. YAngi energiya manbaalarini yaratish. YAngi kimyoviy moddalar va materiallar yaratish. Atrof muxit muxofazasi bilan bog‘liq ekologik muammolarni hal qilish va h.k.

Reaksiya tezligi va muvozanat, elektroliz
KIMYOVIY KINETIKA

kimyoviy reaksiyalarning tezligi

Kimyoviy reaksiyaning tezligi - biror kimyoviy reaksiyada ma’lum vaqt ichida (min, sek) reaksiyada ishtirok etuvchi modda(lar) konsentratsiyasining o‘zgarishi (boshlang‘ich moddalarning kamayishi, reaksiya maxsulotlarining oshishi)ga aytiladi va u quyidagicha ifodalanadi:

Kimyoviy reaksiyalar molekulalar to‘qnashganda sodir bo‘lganligi uchun reaksiya tezligi:

a) to‘qnashishlar soniga;

b) to‘qnashish reaksiya borishi ehtimolligiga bog‘liq bo‘ladi. To‘qnashishlar soni molekulalar konsentratsiyasiga, reaksiyaning borish ehtimolligi esa, to‘qnashayotgan molekulalar energiyasiga (xaroratga) bog‘liq. Kimyoviy reaksiya tezligiga quyidagi faktorlar ta’sir qiladi:

1. Konsentratsiya. Reaksiya tezligining konsentratsiyaga bog‘liqligi massalar ta’siri qonuni bilan belgilanadi: O‘zgarmas temperaturada kimyoviy reaksiyaning tezligi reaksiyaga kirishayotgan moddalar konsentratsiyasiga to‘g‘ri proporsionaldir.

aA + bB à cC + … reaksiya uchun tezlik vaqtning istalgan nuqtasida: V = k[A]^a [B]^b ga teng bo‘ladi. Bu erda k – kimyoviy reaksiyaning tezlik konstantasi bo‘lib, uning qiymati faqat temperaturaga bog‘liqdir.

2.Temperatura. Reaksiya tezligining temperaturaga bog‘liqligi tezlik konstantasi bilan belgilanadi.

Vant-Goff qoidasi: Temperatura oshirilganda ko‘pchilik reaksiyalarning tezligi har o‘n gradusda 2-4 marta oshadi. Bu qoida reaksiya tezligining temperatura koeffitsienti  (gamma) bilan bog‘liq. Temperatura t₁ dan t₂ gacha oshganda tezlikning o‘zgarishini quyidagi formula bilan topish mumkin:

yoki tezlik vaqtga teskari proporsional bo‘lgani uchun ifoda kelib chiqadi.

Bu erda: t₁ va t₂ –temperaturalar, ₁ va ₂ lar reaksiyalar uchun ketgan vaqt,  - kimyoviy reaksiyaning temperatura koeffitsienti. Vatt-Goff qoidasini temperaturaning kichik oraligidagina qo‘llab bo‘ladi. Ko‘pchilik reaksiyalar uchun aktivlanish energiyasi bir necha o‘n kJ/molni tashkil etadi. Reaksiyaga kirishayotgan moddalar molekulalarini (zarrachalarini) aktiv zarrachalarga aylantirish uchun unga berilishi lozim bo‘lgan energiya aktivlanish energiyasi deyiladi. Aktivlanish energiyasi qancha katta bo‘lsa temperatura oshishi bilan kimyoviy reaksiya tezligi shuncha ko‘p ortadi.

3. Katalizator Kimyoviy reaksiya tezligini oshirish uchun temperaturani oshirgandan ko‘ra katalizator ishlatgan afzalroqdir. O‘zi kimyoviy reaksiyaga kirishmay kimyoviy reaksiya tezligini oshiradigan moddalarga katalizatorlar deb aytiladi. Katalizatorlarning ta’sir mexanizmi oraliq moddalar hosil qilish hisobiga aktivlanish energiyasini pasaytirishiga asoslangan. Katalizator ishtirokida sodir bo‘ladigan reaksiyalar katalitik reaksiyalar deyiladi. O‘zi kimyoviy reaksiyaga kirishmay kimyoviy reaksiya tezligini kamaytiradigan moddalarga ingibitorlar yoki katalitik zaharlar deyiladi.

4. Bosim yoki xajm o‘zgartirilishida (asosan gazsimon moddalar ishtirok etsa) reaksiya tezligi o‘zgarishi. Masalan 2N₂+O₂2N₂O_(bug) reaksiyada bosim oshsa, sistema xajm kam tomonga yunalishga xarakat kiladi ya’ni reaksiya tezligi ortadi. Xajm oshsa reaksiya tezligi kamayadi.

5. Moddalar tabiatiga boglikligi. Agar bir kimyoviy moddaga ta’sir kiluvchi ikki xil aktivlikdagi moddalar ta’sir ettirilsa, unda aktivligi yukori modda ta’sir jarayoni tezrok amalga oshadi:

Zn+2HCl  ZnCl₂+H₂ Fe+2HCl  FeCl₂+H₂

jarayonlarda Zn metali Fe ga nisbatan aktiv bulib, tabiati jixatidan fark kiladi. SHuning uchun rux metali eritilgan jarayon (nisbatan) tezrok boradi.
kimyoviy muvozanat

Bir vaqtning o‘zida ham to‘g‘ri tomonga, ham teskari tomonga boradigan reaksiyalarga qaytar reaksiyalar deyiladi.

CHapdan o‘ng tomonga boradigan reaksiya to‘g‘ri reaksiya (tezlik doimiyligi K₁), o‘ngdan chapga boradigan reaksiya esa teskari reaksiya ( tezlik doimiyligi K₂) deyiladi. To‘g‘ri va teskari reaksiyalarning tezliklari teng bo‘lgan holatga kimyoviy muvozanat deb aytiladi. Kimyoviy muvozanat miqdor jihatidan muvozanat doimiyligi (konstantasi) bilan xarakter-lanadi. aA + bB  cC + dD qaytar reaksiya uchun muvozanat doimiyligi K_m = K₁/K₂ = ( [C]^c [D]^d)/( [A]^a [B]^b) bo‘ladi. Bu formula kimyoviy muvozanat uchun massalar ta’siri qonunini ifodalaydi. Tenglamaning o‘ng tomonidagi qiymatlar reaksiyaga kirishayotgan moddalarning muvozanat konsentratsiyalaridir.

Muvozanat doimiyligi temperatura va reaksiyaga kirishayotgan moddalarning tabiatiga bog‘liqdir. Muvozanat doimiyligi qancha katta bo‘lsa, muvozanat o‘ng tomonga shuncha ko‘p siljigan bo‘ladi.

Kimyoviy muvozanatni siljitish. Muvozanatda turgan sistemaning tashqi ta’sir natijasida o‘zgarishi Le-SHatele prinsipi bilan belgilanadi.

Muvozanatda turgan sistemaga biror tashqi ta’sir ko‘rsatilsa muvozanat berilgan ta’sirni kamaytiradigan tomonga siljiydi.

Kaytar reaksiyalarda ma’lum bir vaqtda muvozanat yuzaga keladi. N₂+3H₂=2NH₃

Muvozanat konstantasi shu reaksiya uchun dastlab tezliklari bilan aniklanadi.

_ung , _chap – tegishli reaksiyalar tezliklari.

ν_u = ν_ch K_u/K_ch= K_M


[ ]_M - tegishli moddalar muvozanatdagi konsentratsiyalari

K_M – muvozanat konstantasi

Muvozanatni siljishi Le-SHatele prinsipiga buysunadi: Kimyoviy muvozanat xolatida turgan sistemada tashki sharoitlardan biri (xarorat, bosim yoki konsentratsiya) o‘zgartirilsa, muvozanat tashki o‘zgarish ta’sirini kamaytiruvchi reaksiya tomoniga siljiydi.

3N₂ + N₂ =2NH₃+Q jarayonda

1. Bosim oshirilishini muvozanatni ung tomonga (bosim kup tomonga);

2. Xajm oshirilishi chap tomonga (xajm ko‘p tomon 3+1>2);

3. Xarorat oshirilishi xam muvozanatni chap tomonga;

4. Moddalar konsentratsiyasining oshishi esa muvozanatni o‘ng tomonga siljishiga yordam beradi.

reaksiyalarning issiqlik effektlari
Kimyoviy reaksiyalar muhim qonuniyatlariga issiqlik effekti, ekzo- va endotermik reaksiyalar, reaksiya tezligi, kataliz, kimyoviy muvozanat kiradi.

Barcha kimyoviy reaksiyalar issiqlik chiqishi yoki yutilishi bilan boradi. Kimyoviy reaksiyaning issiqlik effekti Q yoki N bilan belgilanadi (Q = - H). Kimyoviy reaksiyaning issiqlik effekti ko‘rsatilgan tenglamalarga termokimyoviy tenglamalar deyiladi:

aA + bB à cC + dD + Q ( H).

Agar Q > 0 ( H<0) bo‘lsa, reaksiya issiqlik chiqishi bilan boradi va bu reaksiya ekzotermik reaksiya deb ataladi.

H₂ + Cl₂ à 2HCl + 184,6 kJ

Agar Q < 0 ( H > 0) bo‘lsa, reaksiya issiqlik yutilishi bilan borib, unga endotermik reaksiya deb ataladi.

N₂ + O₂ à2NO – 180,8 kJ.

Kimyoviy birikmaning hosil bo‘lish issiqligi deb, bir mol moddaning standart sharoitda (R =101325 Pa, T=298 K) oddiy moddalardan hosil bo‘lishida chiqadigan yoki yutiladigan issiqlik miqdoriga aytiladi. Uning qiymati kJ/mol da o‘lchanadi. Oddiy moddalarning standart sharoitda hosil bo‘lish issiqliklari 0 ga teng.

Reaksiyalarning issiqlik effektlarini hisoblashda Gess qonuni (1840 yil, Gess)dan foydalaniladi: Kimyoviy reaksiyaning issiqlik effekti reaksiyaning borish yo‘liga bog‘liq bo‘lmay, faqat boshlang‘ich moddalar va reaksiya mahsulotlarining holatigagina bog‘liqdir.

Bu qonun va hosil bo‘lish issiqligi qoidasidan quyidagi xulosa kelib chiqadi: Kimyoviy reaksiyalarning issiqlik effekti reaksiya mahsulotlari hosil bo‘lish issiqliklari yig‘indisidan reaksiyaga kirishayotgan moddalar hosil bo‘lish issiqliklari yig‘indisining ayirmasiga tengdir.

_{aA + bV  cS + dD} H = [cQ(C) + dQ(D)] –[aQ(A) + bQ(B)]
meTALLARNING FAOLLIK qator.

Eritmalar va suyuqlanmalarning elektrolizi

1865 yilda Beketov o‘z kuzatishlari natijasida metallarning kuchlanishlar qatori qabul kildi. U quyidagi tartibga ega bulib, katorda metallar uz faolliklari kamayib boradi. Demak ung tomonda turgan metallarning birikmalaridan chap tomonda turgan metallar sikib chikaradi.

Li,Rb,K,Ba,Sr,Ca,Na,Mg,Al,Mn,Zn,Cr,Fe,Cd,Co,Ni,Sn,Pb, (H), Sb,Bi,Cu,Hg, Ag,Pd,Pt,Au

Metallarning kimyoviy xossalarini shu qator xarakterlab beradi, ya’ni;

1) Kuchlanish katorida metall qancha chaproqda joylashgan bo‘lsa, eritmadagi metall ionining qaytaruvchanlik xossasi kuchliroq va oksidlovchanlik xossasi kuchsizroq bo‘ladi.

2) Kuchlanishlar qatorida vodoroddan chapda turgan metallar kislota eritmasidan (HNO₃ dan tashqari) vodorodni siqib chiqara oladi.

Elektroliz – elektrolit eritmasi yoki suyuqlanmasi orqali elektr toki o‘tganda boradigan oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari.

Maddalarning eritmada yoki suyuqlanmada elektr toki ta’sirida parchalanishiga elektroliz deyiladi. Elektroliz odatda elektrolizyorlarda olib boriladi. Elektrolizda boradigan jarayonlar quyidagi faktorlarga bog‘liq.