Rta maxsus ta’lim vazirligi guliston davlat universiteti

Oksidlanish-qaytarilish potentsiallari
Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarini yarim reaktsiyaga bo’lish, elektronlar uzatilishi tushunchasini yoki stexiometrik koeffitsientlarni tanlashni osonlashtiridigan formal qabul qilingangina bo’lmay, balki to’laqonli fizikaviy mohiyatga xam egadir.
Har bir yarim reaktsiyaning komponentlarini alohida-alohida idishlarga joylashtirib ularni tuz ko’prigi bilan (KSl eritmasi bilan ho’llangan ingichgina filtr qog’ozi yoki KSI eritmasi to’ldirilgan U-simon shisha nay tutashtiriladi. Agar har bir idishdagi eritmaga inert elektrodlar (Rt plastinkasi, yoki simlari) tushirilsa va ularni galvanometr yoki potentsiometr orqali ulansa: u holda asbob elektr toki borligini ko’rsatadi. Tashqi zanjirdan Rt simlari va galvanometr orqali Fe^2 dan Se^4ga elektronlar o’tadi va oksidlanish-qaytarilish reaktsiyasi boshlanadi.
Ma’lum vaqtdan keyin Fe^2ning tuzi eritmasi solingan idishdan Fe^3ionlari borligini aniqlash mumkin. Bunday qurilmani galvanik element deyiladi, eritma va Rt plastinkasi tutgan har bir idishni«elektrod» yoki «Yarim element» deyiladi. Galvanik elementda kimyoviy reaktsiyani amalga oshirish jarayonida kimyoviy energiya elektr energiyasiga aylanadi. Galvanik elementning E.Yu.K. i berilgan qaytaruvchi elektronlarining oksidlovchiga o’ta olish qobiliyatini xarakterlaydi.
E.Yu.K. ikkita elektrod potentsiallari orasidagi farqni ifodalaydi:
E.Yu.K.E₁-E₂ (7)
E₁- oksidlovchi elektrod potentsiali
E₂- qaytaruvchi elektrod potentsiali
Har bir yarim element berilgan moddaning oksidlangan va qaytarilgan shakllari sistemasini ifoda etadi. Bu sistemani redoks-sistema yoki oksidlanish-qaytarilish jufti, redoks jufti ham deyiladi. Bunday juftlarga misol sifatida:Fe^3/ Fe^2, Se^4 Se^3,
MnO₄^-/ Mn^2, Sn^4/ Sn^2 va hokazolarni keltirishimiz mumkin.
Redoks so’zi lotincha reductio(qaytarilish) va oxydatio(oksidlanish) dir. Har bir alohida olingan juftning potentsialini o’lchash mumkin emas. Ammo har bir yarim elementni shartli standart qilib qabul qilingan bitta elektrodga nisbatan potentsialini o’lchash mumkin. Bunday elektrod sifatida standart vodorod elektrodi qabul qilingan.
Vodorod elektrodi g’ovak Rt kukunidan qilingan plastinka 1 atm. bosimda vodorod gazi atmosferasida H^ionlari aktivligi 1 ga teng bo’lgan kislota eritmasiga botirilgan sistemadir. Bunda Pt elektrod gazsimon vodorodni yutadi va xuddi gazsimon vodorod kabi ta’sir ko’rsatadi va eritmada vodorod ionlari (H^) bilan gazsimon vodorod muvozanatda bo’ladi.
H₂(g)2H^2e^-
Standart vodorod elektrodning potentsiali hamma haroratlarda nolga teng deb olingan.
U holda (7) tenglamadagi E₂0 bo’lsa
E.Yu.K.E₁ bo’ladi.
Shunday qilib berilgan elektrod potentsiali- shu berilgan elektrod va standart vodorod elektroddan tuzilgan elementning E.Yu.K.idir.
Oksidlanish-qaytarilish potentsiali (E) ning kontsentratsiya va haroratga bog’liqligi NepHst tenglamasi orqali ifodalanadi ya’ni:
(8)
E^o- standart oksidlanish-qaytarilish potentsiali,

18. 
    universal gaz doimiysi (8,312Djmol.k),
    

T-absolyut harorat,
F-Faradey soni (96500Kl),
n-elektrod jarayonida ishtirok etadigan elektronlar soni:
a_ox -moddaning oksidlangan shakli aktivligi:
a_red- moddaning qaytarilgan shakli aktivligi:
Agar yarim reaktsiyaning hamma ishtirokchilari standart holatda bo’lsa (aktivliklari 1 ga teng bo’lganda), ya’ni eritilgan moddalar gipotetik 1 molyar eritmada bo’ladi, bunda aktivlik koeffitsientlari ham birga teng. Bunda bosim 1 atm.,
u holda (9)
Bunda (8) tenglama quyidagi ko’rinishni egallaydi:EE^o
(9) tenglamada aktivlik bilan kontsentratsiya orasidagi bog’lanish inobatga olingan: a[S] f (10)
Shunday qilib, yarim reaktsiyaning hamma ishtirokchilari standart holatda, eritilgan moddalar esa standart eritmada bo’lgan sistemaning potentsiali standart oksidlanish-qaytarilish potentsiali deyiladi.
Agar yarim reaktsiya tenglamasiga H^,OH^-ionlari va boshqalar kirsa, u holda ularning ham aktivliklari Nernst tenglamasiga kiritiladi.
Masalan, MnO₄^-8H^5e^-Mn^24H₂O reaktsiyadagi redoks juftning potentsiali quyidagi tenglama orqali hisoblanadi:

E_MnO4^-Mn^2E^o_MnO4^-Mn^2 bo’ladi,agarda [
MnO₄^-]1:[Mn^2]1
va[H^]1 moll va hamma zarrachalarning aktivlik koeffitsientlari 1 ga teng bo’lsa.
(8) tenglamadagi konstantalar qiymatini va 25^oS harorat hamda natural logarifmdan o’nli logarifimga o’tilsa:
EE^o (12)
yoki
(13)

13. 
    tenglamani quyidagi ko’rinishda yozish mumkin:
    

bunda (14)
E⁰⁽¹⁾ kattalikni formal potentsial deyiladi.
EE⁰⁽¹⁾ bo’ladi, agarda [ox]1,0 va [red]1,0 bo’lsa formal potetsial reaktsiyalarda ishtirok etgan barcha zarrachalar kontsentratsiyasi (aktivligi emas) 1 moll bo’lgan sistemani xarakterlaydi.
(14) tenglamadan ko’rinadiki, formal potentsial aktivlik koeffitsentiga ya’ni eritmaning ion kuchiga bog’liq.
Agar ion kuchi inobatga olinmasa, formal potentsial standart potentsialga teng bo’ladi:
E⁰⁽¹⁾E⁰
Redoks sistemaning standart potentsiali berilgan oksidlovchi yoki qaytaruvchi kuchining tavsifsidir. Potentsialning musbat qiymati qanchalik katta bo’lsa, oksidlovchi shunchalik kuchli bo’ladi. Masalan, galogenG’galogenid sistemalarda (x₂/2x^-) redoks juftning potentsiali 2,87V F₂/2F^- dan 1,36V CI₂/2CI^- 1,07V Vr₂2Vr^- da va 0,54V I₂/2I^- gacha kamayadi. Bu qatorda eng kuchli oksidlovchi ftordir E⁰_F2/2F^-2,87 V. Kuchli oksidlovchining qaytarilgan shakli shunchalik kuchsiz qaytaruvchi bo’ladi. Masalan, ftorda qaytaruvchilik xususiyati amaliy jihatdan yo’q.
O’z navbatida kuchli qaytaruvchining oksidlangan shaklida ham oksidlovchilik hossasi amaliy jihatdan bo’lmaydi.
O’rtacha standart potentsialiga ega bo’lgan moddalar o’zidan oksidlanish potentsiali kichikroqlari bilan oksidlovchi sifatida o’zaro ta’sir reaktsiyasiga kirishadi yoki aksincha o’zidan oksidlanish potentsiali kattaroq bo’lgan moddalar bilan qaytaruvchi sifatida reaktsiyaga kirishadi. Bu bog’lanish reaktsiyaning yo’nalishni oldindan aytishga imkon beradi. Ammo har doim ham amalga oshavermaydi, chunki standart potentsiallar sistemadagi har bir zarrachaning aktivliklari
1 mol:l ga teng bo’lgandagi reaktsiyaning yo’nalishini ko’rsatadi. Reagentlarning kontsentratsiyasini o’zgartirish, eritmaning pH ini va boshqa omillarning o’zgarishi reaktsiyalarning yo’nalashini ham o’zgartirishi mumkin. Bundan
tashqari sistemaning redoks potentsialiga koordinatsion birikmalar, cho’kmalar hosil bo’lishi ham sezilarli ta’sir ko’rsatadi.