Նվազեցնող հատկությունները ունեն Redox հատկությունները

2024 Հեղինակ: Angel Austin | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-02 17:49

Առանձին ատոմների, ինչպես նաև իոնների ռեդոքս հատկությունները կարևոր խնդիր են ժամանակակից քիմիայում: Այս նյութը օգնում է բացատրել տարրերի և նյութերի ակտիվությունը, անցկացնել տարբեր ատոմների քիմիական հատկությունների մանրամասն համեմատություն։

Ինչ է օքսիդացնող նյութը

Քիմիայի շատ առաջադրանքներ, ներառյալ 11-րդ դասարանի միասնական պետական քննության թեստային հարցերը և 9-րդ դասարանի OGE-ն, կապված են այս հայեցակարգի հետ: Օքսիդացնող նյութ են համարվում ատոմները կամ իոնները, որոնք քիմիական փոխազդեցության գործընթացում ընդունում են էլեկտրոններ մեկ այլ իոնից կամ ատոմից։ Եթե վերլուծենք ատոմների օքսիդացնող հատկությունները, մեզ պետք է Մենդելեևի պարբերական համակարգը։ Աղյուսակում ձախից աջ ընկած ժամանակահատվածներում ատոմների օքսիդացման ունակությունը մեծանում է, այսինքն՝ այն փոխվում է ոչ մետաղական հատկությունների նմանությամբ։ Հիմնական ենթախմբերում այս պարամետրը նվազում է վերևից ներքև: Օքսիդացնող հատկությամբ ամենաուժեղ պարզ նյութերի շարքում ֆտորը առաջատարն է։ Նման տերմին, ինչպիսին է «էլեկտրոնեգատիվությունը», այսինքն՝ ատոմի ընդունակությունը քիմիական փոխազդեցության դեպքումէլեկտրոնները, կարելի է համարել օքսիդացնող հատկությունների հոմանիշ: Երկու կամ ավելի քիմիական տարրերից բաղկացած բարդ նյութերից կարելի է առանձնացնել վառ օքսիդացնող նյութեր՝ կալիումի պերմանգանատ, կալիումի քլորատ, օզոն։

Ինչ է նվազեցնող նյութը

Ատոմների վերականգնող հատկությունները բնորոշ են մետաղական հատկություններ դրսևորող պարզ նյութերին: Պարբերական աղյուսակում մետաղների հատկությունները ժամանակաշրջաններում ձախից աջ թուլանում են, իսկ հիմնական ենթախմբերում (ուղղահայաց) մեծանում են։ Վերականգնման էությունը էլեկտրոնների վերադարձն է, որոնք գտնվում են արտաքին էներգիայի մակարդակի վրա։ Որքան մեծ է էլեկտրոնային թաղանթների թիվը (մակարդակները), այնքան ավելի հեշտ է քիմիական փոխազդեցության ժամանակ «լրացուցիչ» էլեկտրոններ տալը:

Ակտիվ (ալկալային, հողալկալիական) մետաղներն ունեն գերազանց վերականգնող հատկություններ: Բացի այդ, նմանատիպ պարամետրեր ունեցող նյութերը կարևորում են ծծմբի օքսիդը (6), ածխածնի օքսիդը: Առավելագույն օքսիդացման վիճակ ձեռք բերելու համար այս միացությունները ստիպված են ցուցաբերել վերականգնող հատկություն։

Օքսիդացման գործընթաց

Եթե քիմիական փոխազդեցության ժամանակ ատոմը կամ իոնը տալիս է էլեկտրոններ մեկ այլ ատոմի (իոն), ապա խոսքը օքսիդացման գործընթացի մասին է։ Վերլուծելու համար, թե ինչպես են փոխվում նվազեցնող հատկությունները և օքսիդացնող ուժը, ձեզ հարկավոր է տարրերի պարբերական աղյուսակ, ինչպես նաև ֆիզիկայի ժամանակակից օրենքների իմացություն:

Վերականգնման գործընթաց

Նվազեցման գործընթացները ներառում են իոնների ընդունումը կամ դրանց ընդունումըԱյլ ատոմներից (իոններից) էլեկտրոնների ատոմները ուղղակի քիմիական փոխազդեցության ժամանակ: Գերազանց վերականգնող նյութեր են նիտրիտները, ալկալային մետաղների սուլֆիտները: Տարրերի համակարգում վերականգնող հատկությունները փոխվում են այնպես, ինչպես պարզ նյութերի մետաղական հատկությունները։

OVR վերլուծության ալգորիթմ

Որպեսզի աշակերտը գործակիցները տեղադրի ավարտված քիմիական ռեակցիայի մեջ, անհրաժեշտ է օգտագործել հատուկ ալգորիթմ։ Redox հատկությունները նաև օգնում են լուծել վերլուծական, օրգանական և ընդհանուր քիմիայի տարբեր հաշվողական խնդիրներ։ Մենք առաջարկում ենք ցանկացած ռեակցիա վերլուծելու կարգը՝

1. Նախ, կարևոր է որոշել յուրաքանչյուր հասանելի տարրի օքսիդացման վիճակը՝ օգտագործելով կանոնները:
2. Հաջորդը, այն ատոմները կամ իոնները, որոնք փոխել են իրենց օքսիդացման վիճակը, որոշվում է, որ մասնակցեն ռեակցիային:
3. Մինուս և գումարած նշանները ցույց են տալիս քիմիական ռեակցիայի ընթացքում տրված և ստացված ազատ էլեկտրոնների թիվը:
4. Հաջորդ, բոլոր էլեկտրոնների թվի միջև որոշվում է նվազագույն ընդհանուր բազմապատիկը, այսինքն՝ մի ամբողջ թիվ, որն առանց մնացորդի բաժանվում է ստացված և տրված էլեկտրոնների վրա։
5. Այնուհետև այն բաժանվում է քիմիական ռեակցիայի մեջ ներգրավված էլեկտրոնների:
6. Հետագայում մենք որոշում ենք, թե որ իոնները կամ ատոմներն ունեն վերականգնող հատկություն, ինչպես նաև որոշում ենք օքսիդացնող նյութերը:
7. Վերջնական փուլում դրեք գործակիցները հավասարման մեջ։

Օգտագործելով էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդը՝ եկեք գործակիցները տեղադրենք ռեակցիայի այս սխեմայում՝

NaMnO₄ + ջրածնի սուլֆիդ + ծծմբաթթու=S + Mn SO_{4 +…+…}

Խնդիրը լուծելու ալգորիթմ

Եկեք պարզենք, թե որ նյութերը պետք է առաջանան փոխազդեցությունից հետո։ Քանի որ ռեակցիայի մեջ արդեն կա օքսիդացնող նյութ (դա կլինի մանգան) և սահմանված է վերականգնող (դա կլինի ծծումբ), առաջանում են նյութեր, որոնցում օքսիդացման վիճակներն այլևս չեն փոխվում։ Քանի որ հիմնական ռեակցիան ընթանում է աղի և ուժեղ թթվածին պարունակող թթվի միջև, վերջնական նյութերից մեկը կլինի ջուրը, իսկ երկրորդը կլինի նատրիումի աղը, ավելի ճիշտ՝ նատրիումի սուլֆատը։

Հիմա եկեք կազմենք էլեկտրոններ տալու և ստանալու սխեմա:

- Mn⁺⁷ տանում է 5 e=Mn^+2.

Սխեմայի երկրորդ մասը՝

- S^-2 gives2e=S⁰

Նախնական ռեակցիայի մեջ դրեցինք գործակիցները՝ չմոռանալով գումարել ծծմբի բոլոր ատոմները հավասարման մասերում։

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

OVR-ի վերլուծություն՝ ներգրավելով ջրածնի պերօքսիդ

Օգտագործելով OVR վերլուծության ալգորիթմը, մենք կարող ենք հավասարություն կազմել ընթացիկ ռեակցիայի համար.

ջրածնի պերօքսիդ + ծծմբաթթու + կալիումի պերմագնատ=Mn SO_{4 + թթվածին + …+…}

Օքսիդացման վիճակները փոխեցին թթվածնի իոնը (ջրածնի պերօքսիդում) և մանգանի կատիոնը կալիումի պերմանգանատում: Այսինքն՝ մենք ունենք վերականգնող, ինչպես նաև օքսիդացնող նյութ։

Եկեք որոշենք, թե փոխազդեցությունից հետո ինչպիսի նյութեր դեռ կարելի է ստանալ: Դրանցից մեկը կլինի ջուրը, որն ակնհայտորեն ռեակցիա է թթվի և աղի միջև: Կալիումը նոր չի ձևավորվելնյութեր, երկրորդ արտադրանքը կլինի կալիումի աղը, այն է՝ սուլֆատը, քանի որ ռեակցիան եղել է ծծմբաթթվի հետ։

Scheme:

2O ^{- նվիրում է} 2 էլեկտրոն և վերածվում O ₂ ⁰ 5

Mn⁺⁷ ընդունում է 5 էլեկտրոն և դառնում Mn իոն^{+2 2}

Սահմանել գործակիցները.

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

OVR վերլուծության օրինակ կալիումի քրոմատով

Օգտագործելով էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդը, մենք կկազմենք հավասարում գործակիցներով.

FeCl₂ + աղաթթու + կալիումի քրոմատ=FeCl₃+ CrCl_{3 + …+…}

Օքսիդացման վիճակները փոխեցին երկաթը (երկաթի քլորիդ II-ում) և քրոմ իոնը կալիումի երկքրոմատում:

Այժմ փորձենք պարզել, թե ինչ այլ նյութեր են գոյանում։ Մեկը կարող է լինել աղ: Քանի որ կալիումը որևէ միացություն չի առաջացրել, հետևաբար, երկրորդ արտադրանքը կլինի կալիումի աղը, ավելի ճիշտ՝ քլորիդը, քանի որ ռեակցիան տեղի է ունեցել աղաթթվի հետ։

Եկեք կազմենք դիագրամ՝

Fe⁺² տալիս է e= Fe^{+3 6 կրճատող,}

2Cr⁺⁶ ընդունում է 6 e=2Cr ^{+31 օքսիդիչ։}

Դրեք գործակիցները սկզբնական ռեակցիայի մեջ՝

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

ՕրինակOVR վերլուծություն՝ կալիումի յոդիդով

Զինված կանոններով, եկեք հավասարություն կազմենք.

կալիումի պերմանգանատ + ծծմբաթթու + կալիումի յոդիդ…մանգանի սուլֆատ + յոդ +…+…

Օքսիդացման վիճակները փոխեցին մանգանը և յոդը: Այսինքն՝ առկա են վերականգնող և օքսիդացնող նյութ։

Հիմա եկեք պարզենք, թե ինչով ենք մենք վերջանում: Միացությունը կլինի կալիումի հետ, այսինքն՝ կստանանք կալիումի սուլֆատ։

Վերականգնման գործընթացները տեղի են ունենում յոդի իոններում:

Եկեք կազմենք էլեկտրոնային փոխանցման սխեման:

- Mn⁺⁷ ընդունում է 5 e=Mn^{+2 2-ը օքսիդանտ է,}

- 2I^- տվիրել 2 e=I₂ ^{0 5-ը նվազեցնող միջոց է։}

Տեղադրեք գործակիցները սկզբնական ռեակցիայի մեջ, մի մոռացեք ամփոփել ծծմբի բոլոր ատոմները այս հավասարման մեջ:

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

Նատրիումի սուլֆիտի ներգրավմամբ OVR-ի վերլուծության օրինակ

Օգտագործելով դասական մեթոդը, մենք կկազմենք շղթայի հավասարում.

- ծծմբաթթու + KMnO_{4 + նատրիումի սուլֆիտ… նատրիումի սուլֆատ + մանգան սուլֆատ +…+…}

Փոխազդեցությունից հետո մենք ստանում ենք նատրիումի աղ, ջուր:

Եկեք կազմենք դիագրամ՝

- Mn⁺⁷ տանում է 5 e=Mn^{+2 2,}

- S⁺⁴ տալիս է 2 e=S^{+6 5.}

Դասավորեք գործակիցները դիտարկվող ռեակցիայում, մի մոռացեք ավելացնել ծծմբի ատոմները գործակիցները դասավորելիս։

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

Ազոտ ներառող OVR-ի վերլուծության օրինակ

Եկեք կատարենք հետևյալ առաջադրանքը. Օգտագործելով ալգորիթմը, մենք կկազմենք ռեակցիայի ամբողջական հավասարումը.

- մանգանի նիտրատ + ազոտաթթու + PbO₂=HMnO₄+Pb(NO₃) ₂₊

Եկեք վերլուծենք, թե ինչ նյութ է դեռ գոյանում։ Քանի որ ռեակցիան տեղի է ունեցել ուժեղ օքսիդացնող նյութի և աղի միջև, դա նշանակում է, որ նյութը ջուր է լինելու։

Ցույց տալ էլեկտրոնների քանակի փոփոխությունը՝

- Mn⁺² հանձնում է 5 e=Mn^{+7 2 ցուցադրում է նվազեցնող նյութի հատկությունները,}

- Pb⁺⁴ վերցնում է 2 e=Pb^{+2 5 օքսիդիչ։}

3. Մենք դասավորում ենք գործակիցները սկզբնական ռեակցիայի մեջ, համոզվեք, որ գումարեք սկզբնական հավասարման ձախ կողմում առկա ողջ ազոտը՝

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

Այս ռեակցիան չի ցուցաբերում ազոտի վերականգնող հատկություններ։

Երկրորդ ռեդոքս ռեակցիա ազոտով.

Zn + ծծմբաթթու + HNO₃=ZnSO_{4 + NO+…}

- Zn⁰ տվիրել 2 e=Zn^{+23 կլինի վերականգնող,}

N⁺⁵ընդունում է 3 e=N^{+2 2-ը օքսիդացնող է:}

Տրված ռեակցիայի գործակիցները դասավորեք.

3Zn + 3H₂SO₄ + 2HNO₃ =3ZnSO_{+ 2HNO}3 _{=3ZnSO 4 + 2NO + 4H2O.}

Օքսիդացման ռեակցիաների կարևորությունը

Ամենահայտնի նվազեցման ռեակցիաները ֆոտոսինթեզն է, որը բնորոշ է բույսերին։ Ինչպե՞ս են փոխվում վերականգնողական հատկությունները: Գործընթացը տեղի է ունենում կենսոլորտում, հանգեցնում է էներգիայի ավելացման արտաքին աղբյուրի օգնությամբ։ Հենց այս էներգիան է մարդկությունն օգտագործում իր կարիքների համար: Քիմիական տարրերի հետ կապված օքսիդատիվ և վերականգնողական ռեակցիաների օրինակներից առանձնահատուկ նշանակություն ունեն ազոտի, ածխածնի և թթվածնի միացությունների փոխակերպումները։ Ֆոտոսինթեզի շնորհիվ երկրագնդի մթնոլորտն ունի այնպիսի բաղադրություն, որն անհրաժեշտ է կենդանի օրգանիզմների զարգացման համար։ Ֆոտոսինթեզի շնորհիվ օդային թաղանթում ածխաթթու գազի քանակությունը չի ավելանում, Երկրի մակերեսը չի գերտաքանում։ Բույսը ոչ միայն զարգանում է ռեդոքսային ռեակցիայի օգնությամբ, այլ նաև ձևավորում է այնպիսի նյութեր, ինչպիսիք են թթվածինը և գլյուկոզան, որոնք անհրաժեշտ են մարդուն։ Առանց այս քիմիական ռեակցիայի անհնար է բնության մեջ նյութերի ամբողջական ցիկլը, ինչպես նաև օրգանական կյանքի գոյությունը:

ՌԻԱ-ի գործնական կիրառում

Մետաղի մակերեսը պահպանելու համար պետք է իմանալ, որ ակտիվ մետաղներն ունեն վերականգնող հատկություն, այնպես որ կարող եք մակերեսը ծածկել ավելի ակտիվ տարրի շերտով՝ միաժամանակ դանդաղեցնելով քիմիական կոռոզիայի գործընթացը։ Ռեդոքսային հատկությունների առկայության շնորհիվ խմելու ջուրը մաքրվում և ախտահանվում է: Ոչ մի խնդիր չի կարող լուծվել առանց գործակիցները հավասարման մեջ ճիշտ տեղադրելու։ Սխալներից խուսափելու համար կարևոր է հասկանալ բոլոր ռեդոքսներըպարամետրեր։

Պաշտպանություն քիմիական կոռոզիայից

Կոռոզիան հատուկ խնդիր է մարդու կյանքի և գործունեության համար: Այս քիմիական փոխակերպման արդյունքում տեղի է ունենում մետաղի քայքայումը, մեքենայի մասերը, հաստոցները կորցնում են իրենց գործառնական բնութագրերը։ Նման խնդիրը շտկելու համար օգտագործվում է քայլքի պաշտպանություն, մետաղը պատում են լաքի կամ ներկի շերտով, օգտագործվում են հակակոռոզիոն համաձուլվածքներ։ Օրինակ՝ երկաթե մակերեսը պատված է ակտիվ մետաղի շերտով՝ ալյումինով։

Եզրակացություն

Մարդու օրգանիզմում առաջանում են վերականգնողական տարբեր ռեակցիաներ, ապահովում են մարսողական համակարգի բնականոն գործունեությունը։ Կյանքի այնպիսի հիմնական գործընթացները, ինչպիսիք են խմորումը, քայքայումը, շնչառությունը, նույնպես կապված են վերականգնող հատկությունների հետ։ Մեր մոլորակի բոլոր կենդանի էակները ունեն նմանատիպ ունակություններ: Առանց էլեկտրոնների վերադարձի և ընդունման ռեակցիաների, հանքարդյունաբերությունը, ամոնիակի, ալկալիների և թթուների արդյունաբերական արտադրությունն անհնար է: Անալիտիկ քիմիայում ծավալային անալիզի բոլոր մեթոդները հիմնված են հենց ռեդոքս պրոցեսների վրա։ Քիմիական կոռոզիայի նման տհաճ երեւույթի դեմ պայքարը նույնպես հիմնված է այս գործընթացների իմացության վրա։