Mavzu: Oksidlanish qaytarilish reaksiyalari

Mavzu: Oksidlanish - qaytarilish reaksiyalari.

Reja:

1. Oksidlanish qaytarilish reaksiyalarining mohiyati.

2. Oksidlanish qaytarilish reaksiyalarining turlari.
3. Oksidlanish qaytarilish reaksiyalarining tenglamalarini tuzish.

Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari elektronlarning atom, molekula yoki iondan ikkinchisiga o’tishi bilan xarakterlanadi. Bunda reaktsiyaga kirishayotgan komponentlarning birida elektronlar kamaysa, ikkinchisida elektronlar soni oshadi.

Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari muhim ahamiyatga ega.
Texnikada va laboratoriyada juda ko’pchilik oddiy moddalarni olish oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari asoslangan: Masalan, temir, xrom, marganets, rux, xlor, yod va boshqalar. Ammiyak, ishqorlar, kislotalar va boshqa shunga o’xshash murakkab moddalrning olinishining asosida ham oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari yotibdi.
Insoniyat Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalaridan qadimdan foydalanib kelgan, lekin uning qanday o’tishi to’g’risida ma‘lumotga ega bo’lmagan. Bu to’g’risida birinchi nazariya-flogiston nazariyasi bo’lib, u 1723 yilda nemis ximigi Shtal tomonidan yaratilgan edi.

Oksidlanish qaytarilish reaksiyalarining mohiyati. Ko'pchilik kimyoviy reaksiyalarda reaksiyaga kirishuvchi moddalar tarkibidagi elementlarning oksidlanish darajasi (valentligi) reaksiya natijasida o'zgarmaydi.

Boshqa turdagi reaksiyalarda elementlarning oksidlanish darajasi o'zgaradi.

_;
Elektronlarning bir atomdan ikkinchi atomga o'tishi natijasida elementlarning oksidlanish darajasi (valentligi) o'zgaradigan reaksiyalar oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari deyiladi.
Oddiy moddalarda atomlar elektroneytral bo'ladi. Shuning uchun ularning oksidlanish darajasi shartli ravishda nolga teng deb qabul qilingan.
Neytral atomlar elektron yo'qotishi natijasida musbat zaryadlangan ionga aylanadi va nechta elektron bergan bo'lsa o'shancha musbat oksidlanish darajasi namoyon qiladi. Atomlarning elektron berish jarayoni oksidlanish deyiladi.
Masalan: Al – oksidlanadi.
Cu – oksidlanadi.
Atomlar elektron biriktirib olsa manfiy zaryadlangan ionga aylanadi. Bunda atom nechta elektron qabul qilgan bo'lsa uning oksidlanish darajasi shuncha manfiy bo'ladi. Atomning elektron biriktirib olish jarayoni qaytarilish deyiladi. Masalan:
Cl₂  2e^-  2Cl^- (Cl – qaytariladi)
S  2e^-  S^-2 (S – qaytariladi)
O'zidan elektron bergan atom qaytaruvchi, o'ziga elektron biriktirib olgan atom esa oksidlovchi hisoblanadi.
Faqat neytral atomlar emas, balki ionlar ham elektron biriktishi yoki berishi mumkin.
Fe^3  e^-  Fe^2 (qaytarilish)
S^-2 - 2e^-  S⁰ (oksidlanish)
Qaytaruvchi elektron berganligi sababli, uning oksidlanish darajasi algebraik qiymati ortadi. Oksidlovchi elektron biriktirib olish tufayli uning oksidlanish darajasi algebraik qiymati kamayadi. Masalan:
Pb⁰  2AgNO₃  Pb(NO₃)₂  2Ag⁰

Pb⁰ – 2e^-  Pb^2 (qaytaruvchi, o'zi oksidlanadi)

2Ag^-  2e^-  2Ag⁰ (oksidlovchi, o'zi qaytariladi)
Demak, oksidlanish - qaytarilish reaksiyasi yagona jarayondir. Oksidlanish vaqtida qaytarilish sodir bo'ladi, aksincha qaytarilish vaqtida oksidlanish jarayoni ham boradi.
Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari uch gruppachaga bo’linadi:
1) Atomlararo, molekulalararo, ionlararo oksidlanish-qaytari-
lish reaktsiyalari
2Sa + O₂ = 2SaO
N₂ + S1₂ = 2NS1
Fe + CuSO₄ = Cu + FeSO₄
2) Disproportsional reaktsiyalar
HNO₂ + 2 HNO₂ = HNO₃ + 2NO + H₂O
2K₂MnO₄ + K₂MnO₄ + 2H₂O = 2KMnO₄ + MnO₂ + 4KOH
3) Molekulyar ichida utadigan oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari
2KClO₃ = 3O₂ + 2KCl
2Ag₂O = O₂ + 4Ag
Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarini tenglamalrini tuzishda ikkita metoddan foydalaniladi. Elektron balans usuli, ion elektron usulidir.
Ikkala metodda ham elektronlarni bergani soni bilan qabul qilgan elektronlarini umumiy yig’indisi teng bo’lishi kerak.
Elektron balans usuli. Bu usulda elektronlarni, ya‘ni uzgaruvchan valentga ega bo’lgan elementlarni oksidlovchi va qaytaruvchilarni ko’rib chiqamiz:
Masalan: KMnO₄ + FeSO₄ + H₂SO₄ - - > MnSO₄ + K₂SO₄ + Fe₂ (SO₄)₃ + H₂O
Mn⁺⁷ + 5e = Mn²⁺ | K2=2
Fe²⁺ - 1e = Fe³⁺ | F 2=10
Bu yerda KMnO₄ oksidlovchi , FesO₄ esa qaytaruvchidir.
2KMnO₄ + 10FeSO₄ + 8H₂SO₄ = 2MnSO + K₂SO + 5Fe₂ (SO₄)₃ + 8H₂O
Bunday misollarni ko’plab keltirish mumkin. Ionno-elektronny metod.
Bu metodga yarim reaktsiyalar yordamida oksidlovchi va qaytaruvchilar olinib tenglashtiriladi.
Yuqoridagi misolda, ya‘ni:
Fe²⁺ - 1e^- = Fe³⁺ |
MnO^-₄ + 8H⁺ +5e | Mn²⁺ + 4H₂O
Oksidlanish - qaytarilish jarayonlarida oksidlanish - qaytarilish potentsiallaridan foydalaniladi.
Nerst tenglamasi
R - 8,31 dj (mol. gramm)
F - 96500 k/g - ekv
Yeo - standart elektr. pot
R - gaz doimiyligi
n - elektron soni
[OKIS] - oksidlanish
[Red] - qaytarilish
Oksidlanish-qaytarilish jarayonlarida Beketovning aktivlik qatoridan foydalaniladi.
Ular tablitsalarda keltirilgan metalar ion holda oksidlovchi, oddiy moddalar holida qaytaruvchi xossalarini uzida namoyon qiladi. Oksidlanish-qaytarilish potentsial manfiy bo’lganda. Masalan: 0,41 bunday hollarda suvdan vodorodan siqib chiqaradi.
Metallarni aktivlik qatorini quyidagi umumiy formula bi-
lan ifodalash mumkin. .
M²⁺ +2ye^- = M
hamda metalarning elektro-kimyoviy kuchlanishlar qatorini hosil qilish mumkin.
Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari. Oksidlanish-qay­tarilish reaktsiyalarining turlari. Koeffitsientlar tanlashning ikki usuli: elektron balans usuli, ion elektron usuli. Oksidlanish-qaytarilish (redoks) sistemalarni yarim reaktsiya (xususiy reaktsiya) usulida ifodalash. Oksidlanish-qaytarilish potentsiali. Nerst tenglamasi. Metallarning elektro-kimyoviy kuchlanishlar qatori. Elektr toki ishtirokida hosil bo’ladigan oksidlanish-qaytarilish jarayonlari.
Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari elektronlarning atom, molekula yoki iondan ikkinchisiga o’tishi bilan xarakterlanadi. Bunda reaktsiyaga kirishayotgan komponentlarning birida elektronlar kamaysa, ikkinchisida elektronlar soni oshadi.
Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari muhim ahamiyatga ega.
Texnikada va laboratoriyada juda ko’pchilik oddiy moddalarni olish oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari asoslangan: Masalan, temir, xrom, marganets, rux, xlor, yod va boshqalar. Ammiyak, ishqorlar, kislotalar va boshqa shunga o’xshash murakkab moddalrning olinishining asosida ham oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari yotibdi.
Insoniyat Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalaridan qadimdan foydalanib kelgan, lekin uning qanday o’tishi to’g’risida ma‘lumotga ega bo’lmagan. Bu to’g’risida birinchi nazariya-flogiston nazariyasi bo’lib, u 1723 yilda nemis ximigi Shtal tomonidan yaratilgan edi. Bu nazariyaga asosan barcha yonish xususiyatiga ega bo’lgan moddalar tarkibida qandaydir boshqacharoq xususiyatga ega bo’lgan flogiston degan modda bo’lib, moddalar yonganda chiqadi: Masalan, temir kuyundisi floj.
XVIII asrning oxirida flogiston nazariyasi o’rnini kislorod nazariyasi xukm sura boshladi. Ammo 6u nazariya xam ba‘zi kislorodsiz utadigan reaktsiyalarning qanday utishiga javob bera olmadi..
Mg+CuCl₂ = Cu+MgCl₂ va boshqalarida kislorod nazariyasi o’rniga elektron naeariyasi vujudga keldi. Bu nazariya quyidagilarga asoslanadi:
1) Atom, molekula va ionlarning elektronlarining berib yubo-
rishiga oksidlanish protsessi deyiladi.
Ca - 2e^- - - > Ca²⁺
Sn²⁺ - 2e^- - - > Sn⁴⁺
2) Atom, molekula va ionlarning elektronlarning qabul qil-
gan qaytarilishi protsessi deyiladi.
S²⁺ + 2e - - > S^2- ; Ca ²⁺ + 2e - - > Ca
3) Elektronlarning qabul qilib oladigan atom, molekula va
ionlarga qaytaruvchilar deyiladi.
4) Elektronlarni berib yuboradigan atom, molekula va ionlarga qaytaruvchilar deyiladi.
Oksidlovchi reaktsiya vaqtida qaytariladi, qaytaruvchi esa oksidlanadi. Shuning uchun bu har ikkala protsesni qisqa qilib oksidlanish qaytarilish reaktsiyalari (protsesslari) deb ataladi.
Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari uch gruppachaga bo’linadi:
1) Atomlararo, molekulalararo, ionlararo oksidlanish-qaytari-
lish reaktsiyalari
2Sa + O₂ = 2SaO
N₂ + S1₂ = 2NS1
Fe + CuSO₄ = Cu + FeSO₄
2) Disproportsional reaktsiyalar
HNO₂ + 2 HNO₂ = HNO₃ + 2NO + H₂O
2K₂MnO₄ + K₂MnO₄ + 2H₂O = 2KMnO₄ + MnO₂ + 4KOH
3) Molekulyar ichida utadigan oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari
2KClO₃ = 3O₂ + 2KCl
2Ag₂O = O₂ + 4Ag
Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarini tenglamalrini tuzishda ikkita metoddan foydalaniladi. Elektron balans usuli, ion elektron usulidir.
Ikkala metodda ham elektronlarni bergani soni bilan qabul qilgan elektronlarini umumiy yig’indisi teng bo’lishi kerak.
Elektron balans usuli. Bu usulda elektronlarni, ya‘ni uzgaruvchan valentga ega bo’lgan elementlarni oksidlovchi va qaytaruvchilarni ko’rib chiqamiz:
Masalan: KMnO₄ + FeSO₄ + H₂SO₄ - - > MnSO₄ + K₂SO₄ + Fe₂ (SO₄)₃ + H₂O
Mn⁺⁷ + 5e = Mn²⁺ | K2=2
Fe²⁺ - 1e = Fe³⁺ | F 2=10
Bu yerda KMnO₄ oksidlovchi , FesO₄ esa qaytaruvchidir.