Tabiyatda oksidlanish va qaytarilish reaksiyalari

Tabiyatda oksidlanish va qaytarilish reaksiyalari

Barcha kimyoviy reaksiyalarni ikki turga boiish mumkin. Ularning birinchisiga reaksiyaga kirishayotgan m oddalar tarkibidagi atomlarning oksidlanish darajasi o'zgarmaydigan eaksiyalar kiradi. Masalan:

+5 - 2 +1 - 2 +1 +1 +5 - 2 +1 - 2 H N 0 3 + N a О H = N a N 0 3 + H 2 О

BaCl+K 2 S 0 4 = Ba S 0 4 + К Cl

K o'rinib turibdiki, atomlardan har birining oksidlanish darajasi reaksiyadan oldin ham, keyin ham o ‘zgarmasdan qolgan.

Ikkinchi turga reaksiyaga kirishayotgan moddalar atomlarining oksidlanish darajasi o ‘zgaradigan reaksiyalar kiradi. Masalan:

+1 5 - 2 +1 -1 0 2 К С 1 0 з = 2K C 1+ 3 0

2 + 1 - 1 0 о +1 -1 2KBr+Ch = Br2 +2K+ Cl

Bu yerda birinchi reaksiyada xlor va kislorod atomlarining, ikkinchi reaksiyada esa — brom va xlor atomlarining oksidlanish darajalari o'zgaradi.

Reaksiyaga kirishayotgan moddalar tarkibidagi atomlarning oksidlanish darajasi o‘zgarishi bilan boradigan reaksiyalar oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari deyiladi.

O ksidlanish darajasining o'zgarishi elektronlarning biror atomga tom on tortilishi yoki bir atom dan boshqa atomga o'tishi bilan bog'liq.

O ksidlanish-qaytarilish reaksiyalari — eng ko'p tarqalgan reaksiyalar b o iib , tabiatda va texnikada katta ahamiyatga ega. Ular hayot faoliyatining asosi hisoblanadi. Tirik organizmlardagi nafas olish va m oddalar almashinuvi, chirish va bijg'ish, o'simliklarning yashil qismlaridagi fotosintez ana shu reaksiyalar bilan bog'liq. Bu reaksiyalarni yoqilg'i yonganida, m etallarning korroziyalanish jarayonlarida va elektrolizda kuzatish mumkin. U lar metallurgiya jarayonlarining va elementlarning tabiatda aylanishining asosini tashkil etadi. Shunday reaksiyalar yordamida ammiak, ishqorlar, nitrat, xlorid va sulfat kislotalar ham da boshqa ko'pgina qimmatli mahsulotlar olinadi. Galvanik elem entlar va akkummulyatorlarda oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari tufayli kimyoviy energiya elektr energiyasiga aylanadi. U lar tabiatni muhofaza qilishga doir choratadbirlarning asosini tashkil etadi. Shu sababli bu reaksiyalar maktab anorganik kimyo kursida ham boshqa reaksiyalarga qaraganda ko'proq o'rganiladi.

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari nazariyasining asosiy qoidalarini ko'rib chiqamiz.

1. Atom, m olekula yoki ionning elektron berish jarayoni oksidlanish deyiladi. Masalan:

A1 - 3e = Al3+ Fe2+ e = Fe3+

H 2 - 2e = 2 H + 2С Г - 2ё = C l2

Oksidlanishda oksidlanish darajasi ortadi.

2. Atom, molekula yoki ionning elektronlar biriktirib olish jarayoni qaytarilish deyiladi. Masalan:

S + 2e = S2~ C l2 + 2ё = 2С Г Fe3+ + e = Fe2+

Qaytarilishda oksidlanish darajasi kamayadi.

3. E lektronlar ini beradigan atom, m olekula yo ki ionlar qaytaruvchilar deyiladi. R e a k s iy a v a q tid a u la ro k s id la n a d i. Elekronlarni biriktirib oladigan atom, molekula yoki ionlar oksidlanuvchilar deyiladi. Reaksiya vaqtida ular qaytariladi. Atom, molekula yoki ionlar muayyan moddalar tarkibiga kirganligi sababli bu moddalar ham tegishlicha qaytaruvchilar yoki oksidlovchilar deyiladi

4. Oksidlanish hamma vaqt qaytarilishi bilan birga sodir bo ‘ladi, va aksincha, qaytarilish doimo oksidlanish bilan bog‘liq, buni quyidagicha tenglamaiar bilan ifodalash mumkin:

Shu sababli oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari ikkita bir-biriga qaram a-qarshi jarayonning — oksidlanish bilan qaytarilishning birligidan iboratdir.

Qaytaruvchi bergan elektronlar soni oksidlovchi biriktirib olgan elektronlar soniga teng.

Bunda elektronlar bir atom dan boshqa atom ga butunlay o ‘tishidan yoki atomlarning biriga tom on qisman siljishidan qat’i nazar, shartli ravishda faqat elektronlar berish va biriktirib olish haqida so‘z yuritiladi.

Bu jarayonlar bir vaqtning o ‘zida sodir boiganligi sababli keyingi tenglamani koeffitsiyent 2 ga ko‘paytirib (berilgan va biriktirib olingan elektronlar sonini tenglashtirish uchun) va keltirilgan tenglam alarni h adm a-had q o ‘shib reaksiyaning tenglam asini olamiz:

2J~ + 2Fe3+ = J2 + 2Fe2+

2KJ + 2F eC l3 = J 2 + 2F eC l2 + 2KC1

H ar qanday oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi, agar u galvanik elem entda sodir b o isa, elektr tokining manbayi b o ia oladi

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari — elektronlarning atomlardan atomlarga butunlay yoki qisman oʻtishi bilan bogʻliq kimyoviy reaksiyalar. Elektronlar chiqarilishi oksidlanish, elektronlar biriktirib olinishi qaytarilish deyiladi. O.-q.r. atamalari dastlab metall oksidlarining hosil boʻlish va parchalanish reaksiyalarida qoʻllaniladi. Cu+’/2O2=CuO metallarning oksidlanishiga, CuO+H2=Cu+H2O metall oksidlaridan metall hosil boʻlishi (qaytarilishi)ga misol boʻladi.

Atom yoki ionlari reaksiya jarayonida elektron biriktirib oladigan moddalar oksidlovchilar, elektron beradigan moddalar esa qaytaruvchilar deb ataladi. Oksidlovchi reaksiya vaqtida oksidlanadigan moddadan elektronni tortib olib, oʻzi qaytariladi, qaytaruvchi esa elektronlar yoʻqotib, oʻzi oksidlanadi. Har qanday oksidlanish qaytarilishsiz boʻla olmaydi, chunki kimyoviy reaksiyada atomlar oksidlanish dara-jasi (p)ning yigʻindisi doimiydir. N2+S12=2NS1 reaksiyasida p (N) 0 dan + 1 gacha oʻzgaradi, binobarin, vodorod (N) oksidlanadi; p(S1) 0 dan — 1 gacha oʻzgaradi, binobarin, xlor S1 qaytariladi.

O.-q. jarayoni keng tarqalgan kimyoviy reaksiyalar jumlasiga kiradi, uning tabiatda va texnikada ahamiyati katta. Barcha turdagi yoqilgʻilarning yonishi, turli metallarning rudalardan ajratib olinishi O.-q.r. jarayoniga asoslangan. Metallarning korroziyaga uchrashi, koʻpgina muhim kimyoviy mahsulotlarning hosil boʻlishi ularning oksidlanishi tufaylidir. Elektr-kimyo sanoati O.-q.r.ga asoslangan. Mis, nikel, oltin, rux va boshqa eritmalardan elektrolitik qaytarilish yoʻli bilan olinadi yoki tozalanadi. Kimyoviy tok manbalari — akkumulyatorlar va galvanik elementlar O.-q.r. tufayli ishlaydi va h.k.

Oksidlanish –qaytarilish reaksiyalari 4 ga bo’linadi:

1)molekulararo oksidlanish-qaytarilish reasiyalari;

2) ichki molekulayr oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari;

3) disproporsiyalanish reaksiyalari;

4) murakkab oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari.

Molekulararo oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida oksidlovchi va qaytaruvchi turli molekulalarda bo’ladi.

0 +6 +2 +4

Cu + 2H2SO4= CuSO4+SO2 + 2H2O

Cu0 -2 ®Cu+2 2 1

S+6 -2 e ® S+4 2 1

CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu

Zn0 -2e → Zn+² 2 1

Cu+2 +2e ® Cu0 2 1

Molekulalararo oksidlanish –qaytarilish reaksiyalari gazlar orasida:

3H2+N2=2NH3

4NH3+5O2=4NO+6H2O

2SO2+O2=2SO3

Qattiq moddalar orasida:

2Mg(q)+O2(g)=2MgO(q)

2Sb(q)+3CI​2​(g)=2SbCI​3​(q)

Qattiq moddalar bilan suyuqliklar orasida:

4HCI(S)+MnO​2​(q)=CI​2​(g)+ Mn CI2(s)+2H2O(s)

16HCI(s)+2KMnO​4​(q)=5CI​2​(g)+2MnCI​2​(s)+8H​2​O(s)+2KCI(s)

Qattiq moddalar orasida:

2AI(q)+ Fe​2​O​3​(q)=AI​2​O​3​(q)+2Fe(q)

C(q)+2PbO(q)= 2Pb(q)+CO2(g)