Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining klassifikatsiyasi

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining klassifikatsiyasi.

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarini 3 guruhga bo’lish mumkin.

1. Atomlararo yoki molekulalararo boradigan oksidlanish qaytarilish reaksiyalari.

Bunday reaksiyalarda elektronlarning almashinishi atomlar, molekulalar yoki ionlar o’rtasida  boradi, masalan

0               +5                 +2                            +2

3Cu + 8HNO₃ + 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O 2. O’z-o’zidan oksidlanish, o’z-o’zidan qaytarilash (disproporsiyalanish) reaksiyalari. Bunday reaksiyalarda bitta element atomlari yoki ionlarning oksidlanish darajasi bir vaqtning o’zidaortadi va kamayadi.  Bunda boshlang’ich modda turli xil birikmalarni hosil qiladi, ulardan biridaatomlarning oksidlanish darajasi yuqori, ikkinchisida esa past bo’ladi. Bunday reaksiyalar molekulasida oraliq oksidlanish darajasiga ega bo’lgan atomlar mavjud bo’lgan moddalarda sodir bo’ladi.

+6                                            +7                  +4

3K₂MnO₄ + 2H₂O = 2KMnO₄ + MnO₂ + 4KOH

+1                     –1                +5

3NaClO = 2NaCl + NaClO₃

3. Ichki molekulyar oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari. Bunday reaksiyalar jumlasiga bitta molekuladagi turli atomlarning oksidlanish darajasi o’zgarishi bilan boradigan reaksiyalar kiradi. Bunda musbat oksidlanish darajasi kattaroq bo’lgan atom, oksidlanish darajasi kichikroq bo’lgan atomni oksidlaydi, masalan:

+5 –2                   +3              0

2NaNO₃ = 2NaNO₂ + O₂

–3           +6                   0         +3

(NH₄)₂Cr₂O₇ = N₂ + Cr₂O₃ + 4H₂O

Oksidlansh-qaytarlish reaksiyalari tenglamalarini tuzishning ikkita usuli  qo’llaniladi – elektron balans va  ion-elektron (yarim reaksiyalar) usuli.

1. E l e k t r o n b a l a n s   u s u l i .  Bu usuldan foydalanganda tenglama tuzish avvalo reaksiyada ishtirok etadigan oksidlanish darajalari o’zgaradigan elementlarning oksidlanish darajalarini hisoblashdan boshlanadi. Misning konsentrlangan nitrat kislota bilan o’zaro ta’siri quyidagi sxema bilan ifodalanadi:

0             +5                 +2                        +4

Cu + HNO₃  Cu(NO₃)₂ + NO₂ + H₂O

Oksidlanish darajalarini bilgan holda elektron berish va biriktirib olish (oksidlanish va qaytarilish) jarayonlari elektron tenglamalar holida yoziladi.

0                        +2

Cu – 2e^– = Cu     oksidlanish

+5                 +4

N + e^– = N        qaytarlish

Elektron balans usulidaasosiy boskich elektronlar balansini tuzishdan, ya’ni oksidlanish reaksiyasida yo’qotilgan elektronlar soniga qaytarilish reaksiyasida biriktirib olingan elektronlar sonini tenglashtirishdir. Buning uchun yo’qotilgan va biriktirib olingan elektronlar miqdori uchun eng kichik ko’paytma topiladi:

0                       +2

Cu – 2e–= Cu +5                +4	2	2
N + e–=  N	1

Topilgan ko’paytmaning berilgan va biriktirib olingan elektronlar miqdoriga taqsim qilishdan kelib chiqqan sonlar yoziladi. Bu sonlar tenglama tuzishdagi stexiometrik koeffitsiyentlar hisoblanadi:

0                        +2

Cu – 2e– = Cu +5                    +4	2	2	1
N + e–  =  N	1		2

Koeffitsiyentlar yordamida tenglamaning chap va o’ng qismlarida qaytaruvchi hamda oksidlovchi  atomlarining  soni tenglashtiriladi:

Cu + 4HNO₃ Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + H₂O

So’ngra boshqa element atomlari soni tenglashtiriladi va nihoyat oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi quyidagi tenglama holiga keladi:

Cu + 4HNO₃ Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + H₂O

2. E l e k t r o n – i o n l i  (ya r i m   r e a k ts i ya l a r)  u s u l. Bu usul  ion yoki molekulalarning reaksiyada  qanday o’zgarishga uchrashini ko’rsatuvchi ionli tenglamalar (yarim reaksiyalar tenglamalari) ni tuzish va bu tenglamalari bitta molekulyar oksidlanishqaytarilish tenglamasiga birlashtirishdan iborat. Quyidagi reaksiyaga elektron-ionli usul yordamida koeffitsiyentlar tanlashni ko’rib chiqaylik:

NaBr + KMnO₄ + H₂O  MnO₂ + Br₂ + KOH + NaOH Bu reaksiyada brom va permanganatning ionlari o’zgarishga uchraydi:

Br → Br^–; MnO₄ → MnO₂^–

Brom ionining oksidlanish va permanganat ionning qaytarilish yarim  reaksiyalari tenglamalari tuziladi. 1 mol Br₂ ning 2 mol Br^– iondan hosil bo’lishini hisobgaolib, birinchi yarim reaksiyaning tenglamasi (brom ionining oksidlanishi) yoziladi:

2Br^– – 2e^– = Br₂

1 mol MnO₄^– ionning 1 mol MnO₂ ga qaytarilishida 2 mol atomar kislorod 2 mol suv bilan (neytral muhitda) bog’lanib, 4 mol OH^– ionlarni hosil qiladi. Zaryadlar tengligini hisobgaolib, ikkinchi yarim reaksiya (permanganat ionining qaytarilishi) tenglamasi yoziladi: KMnO₄^– + 2H₂O + 3e^– = MnO₂ + 4OH^– Berilgan va biriktirilgan elektronlar soni teng bo’lganligiga qarab eng kichik umumiy ko’paytma topiladi. Bu ko’paytma 6 ga teng bo’lganligi uchun qaytaruvchining yarim reaksiyasidagi ion, molekula va elektronlar 3 koeffitsiyentga ko’paytiriladi va qaytaruvchi oksidlovchining yarim reaksiyalarining chap va o’ng qismlariga qo’shiladi: 2Br^–– 2e^– = Br₂  2              3

6

KMnO₄^– + 2H₂O + 3e^– = MnO₂ + 4OH^–     3              2

6Br^– +2KMnO₄^– + 4H₂O = 2MnO₂ + 3Br₂ + 8OH^–

Reaksiyada o’zgarmay qoladigan kaliy va natriy kationlarini hisobga olgan holda oksidlanish-qaytarilish reaksiyasining molekulyar tenglamasi yoziladi:

6Br^– + 2KMnO₄^–+ 4H₂O = 2MnO₂ + 3Br₂ + 8OH^–

6Na⁺ = 2K⁺ + 6Na⁺

6NaBr + 2KMnO₄ + 4H₂O  2MnO₂ + 3Br₂ + 2KOH + 6NaOH

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida muhit muhim ahamiyatga ega. Muhitning ta’siri masalan, KMnO₄ ning qaytarilish xarakterida yaqqol namoyon bo’ladi. Kislotali muhitda MnO₄^– ion Mn²⁺ iongacha, neytral muhitda MnO₂ gacha,  ishqoriy muhitda MnO₄^2– (yashil rang) iongacha qaytariladi. KMnO₄ ning kislotali muhitida qaytarilishi:

+7                  –1                                  +2                   0

KMnO₄ + KI + H₂SO₄  MnSO₄ + I + K₂SO₄ + H₂O

Mn⁺⁷ + 5e^– Mn⁺²     5                      2

10

2I^– – 2e^–I₂                2                      5

2KMnO₄ +10KI + 8H₂SO₄ 2MnSO₄ +5I₂ + 6K₂SO₄ + 8H₂O KMnO₄ ning neytral muhitda qaytarilishi:

+7                    +4                                   +4                   +6

KMnO₄ + K₂SO₃+ H₂O  MnO₂+ K₂SO₄ + KOH

Mn⁺⁷ + 3e^– Mn⁺⁴     3                      2

6

S⁺⁴– 2e^– S⁺⁶             2                      3

2KMnO₄ + 3K₂SO₃ + H₂O = 2MnO₂ + 3K₂SO₄ + 2KOH Kaliy permanganatning ishqoriy muhitda qaytarilishi:

+7                      +4                                           +6                      +6

KMnO₄ + K₂SO₃ + KOH  K₂MnO₄ + K₂SO₄ + N₂O

Mn⁺⁷ + e^– Mn⁺⁶       1                      2

2

S⁺⁴– 2e^– S⁺⁶             2                      1

2KMnO₄ + K₂SO₃ + 2KOH  2K₂MnO₄ + K₂SO₄ + H₂O

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining klassifikatsiyasi.

 

Mavzular.

manba