როგორ გავიგოთ, რომ რეაქცია არის ov. რედოქსის რეაქციები

რა უპასუხოს ადამიანს, რომელსაც აინტერესებს, როგორ გადაჭრას რედოქსის რეაქციები? ისინი გადაუჭრელია. თუმცა, როგორც ყველა სხვა. ქიმიკოსები ჩვეულებრივ არ ხსნიან რეაქციებს ან მათ განტოლებებს. ჟანგვა-აღდგენითი რეაქციისთვის (ORR) შეგიძლიათ შექმნათ განტოლება და განათავსოთ მასში კოეფიციენტები. მოდით შევხედოთ როგორ გავაკეთოთ ეს.

ჟანგვის აგენტი და შემცირების აგენტი

რედოქსის რეაქცია არის რეაქცია, რომელშიც იცვლება რეაქტანტების ჟანგვის მდგომარეობა. ეს იმიტომ ხდება, რომ ერთ-ერთი ნაწილაკი თმობს ელექტრონებს (მას რედუქტორს უწოდებენ), ხოლო მეორე იღებს მათ (ჟანგვის აგენტს).

შემცირების აგენტი, რომელიც კარგავს ელექტრონებს, იჟანგება, ანუ ის ზრდის ჟანგვის მდგომარეობის მნიშვნელობას. მაგალითად, ჩანაწერი: ნიშნავს, რომ თუთიამ დატოვა 2 ელექტრონი, ანუ დაჟანგდა. ის რესტავრატორია. ჟანგვის ხარისხი, როგორც ზემოთ მოყვანილი მაგალითიდან ჩანს, გაიზარდა. – აქ გოგირდი იღებს ელექტრონებს, ანუ მცირდება. ის არის ჟანგვის აგენტი. მისი დაჟანგვის დონე შემცირდა.

ვინმეს შეიძლება გაუკვირდეს, რატომ ემატება ელექტრონები, რატომ მცირდება ჟანგვის მდგომარეობა, მაგრამ როდესაც ისინი იკარგება, პირიქით, იზრდება? ყველაფერი ლოგიკურია. ელექტრონი არის ნაწილაკი მუხტით -1, შესაბამისად, მათემატიკური თვალსაზრისით, ჩანაწერი უნდა წაიკითხოს შემდეგნაირად: 0 – (-1) = +1, სადაც (-1) არის ელექტრონი. მაშინ ეს ნიშნავს: 0 + (-2) = -2, სადაც (-2) არის ორი ელექტრონი, რომლებიც გოგირდის ატომმა მიიღო.

ახლა განიხილეთ რეაქცია, რომელშიც ორივე პროცესი ხდება:

ნატრიუმი რეაგირებს გოგირდთან და წარმოქმნის ნატრიუმის სულფიდს. ნატრიუმის ატომები იჟანგება, ტოვებს თითო ელექტრონს, ხოლო გოგირდის ატომები მცირდება, იძენს ორს. თუმცა, ეს შეიძლება იყოს მხოლოდ ქაღალდზე. ფაქტობრივად, ჟანგვის აგენტმა თავის თავს ზუსტად იმდენი ელექტრონი უნდა დაუმატოს, რამდენიც მათ აღმდგენი აგენტმა მისცა. ბუნებაში, ბალანსი შენარჩუნებულია ყველაფერში, მათ შორის რედოქს პროცესებში. მოდით ვაჩვენოთ ელექტრონული ბალანსი ამ რეაქციისთვის:

მოცემული და მიღებული ელექტრონების რაოდენობას შორის ჯამური ჯერადი არის 2. მისი გაყოფა ნატრიუმზე (2:1=1) და გოგირდზე (2:2=1) მოცემულ ელექტრონების რაოდენობაზე, მივიღებთ ამ განტოლების კოეფიციენტებს. ანუ, განტოლების მარჯვენა და მარცხენა მხარეს უნდა იყოს თითო გოგირდის ატომი (მნიშვნელობა, რომელიც მიღებულია საერთო ჯერადის გაყოფით გოგირდის მიერ მიღებული ელექტრონების რაოდენობაზე) და ორი ნატრიუმის ატომი. მარცხნივ დაწერილ დიაგრამაზე ჯერ კიდევ არის მხოლოდ ერთი ნატრიუმის ატომი. გავაორმაგოთ ნატრიუმის ფორმულის წინ კოეფიციენტის 2-ის დაყენებით. ნატრიუმის ატომების მარჯვენა მხარე უკვე შეიცავს 2 (Na2S).

ჩვენ შევადგინეთ განტოლება უმარტივესი რედოქსის რეაქციისთვის და მასში მოვათავსეთ კოეფიციენტები ელექტრონული ბალანსის მეთოდით.

მოდით შევხედოთ, თუ როგორ უნდა "გადაჭრა" უფრო რთული რედოქსული რეაქციები. მაგალითად, როდესაც კონცენტრირებული გოგირდის მჟავა რეაგირებს იმავე ნატრიუმთან, წარმოიქმნება წყალბადის სულფიდი, ნატრიუმის სულფატი და წყალი. მოდით ჩამოვწეროთ დიაგრამა:

მოდით განვსაზღვროთ ყველა ელემენტის ატომების ჟანგვის მდგომარეობა:

შეცვალა ხელოვნება. მხოლოდ ნატრიუმი და გოგირდი. მოდით დავწეროთ ჟანგვის და შემცირების ნახევრად რეაქციები:

ვიპოვოთ უმცირესი საერთო ჯერადი 1-ზე (რამდენი ელექტრონი დატოვა ნატრიუმმა) და 8-ს (გოგირდის მიერ მიღებული უარყოფითი მუხტების რაოდენობა), გავყოთ 1-ზე, შემდეგ 8-ზე. შედეგი არის Na და S ატომების რაოდენობა ორივეზე. მარჯვენა და მარცხენა.

მოდით ჩავწეროთ ისინი განტოლებაში:

გოგირდის მჟავას ფორმულის წინ ჯერ არ ვათავსებთ ბალანსის კოეფიციენტებს. ჩვენ ვითვლით სხვა ლითონებს, ასეთის არსებობის შემთხვევაში, შემდეგ მჟავას ნარჩენებს, შემდეგ H, და ბოლოს, მაგრამ არანაკლებ ვამოწმებთ ჟანგბადს.

ამ განტოლებაში მარჯვნივ და მარცხნივ ნატრიუმის 8 ატომი უნდა იყოს, გოგირდმჟავას ნარჩენები ორჯერ გამოიყენება. აქედან 4 ხდება მარილის შემქმნელი (Na2SO4-ის ნაწილი) და ერთი გადაიქცევა H2S-ად, ანუ სულ უნდა მოიხმაროს გოგირდის 5 ატომი. გოგირდმჟავას ფორმულის წინ ვდებთ 5-ს.

ვამოწმებთ H: მარცხენა მხარეს არის 5×2=10 H ატომები, მარჯვენა მხარეს მხოლოდ 4, რაც იმას ნიშნავს, რომ წყლის წინ ვათავსებთ კოეფიციენტს 4-ს (გოგირდწყალბადის წინ არ შეიძლება დადგეს, რადგან ის ბალანსიდან გამომდინარეობს, რომ მარჯვნივ და მარცხნივ უნდა იყოს 1 H2S მოლეკულა, ვამოწმებთ ჟანგბადს, მარცხნივ არის 20 O ატომი, მარჯვნივ გოგირდმჟავას 4x4 და წყლისგან 4. ყველაფერი ემთხვევა, რაც ნიშნავს, რომ მოქმედებები სწორად შესრულდა.

ეს არის აქტივობის ერთ-ერთი ტიპი, რომელიც შეიძლება ჰქონდეს მხედველობაში ვინმემ, ვინც იკითხა, როგორ ამოხსნას რედოქსის რეაქციები. თუ ეს კითხვა ნიშნავდა "დაასრულეთ ORR განტოლება" ან "დაამატეთ რეაქციის პროდუქტები", მაშინ ასეთი ამოცანის შესასრულებლად საკმარისი არ არის ელექტრონული ბალანსის შედგენა. ზოგიერთ შემთხვევაში, თქვენ უნდა იცოდეთ რა არის ჟანგვის/აღდგენითი პროდუქტები, როგორ მოქმედებს მათზე გარემოს მჟავიანობა და სხვადასხვა ფაქტორები, რომლებიც განხილული იქნება სხვა სტატიებში.

რედოქსის რეაქციები - ვიდეო

ქიმიური რეაქციების მთელი მრავალფეროვნება შეიძლება შემცირდეს ორ ტიპად. თუ რეაქციის შედეგად ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობა არ იცვლება, მაშინ ასეთ რეაქციებს უწოდებენ გაცვლა, წინააღმდეგ შემთხვევაში - რედოქსირეაქციები.

ქიმიური რეაქციების წარმოშობა განპირობებულია ნაწილაკების გაცვლით მორეაქტიულ ნივთიერებებს შორის. მაგალითად, ნეიტრალიზაციის რეაქციაში ხდება გაცვლა მჟავისა და ფუძის კატიონებსა და ანიონებს შორის, რის შედეგადაც წარმოიქმნება სუსტი ელექტროლიტი - წყალი:

ხშირად გაცვლას თან ახლავს ელექტრონების გადატანა ერთი ნაწილაკიდან მეორეზე. ამრიგად, როდესაც თუთია ცვლის სპილენძს სპილენძის (II) სულფატის ხსნარში

თუთიის ატომებიდან ელექტრონები მიდიან სპილენძის იონებში:

ნაწილაკების ელექტრონების დაკარგვის პროცესს ე.წ დაჟანგვა, ხოლო ელექტრონების მიღების პროცესი არის აღდგენა. დაჟანგვა და შემცირება ერთდროულად ხდება, ამიტომ ურთიერთქმედება, რომელსაც თან ახლავს ელექტრონების გადატანა ერთი ნაწილაკიდან მეორეზე, ე.წ. რედოქსული რეაქციები.

ელექტრონების გადაცემა შეიძლება არასრული იყოს. მაგალითად, რეაქციაში

დაბალპოლარული C-H ბმების ნაცვლად, ჩნდება მაღალი პოლარული H-Cl ბმები. რედოქსის რეაქციების ჩაწერის მოხერხებულობისთვის გამოიყენება ჟანგვის ხარისხის კონცეფცია, რომელიც ახასიათებს ელემენტის მდგომარეობას ქიმიურ ნაერთში და მის ქცევას რეაქციებში.

ჟანგვის მდგომარეობა- მნიშვნელობა რიცხობრივად ტოლია ფორმალურ მუხტს, რომელიც შეიძლება მიენიჭოს ელემენტს, დაფუძნებული ვარაუდიდან, რომ მისი თითოეული ბმის ყველა ელექტრონი გადავიდა მოცემული ნაერთის უფრო ელექტროუარყოფით ატომში.

ჟანგვის მდგომარეობის კონცეფციის გამოყენებით, ჩვენ შეგვიძლია მივცეთ ჟანგვის და შემცირების პროცესების უფრო ზოგადი განმარტება. რედოქსიუწოდებენ ქიმიურ რეაქციებს, რომლებსაც თან ახლავს რეაქციაში მონაწილე ნივთიერებების ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილება. შემცირების დროს ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა მცირდება, ჟანგვის დროს კი იზრდება. ნივთიერებას, რომელიც შეიცავს ელემენტს, რომელიც ამცირებს მის ჟანგვის მდგომარეობას, ეწოდება ჟანგვის აგენტი; ნივთიერებას, რომელიც შეიცავს ელემენტს, რომელიც ზრდის ჟანგვის მდგომარეობას, ეწოდება შემცირების აგენტი.

ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა ნაერთში განისაზღვრება შემდეგი წესების შესაბამისად:

· ელემენტის დაჟანგვის მდგომარეობა მარტივ ნივთიერებაში არის ნული;

· მოლეკულაში ატომების ყველა დაჟანგვის მდგომარეობის ალგებრული ჯამი ნულის ტოლია;

· კომპლექსურ იონში ატომების ყველა დაჟანგვის მდგომარეობის ალგებრული ჯამი, ისევე როგორც ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა მარტივ მონოატომურ იონში, უდრის იონის მუხტს;

· უარყოფითი ჟანგვის მდგომარეობას ავლენენ ნაერთში ყველაზე მაღალი ელექტრონეგატიურობის მქონე ელემენტის ატომები;

· ელემენტის მაქსიმალური შესაძლო (დადებითი) ჟანგვის მდგომარეობა შეესაბამება იმ ჯგუფის რაოდენობას, რომელშიც ელემენტი მდებარეობს D.I. პერიოდულ ცხრილში. მენდელეევი.

ნაერთში ელემენტების ატომების ჟანგვის მდგომარეობა იწერება მოცემული ელემენტის სიმბოლოს ზემოთ, რაც მიუთითებს ჯერ ჟანგვის მდგომარეობის ნიშანს, შემდეგ კი მის რიცხვობრივ მნიშვნელობას, მაგალითად.

ნაერთებში რამდენიმე ელემენტი ავლენს მუდმივ ჟანგვის მდგომარეობას, რომელიც გამოიყენება სხვა ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობის დასადგენად:

სხვადასხვა ელემენტების ატომების რედოქს თვისებები ვლინდება მრავალი ფაქტორიდან გამომდინარე, რომელთაგან ყველაზე მნიშვნელოვანია ელემენტის ელექტრონული სტრუქტურა, მისი დაჟანგვის მდგომარეობა ნივთიერებაში და რეაქციაში სხვა მონაწილეთა თვისებების ბუნება. მაგ. მინიმალური დაჟანგვის მდგომარეობით ელემენტების შემცველი ნაერთები, მაგ. შეუძლია მხოლოდ დაჟანგვის და იმოქმედოს როგორც შემცირების აგენტები.

ნივთიერებები, რომლებიც შეიცავს ელემენტებს შუალედური ჟანგვის მდგომარეობით, მაგ. აქვს რედოქსის ორმაგობა. რეაქციის პარტნიორიდან გამომდინარე, ასეთ ნივთიერებებს შეუძლიათ ელექტრონების მიღება (უფრო ძლიერ აღმდგენი აგენტებთან ურთიერთობისას) და დონაცია (ძლიერ ჟანგვის აგენტებთან ურთიერთობისას).

შემცირებისა და დაჟანგვის პროდუქტების შემადგენლობა ასევე დამოკიდებულია ბევრ ფაქტორზე, მათ შორის გარემოზე, რომელშიც ხდება ქიმიური რეაქცია, რეაგენტების კონცენტრაცია და პარტნიორის აქტივობა რედოქს პროცესში.

რედოქსის რეაქციის განტოლების დასაწერად, თქვენ უნდა იცოდეთ, როგორ იცვლება ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობა და რა სხვა მდგომარეობებში შედის ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი აგენტი. მოდით შევხედოთ ყველაზე ხშირად გამოყენებული ჟანგვის და შემცირების აგენტების მოკლე მახასიათებლებს.

ყველაზე მნიშვნელოვანი ჟანგვის აგენტები.მარტივ ნივთიერებებს შორის ტიპიური არალითონებისთვის დამახასიათებელია ჟანგვის თვისებები: ფტორი F 2, ქლორი Cl 2, ბრომი Br 2, იოდი I 2, ჟანგბადი O 2.

ჰალოგენებიმცირდება, ისინი იძენენ ჟანგვის მდგომარეობას -1, ხოლო ფტორიდან იოდამდე მათი ჟანგვის თვისებები სუსტდება (F 2 შეზღუდულია მისი მაღალი აგრესიულობის გამო):

ჟანგბადიმცირდება, იძენს ჟანგვის მდგომარეობას -2:

ჟანგბადის შემცველ მჟავებსა და მათ მარილებს შორის ყველაზე მნიშვნელოვანი ჟანგვის აგენტებია აზოტის მჟავა HNO 3 და მისი მარილები, კონცენტრირებული გოგირდის მჟავა H 2 SO 4, ჟანგბადის შემცველი ჰალოგენური მჟავები HHalO x და მათი მარილები, კალიუმის პერმანგანატი KMnO 4 და კალიუმის დიქრომატი. Cr 2 O 7.

აზოტის მჟავაავლენს ჟანგვის თვისებებს აზოტის გამო დაჟანგვის მდგომარეობაში +5. ამ შემთხვევაში შესაძლებელია სხვადასხვა შემცირების პროდუქტების ფორმირება:

აზოტის შემცირების სიღრმე დამოკიდებულია მჟავას კონცენტრაციაზე, ისევე როგორც შემცირების აგენტის აქტივობაზე, რომელიც განისაზღვრება მისი რედოქსული პოტენციალით:

ნახ.1. აზოტის შემცირების სიღრმე დამოკიდებულია მჟავას კონცენტრაციაზე.

მაგალითად, თუთიის (აქტიური ლითონის) დაჟანგვას აზოტის მჟავით თან ახლავს სხვადასხვა შემცირების პროდუქტების წარმოქმნა; HNO 3 დაახლოებით 2% (წონა.) კონცენტრაციით უპირატესად წარმოიქმნება NH 4 NO 3:

HNO 3 კონცენტრაციით დაახლოებით 5% (წონა.) – N 2 O:

HNO 3 კონცენტრაციით დაახლოებით 30% (წონა.) – NO:

და HNO 3-ის დაახლოებით 60% (წონა.) კონცენტრაციით, NO 2 ძირითადად წარმოიქმნება:

აზოტის მჟავას ჟანგვითი აქტივობა იზრდება კონცენტრაციის მატებასთან ერთად, ამიტომ კონცენტრირებული HNO 3 იჟანგება არა მხოლოდ აქტიურ, არამედ ოდნავ აქტიურ ლითონებსაც, როგორიცაა სპილენძი და ვერცხლი, წარმოქმნის უპირატესად აზოტის ოქსიდს (IV):

ასევე არალითონები, როგორიცაა გოგირდი და ფოსფორი, მათი დაჟანგვა მჟავებამდე, რომელიც შეესაბამება უმაღლესი ჟანგვის მდგომარეობებს:

აზოტის მჟავის მარილები ( ნიტრატები) შეიძლება შემცირდეს მჟავე, და აქტიურ ლითონებთან ურთიერთობისას და ტუტე გარემოში, ასევე დნობისას:

აკვა რეგია- კონცენტრირებული და აზოტის მჟავების ნაზავი, შერეული მოცულობითი თანაფარდობით 1:3. ამ ნარევის სახელწოდება განპირობებულია იმით, რომ ის ხსნის ისეთ კეთილშობილ ლითონებსაც კი, როგორიცაა ოქრო და პლატინა:

ამ რეაქციის წარმოქმნა განპირობებულია იმით, რომ aqua regia ათავისუფლებს ნიტროზილ ქლორიდს NOCl და თავისუფალ ქლორს Cl2:

რომლის გავლენითაც ლითონები ქლორიდებად იქცევა.

Გოგირდის მჟავაავლენს ჟანგვის თვისებებს კონცენტრირებულ ხსნარში გოგირდის გამო ჟანგვის მდგომარეობაში +6:

შემცირების პროდუქტების შემადგენლობა განისაზღვრება ძირითადად შემცირების აგენტის აქტივობით და მჟავას კონცენტრაციით:

ნახ.2. გოგირდის აქტივობის შემცირება დამოკიდებულია

მჟავის კონცენტრაცია.

ამრიგად, კონცენტრირებული H 2 SO 4-ის ურთიერთქმედება დაბალაქტიურ ლითონებთან, ზოგიერთ არამეტალთან და მათ ნაერთებთან იწვევს გოგირდის ოქსიდის წარმოქმნას (IV):

აქტიური ლითონები ამცირებენ კონცენტრირებულ გოგირდმჟავას გოგირდად ან წყალბადის სულფიდად:

ამ შემთხვევაში, H 2 S, S და SO 2 ერთდროულად წარმოიქმნება სხვადასხვა თანაფარდობით. თუმცა, ამ შემთხვევაში, H 2 SO 4-ის შემცირების ძირითადი პროდუქტია SO 2, რადგან გამოთავისუფლებული S და H 2 S შეიძლება დაჟანგდეს კონცენტრირებული გოგირდის მჟავით:

და მათი მარილები (იხ. ცხრილი A.1.1) ხშირად გამოიყენება ჟანგვის აგენტებად, თუმცა ბევრი მათგანი ორმაგ ხასიათს ავლენს. როგორც წესი, ამ ნაერთების შემცირების პროდუქტებია ქლორიდები და ბრომიდები (დაჟანგვის მდგომარეობა -1), ასევე იოდი (დაჟანგვის მდგომარეობა 0);

თუმცა, ამ შემთხვევაშიც კი, შემცირების პროდუქტების შემადგენლობა დამოკიდებულია რეაქციის პირობებზე, ჟანგვის აგენტის კონცენტრაციაზე და შემცირების აგენტის აქტივობაზე:

კალიუმის პერმანგანატიავლენს ჟანგვის თვისებებს მანგანუმის გამო ჟანგვის +7 მდგომარეობაში. იმ გარემოდან გამომდინარე, რომელშიც რეაქცია მიმდინარეობს, იგი მცირდება სხვადასხვა პროდუქტად: მჟავე გარემოში - მანგანუმის (II) მარილებამდე, ნეიტრალურ გარემოში - მანგანუმის (IV) ოქსიდამდე ჰიდრატირებული სახით MnO(O) 2. ტუტე გარემოში - მანგანატამდე -და ის

მჟავე გარემო

ნეიტრალური გარემო

ტუტე გარემო

კალიუმის დიქრომატი, რომლის მოლეკულა მოიცავს ქრომს +6 ჟანგვის მდგომარეობაში, არის ძლიერი ჟანგვის აგენტი აგლომერაციის დროს და მჟავა ხსნარში.

ავლენს ჟანგვის თვისებებს ნეიტრალურ გარემოში

ტუტე გარემოში, წონასწორობა ქრომატსა და დიქრომატ იონებს შორის

გადადის ფორმირებისკენ, ამიტომ ტუტე გარემოში არის ჟანგვის აგენტი კალიუმის ქრომატი K 2 СrO 4:

თუმცა, K2CrO4 არის უფრო სუსტი ჟანგვის აგენტი K2Cr2O7-თან შედარებით.

იონებს შორის წყალბადის იონი H + და ლითონის იონები უმაღლეს ჟანგვის მდგომარეობაში ავლენენ ჟანგვის თვისებებს. წყალბადის იონი H + მოქმედებს როგორც ჟანგვის აგენტი, როდესაც აქტიური ლითონები ურთიერთქმედებენ განზავებულ მჟავას ხსნარებთან (გარდა HNO 3-ისა)

ლითონის იონებიშედარებით მაღალი ჟანგვის მდგომარეობაში, როგორიცაა Fe 3+, Cu 2+, Hg 2+, მცირდება, გადაიქცევა დაბალი დაჟანგვის იონებში

ან იზოლირებულია მათი მარილების ხსნარებიდან ლითონების სახით

ყველაზე მნიშვნელოვანი შემცირების აგენტები. მარტივ ნივთიერებებს შორის ტიპიური შემცირების აგენტები მოიცავს აქტიურ ლითონებს, როგორიცაა ტუტე და ტუტე მიწის ლითონები, თუთია, ალუმინი, რკინა და სხვა, ასევე ზოგიერთი არალითონი (წყალბადი, ნახშირბადი, ფოსფორი, სილიციუმი).

ლითონებიმჟავე გარემოში ისინი იჟანგება დადებითად დამუხტულ იონებამდე:

ტუტე გარემოში ამფოტერული თვისებების მქონე ლითონები იჟანგება; ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება უარყოფითად დამუხტული ანიონები ან ჰიდროქსოკომპონენტები:

არამეტალებიჟანგვის, წარმოქმნის ოქსიდებს ან შესაბამის მჟავებს:

შემცირების ფუნქციები გააჩნიათ უჟანგბადო ანიონებს, მაგალითად Cl -, Br -, I -, S 2-, H - და მეტალის კათიონები უმაღლესი დაჟანგვის მდგომარეობაში.

Მიყოლებით ჰალოგენური იონები, რომლებიც ჟანგვის დროს ჩვეულებრივ წარმოქმნიან ჰალოგენებს:

შემცირების თვისებები იზრდება Cl-დან I-მდე.

ჰიდრიდებილითონები ავლენენ შემცირების თვისებებს წყალბადის შეკრული წყალბადის დაჟანგვის გამო (დაჟანგვის მდგომარეობა -1) თავისუფალ წყალბადთან:

ლითონის კათიონებიყველაზე დაბალ ჟანგვის მდგომარეობაში, როგორიცაა Sn 2+, Fe 2+, Cu +, Hg 2 2+ და სხვა, ჟანგვის აგენტებთან ურთიერთობისას, ჟანგვის ხარისხი იზრდება:

რედოქსის ორმაგობა.მარტივ ნივთიერებებს შორის რედოქსის ორმაგობა დამახასიათებელია VIIA, VIA და VA ქვეჯგუფების ელემენტებისთვის, რომლებსაც შეუძლიათ მათი ჟანგვის მდგომარეობის გაზრდა ან შემცირება.

ხშირად გამოიყენება როგორც ჟანგვის აგენტები ჰალოგენებიუფრო ძლიერი ჟანგვის აგენტების გავლენით ისინი ავლენენ შემცირების თვისებებს (ფტორის გარდა). მათი ჟანგვის უნარი მცირდება და მათი შემცირების თვისებები იზრდება Cl 2-დან I 2-მდე:

ნახ.3. ჰალოგენების რედოქსის უნარი.

ეს თვისება ილუსტრირებულია იოდის დაჟანგვის რეაქციით ქლორთან წყალხსნარში:

ჟანგბადის შემცველი ნაერთების შემადგენლობა, რომლებიც ავლენენ ორმაგ ქცევას რედოქს რეაქციებში, ასევე მოიცავს ელემენტებს შუალედური დაჟანგვის მდგომარეობაში. ჰალოგენების ჟანგბადის შემცველი მჟავებიდა მათი მარილები, რომელთა მოლეკულებში შედის ჰალოგენი შუალედური დაჟანგვის მდგომარეობაში, შეუძლიათ იმოქმედონ როგორც ჟანგვის აგენტები.

და შემცირების აგენტები

Წყალბადის ზეჟანგიჟანგბადის შემცველი დაჟანგვის მდგომარეობაში -1, ტიპიური შემცირების აგენტების თანდასწრებით ავლენს ჟანგვის თვისებებს, ვინაიდან ჟანგბადის ჟანგვის მდგომარეობა შეიძლება შემცირდეს -2-მდე:

ეს უკანასკნელი რეაქცია გამოიყენება ძველი ოსტატების ნახატების აღდგენისას, რომელთა საღებავები, ტყვიის თეთრი შემცველობით, შავდება ჰაერში წყალბადის სულფიდთან ურთიერთქმედების გამო.

ძლიერ ჟანგვის აგენტებთან ურთიერთობისას, წყალბადის ზეჟანგში შემავალი ჟანგბადის დაჟანგვის მდგომარეობა იზრდება 0-მდე, H 2 O 2 ავლენს შემცირების აგენტის თვისებებს:

აზოტის მჟავადა ნიტრიტები, რომლებიც შეიცავს აზოტს ჟანგვის მდგომარეობაში +3 და ასევე შეუძლიათ იმოქმედონ როგორც ჟანგვის აგენტები

ასევე რესტავრატორების როლში

კლასიფიკაცია.რედოქსის რეაქციების ოთხი ტიპი არსებობს.

1. თუ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი აგენტი სხვადასხვა ნივთიერებებია, მაშინ ასეთი რეაქციები ეკუთვნის ინტერმოლეკულური. ზემოთ განხილული ყველა რეაქცია მაგალითია.

2. რთული ნაერთების თერმული დაშლის დროს, რომლებიც მოიცავს ჟანგვის და აღმდგენი აგენტს სხვადასხვა ელემენტების ატომების სახით, ხდება რედოქსული რეაქციები, ე.წ. ინტრამოლეკულური:

3. რეაქციები არაპროპორციულობა (დაშლაან, მოძველებული ტერმინოლოგიის მიხედვით, თვითდაჟანგვა - თვითგანკურნება) შეიძლება მოხდეს, თუ ნაერთები, რომლებიც შეიცავს ელემენტებს შუალედური დაჟანგვის მდგომარეობებში, ექვემდებარება არასტაბილურ პირობებს (მაგალითად, ამაღლებულ ტემპერატურაზე). ამ ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა იზრდება და მცირდება:

4. რეაქციები კონტრპროპორციულობა (გადართვა) არის ჟანგვის აგენტსა და აღმდგენი აგენტს შორის ურთიერთქმედების პროცესები, რომლებიც მოიცავს ერთსა და იმავე ელემენტს სხვადასხვა ჟანგვის მდგომარეობით. შედეგად, ჟანგვის და შემცირების პროდუქტი არის ნივთიერება, რომელსაც აქვს მოცემული ელემენტის ატომების შუალედური ჟანგვის მდგომარეობა:

ასევე არის შერეული რეაქციები. მაგალითად, ინტრამოლეკულური კონტრპროპორციული რეაქცია მოიცავს ამონიუმის ნიტრატის დაშლის რეაქციას.

განტოლებების შედგენა.

რედოქსული რეაქციების განტოლებები შედგენილია იმავე ატომების რაოდენობის ტოლობის პრინციპების საფუძველზე, რეაქციამდე და მის შემდეგ, აგრეთვე შემცირების აგენტის მიერ დაშვებული ელექტრონების რაოდენობის ტოლობისა და მიღებული ელექტრონების რაოდენობის გათვალისწინებით. ჟანგვითი აგენტის მიერ, ე.ი. მოლეკულების ელექტრული ნეიტრალიტეტი. რეაქცია წარმოდგენილია როგორც ორი ნახევარრეაქციის სისტემა - დაჟანგვა და რედუქცია, რომელთა ჯამი, მითითებული პრინციპების გათვალისწინებით, იწვევს პროცესის ზოგადი განტოლების შედგენას.

რედოქსული რეაქციების განტოლებების შესადგენად ყველაზე ხშირად გამოიყენება ელექტრონ-იონის ნახევარრეაქციის მეთოდი და ელექტრონული ბალანსის მეთოდი.

ელექტრონ-იონის ნახევრადრეაქციის მეთოდიგამოიყენება წყალხსნარში წარმოქმნილი რეაქციების განტოლებების შედგენაში, აგრეთვე რეაქციებში, რომლებიც მოიცავს ნივთიერებებს, რომელთა ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობის დადგენა რთულია (მაგალითად, KNCS, CH 3 CH 2 OH).

ამ მეთოდის მიხედვით, რეაქციის განტოლების შედგენისას გამოიყოფა შემდეგი ძირითადი ეტაპები.

ა) ჩამოწერეთ პროცესის ზოგადი მოლეკულური დიაგრამა, რომელშიც მითითებულია შემცირების აგენტი, ჟანგვის აგენტი და გარემო, რომელშიც ხდება რეაქცია (მჟავე, ნეიტრალური ან ტუტე). Მაგალითად

ბ) წყალხსნარში ელექტროლიტების დისოციაციის გათვალისწინებით, ეს სქემა წარმოდგენილია მოლეკულურ-იონური ურთიერთქმედების სახით. იონები, რომელთა ატომების დაჟანგვის მდგომარეობა არ იცვლება, არ არის მითითებული დიაგრამაზე, გარდა გარემო იონების (H +, OH -):

გ) განსაზღვრავს შემცირების და ჟანგვის აგენტის დაჟანგვის ხარისხს, აგრეთვე მათი ურთიერთქმედების პროდუქტებს:

ვ) დაამატეთ იონები, რომლებიც არ მონაწილეობდნენ დაჟანგვა-აღდგენის პროცესში, გაათანაბრეს მათი რაოდენობა მარცხნივ და მარჯვნივ და ჩაწერეთ რეაქციის მოლეკულური განტოლება.

ყველაზე დიდი სირთულეები წარმოიქმნება მატერიალური ბალანსის შედგენისას ჟანგვის და შემცირების ნახევარრეაქციისთვის, როდესაც იცვლება ჟანგბადის ატომების რაოდენობა, რომლებიც ქმნიან ოქსიდიზატორისა და რედუქტორის ნაწილაკებს. გასათვალისწინებელია, რომ წყალხსნარებში ჟანგბადის შეკავშირება ან დამატება ხდება წყლის მოლეკულების და გარემოს იონების მონაწილეობით.

ჟანგვის პროცესის დროს ჟანგბადის ერთი ატომისთვის, რომელიც მიმაგრებულია შემამცირებელ ნაწილაკზე, მჟავე და ნეიტრალურ გარემოში იხარჯება წყლის ერთი მოლეკულა და წარმოიქმნება ორი H + იონი; ტუტე გარემოში ორი ჰიდროქსიდის იონი OH - მოიხმარება და წარმოიქმნება წყლის ერთი მოლეკულა (ცხრილი 1.1).

მჟავე გარემოში ჟანგვის აგენტის ერთი ჟანგბადის ატომის დასაკავშირებლად შემცირების პროცესში მოიხმარება ორი H + იონი და წარმოიქმნება ერთი წყლის მოლეკულა; ნეიტრალურ და ტუტე გარემოში იხარჯება ერთი H 2 O მოლეკულა და წარმოიქმნება ორი OH - იონი (ცხრილები 1, 2).

ცხრილი 1

ჟანგბადის ატომების დამატება აღმდგენი აგენტში დაჟანგვის დროს

მაგიდა 2

ჟანგვის აგენტის ჟანგბადის ატომების შეერთება რედუქციის პროცესში

ელექტრონ-იონური ნახევრადრეაქციის მეთოდის უპირატესობა ის არის, რომ რედოქსული რეაქციების განტოლებების შედგენისას მხედველობაში მიიღება ნაწილაკების რეალური მდგომარეობები ხსნარში და გარემოს როლი პროცესების მსვლელობაში; არ არის საჭირო გამოყენება. დაჟანგვის მდგომარეობის ფორმალური კონცეფცია.

ელექტრონული ბალანსის მეთოდი, ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილებებისა და მოლეკულის ელექტრული ნეიტრალიტეტის პრინციპის გათვალისწინებით, უნივერსალურია. ჩვეულებრივ გამოიყენება აირებს, მყარ ნაწილებსა და დნობებს შორის რედოქსული რეაქციების განტოლებების ასაგებად.

ოპერაციების თანმიმდევრობა, მეთოდის მიხედვით, ასეთია:

1) ჩამოწერეთ რეაგენტების და რეაქციის პროდუქტების ფორმულები მოლეკულური ფორმით:

2) განსაზღვრეთ ატომების ჟანგვის მდგომარეობა, რომლებიც ცვლიან მას რეაქციის დროს:

3) დაჟანგვის მდგომარეობების ცვლილების საფუძველზე განისაზღვრება აღმდგენი აგენტის მიერ გაცემული ელექტრონების რაოდენობა და ჟანგვის აგენტის მიერ მიღებული ელექტრონების რაოდენობა და დგება ელექტრონული ბალანსი, თანასწორობის პრინციპის გათვალისწინებით. გადაცემული და მიღებული ელექტრონების რაოდენობა:

4) ელექტრონული ბალანსის ფაქტორები იწერება რედოქსის რეაქციის განტოლებაში, როგორც ძირითადი სტექიომეტრიული კოეფიციენტები:

5) აირჩიეთ რეაქციაში დარჩენილი მონაწილეების სტოქიომეტრიული კოეფიციენტები:

განტოლებების შედგენისას გასათვალისწინებელია, რომ ჟანგვის აგენტი (ან აღმდგენი აგენტი) შეიძლება მოხმარდეს არა მხოლოდ მთავარ რედოქს რეაქციაში, არამედ შედეგად მიღებული რეაქციის პროდუქტების შებოჭვისას, ანუ მას შეუძლია იმოქმედოს როგორც საშუალება და მარილის შემქმნელი.

მაგალითი, როდესაც საშუალო როლს ასრულებს ჟანგვის აგენტი, არის ლითონის ჟანგვის რეაქცია აზოტმჟავაში, რომელიც შედგება ელექტრონ-იონური ნახევრად რეაქციების მეთოდით:

მაგალითი, როდესაც შემცირების აგენტი არის გარემო, რომელშიც ხდება რეაქცია, არის მარილმჟავას დაჟანგვა კალიუმის დიქრომატით, რომელიც შედგენილია ელექტრონული ბალანსის მეთოდით:

რედოქს რეაქციებში მონაწილეთა რაოდენობრივი, მასის და მოცულობის თანაფარდობების გაანგარიშებისას გამოიყენება ქიმიის ძირითადი სტექიომეტრიული კანონები და, კერძოდ, ეკვივალენტების კანონი. რედოქს პროცესების მიმართულებისა და სისრულის დასადგენად გამოიყენება ამ სისტემების თერმოდინამიკური პარამეტრების მნიშვნელობები და როდესაც რეაქციები ხდება წყალხსნარებში, გამოიყენება შესაბამისი ელექტროდის პოტენციალის მნიშვნელობები.

გაკვეთილზე შევისწავლით თემას ,,ჟანგვა-აღდგენითი რეაქციები“. თქვენ შეისწავლით ამ რეაქციების განმარტებას, მათ განსხვავებებს სხვა ტიპის რეაქციებისგან. დაიმახსოვრე რა არის ჟანგვის რიცხვი, ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება. ისწავლეთ რედოქსის რეაქციების ელექტრონული ბალანსის დიაგრამების შედგენა, გაეცანით რედოქს რეაქციების კლასიფიკაციას.

თემა: რედოქსის რეაქციები

გაკვეთილი: რედოქსური რეაქციები

რეაქციები, რომლებიც წარმოიქმნება ატომების დაჟანგვის მდგომარეობების ცვლილებით, რომლებიც ქმნიან რეაქციაში მყოფ ნივთიერებებს, ეწოდება რედოქსი . ჟანგვის მდგომარეობების ცვლილება ხდება ელექტრონების შემცირების აგენტიდან ჟანგვის აგენტზე გადაცემის გამო. არის ატომის ფორმალური მუხტი, თუ ვივარაუდებთ, რომ ნაერთში ყველა ბმა იონურია.

ოქსიდიზატორი - ეს არის ნივთიერება, რომლის მოლეკულები ან იონები იღებენ ელექტრონებს. თუ ელემენტი არის ჟანგვის აგენტი, მისი დაჟანგვის მდგომარეობა მცირდება.

О 0 2 +4е - → 2О -2 (ჟანგვის აგენტი, შემცირების პროცესი)

პროცესი მიღებაელექტრონებს ნივთიერებებს უწოდებენ აღდგენა. პროცესის დროს მცირდება ჟანგვის აგენტი.

რედუქტორი - ეს არის ნივთიერება, რომლის მოლეკულები ან იონები ტოვებენ ელექტრონებს. შემცირების აგენტი ზრდის მის ჟანგვის მდგომარეობას.

S 0 -4e - →S +4 (აღმდგენი საშუალება, დაჟანგვის პროცესი)

პროცესი ბრუნდებაელექტრონებს უწოდებენ. შემცირების აგენტი იჟანგება პროცესის დროს.

მაგალითი No1. ქლორის წარმოება ლაბორატორიაში

ლაბორატორიაში ქლორს იღებენ კალიუმის პერმანგანატის და კონცენტრირებული მარილმჟავისგან. ვურცის კოლბაში მოთავსებულია კალიუმის პერმანგანატის კრისტალები. დახურეთ კოლბა საცობით ჩასაშვები ძაბრით. ძაბრში მარილმჟავას ასხამენ. მარილმჟავას ასხამენ წვეთოვანი ძაბრიდან. ქლორის ენერგიული გამოყოფა დაუყოვნებლივ იწყება. გაზის გამომავალი მილის მეშვეობით ქლორი თანდათან ავსებს ცილინდრს, აშორებს ჰაერს მისგან. ბრინჯი. 1.

ბრინჯი. 1

ამ რეაქციის მაგალითის გამოყენებით, მოდით შევხედოთ როგორ შევქმნათ ელექტრონული ბალანსი.

KMnO 4 + HCI = KCI + MnCI 2 + CI 2 + H 2 O

K + Mn +7 O -2 4 + H + CI - = K + CI - + Mn +2 CI - 2 + CI 0 2 + H + 2 O -2

მანგანუმის და ქლორის ჟანგვის მდგომარეობა შეიცვალა.

Mn +7 +5е - = Mn +2 ჟანგვის აგენტი, შემცირების პროცესი

2 CI - -2е - = CI 0 2 შემცირების აგენტი, დაჟანგვის პროცესი

4. გავათანაბროთ მოცემული და მიღებული ელექტრონების რაოდენობა. ამისათვის ჩვენ ვპოულობთ უმცირეს საერთო ჯერადს 5 და 2 რიცხვებისთვის. ეს არის 10. უმცირესი საერთო ჯერადი მოცემული და მიღებული ელექტრონების რაოდენობაზე გაყოფის შედეგად ვპოულობთ ჟანგვის აგენტის კოეფიციენტებს და მამცირებელს. აგენტი.

Mn +7 +5e - = Mn +2 2

2 CI - -2е - = CI 0 2 5

2KMnO 4 + ? HCI = ?KCI + 2MnCI 2 + 5CI 2 +? H2O

თუმცა, არ არსებობს კოეფიციენტი მარილმჟავას ფორმულის წინ, რადგან ყველა ქლორიდის იონი არ მონაწილეობდა რედოქს პროცესში. ელექტრონული ბალანსის მეთოდი საშუალებას გაძლევთ დააბალანსოთ მხოლოდ იონები, რომლებიც მონაწილეობენ რედოქს პროცესში. აქედან გამომდინარე, აუცილებელია იონების რაოდენობის გათანაბრება, რომლებიც არ მონაწილეობენ. კერძოდ, კალიუმის კათიონები, წყალბადის და ქლორიდის ანიონები. შედეგი არის შემდეგი განტოლება:

2KMnO 4 + 16 HCI = 2KCI + 2MnCI 2 + 5CI 2 + 8H 2 O

მაგალითი No2. სპილენძის ურთიერთქმედება კონცენტრირებულ აზოტმჟავასთან. ბრინჯი. 2.

"სპილენძის" მონეტა მოათავსეს ჭიქაში 10 მლ მჟავით. ყავისფერი აირის გამოყოფა სწრაფად დაიწყო (ყავისფერი ბუშტები ჯერ კიდევ უფერო სითხეში განსაკუთრებით შთამბეჭდავად გამოიყურებოდა). სითხის ზემოთ მთელი სივრცე ყავისფერი გახდა და მინიდან ყავისფერი ორთქლი იღვრება. ხსნარი გამწვანდა. რეაქცია გამუდმებით აჩქარდა. დაახლოებით ნახევარი წუთის შემდეგ ხსნარი გალურჯდა და ორი წუთის შემდეგ რეაქცია შენელდა. მონეტა მთლიანად არ დაიშალა, მაგრამ სისქეში ბევრი დაკარგა (შეიძლება თითებით მოხრილიყო). ხსნარის მწვანე ფერი რეაქციის საწყის ეტაპზე განპირობებულია აზოტის მჟავის შემცირების პროდუქტებით.

ბრინჯი. 2

1. ჩამოვწეროთ ამ რეაქციის სქემა:

Cu + HNO 3 = Cu (NO 3) 2 + NO 2 + H 2 O

2. მოვაწყოთ რეაქციაში მონაწილე ნივთიერებებში ყველა ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა:

Cu 0 + H + N +5 O -2 3 = Cu +2 (N +5 O -2 3) 2 + N +4 O -2 2 + H + 2 O -2

სპილენძისა და აზოტის ჟანგვის მდგომარეობა შეიცვალა.

3. ჩვენ ვადგენთ დიაგრამას, რომელიც ასახავს ელექტრონების გადასვლის პროცესს:

N +5 +е - = N +4 ჟანგვის აგენტი, შემცირების პროცესი

Cu 0 -2е - = Cu +2 შემცირების აგენტი, დაჟანგვის პროცესი

4. გავათანაბროთ მოცემული და მიღებული ელექტრონების რაოდენობა. ამისათვის ჩვენ ვპოულობთ უმცირეს საერთო ჯერადს 1 და 2 რიცხვებისთვის. ეს არის 2. უმცირესი საერთო ჯერადი მოცემული და მიღებული ელექტრონების რაოდენობაზე გაყოფის შედეგად ვპოულობთ ჟანგვის აგენტის კოეფიციენტებს და აღმდგენის. აგენტი.

N +5 +e - = N +4 2

Cu 0 -2е - = Cu +2 1

5. კოეფიციენტებს გადავიტანთ თავდაპირველ დიაგრამაზე და გარდაქმნით რეაქციის განტოლებას.

Cu + ?HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

აზოტის მჟავა მონაწილეობს არა მხოლოდ რედოქს რეაქციაში, ამიტომ კოეფიციენტი ჯერ არ იწერება. შედეგად, საბოლოოდ მიიღება შემდეგი განტოლება:

Cu + 4HNO 3 = Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

რედოქსის რეაქციების კლასიფიკაცია

1. ინტერმოლეკულური რედოქსური რეაქციები .

ეს არის რეაქციები, რომლებშიც ჟანგვის და შემცირების აგენტები სხვადასხვა ნივთიერებებია.

H 2 S -2 + Cl 0 2 → S 0 + 2HCl -

2. ინტრამოლეკულური რეაქციები, რომლებშიც ჟანგვის და გაჩერების ატომები განლაგებულია ერთი და იმავე ნივთიერების მოლეკულებში, მაგალითად:

2H + 2 O -2 → 2H 0 2 + O 0 2

3. დისპროპორციულობა (თვითდაჟანგვა-თვითშეხორცება) – რეაქციები, რომლებშიც ერთი და იგივე ელემენტი მოქმედებს როგორც ჟანგვის აგენტად, ასევე აღმდგენი აგენტად, მაგალითად:

Cl 0 2 + H 2 O → HCl + O + HCl -

4. თანაპროპორცია (რეპროპორცია) – რეაქციები, რომლებშიც ერთი და იგივე ელემენტის ორი განსხვავებული ჟანგვის მდგომარეობიდან მიიღება ერთი დაჟანგვის მდგომარეობა.

Საშინაო დავალება

1. No 1-3 (გვ. 162) გაბრიელიანი ო.ს. Ქიმია. მე-11 კლასი. საბაზისო დონე. მე-2 გამოცემა, წაშლილია. - M.: Bustard, 2007. - 220გვ.

2. რატომ ავლენს ამიაკი მხოლოდ შემცირების თვისებებს, ხოლო აზოტის მჟავას მხოლოდ ჟანგვის თვისებებს?

3. დაალაგეთ კოეფიციენტები რეაქციის განტოლებაში აზოტის მჟავის წარმოებისთვის ელექტრონული ბალანსის მეთოდით: ?NO 2 + ?H 2 O + O 2 = ?HNO 3

გაკვეთილის ტიპი.ახალი ცოდნის მიღება.

გაკვეთილის მიზნები.საგანმანათლებლო.გავაცნოთ მოსწავლეებს ქიმიური რეაქციების ახალი კლასიფიკაცია ელემენტების დაჟანგვის მდგომარეობების ცვლილებაზე – დაჟანგვა-აღდგენითი რეაქციები (ORR); ასწავლოს მოსწავლეებს კოეფიციენტების დალაგება ელექტრონული ბალანსის მეთოდით.

განმავითარებელი.განაგრძეთ ლოგიკური აზროვნების განვითარება, ანალიზისა და შედარების უნარი და განავითარეთ ინტერესი საგნის მიმართ.

საგანმანათლებლო.სტუდენტების მეცნიერული მსოფლმხედველობის ჩამოყალიბება; გააუმჯობესოს სამუშაო უნარები.

მეთოდები და მეთოდოლოგიური ტექნიკა.მოთხრობა, საუბარი, თვალსაჩინოების დემონსტრირება, მოსწავლეთა დამოუკიდებელი მუშაობა.

აღჭურვილობა და რეაგენტები.რეპროდუცირება როდოსის კოლოსის გამოსახულებით, კოეფიციენტების მოწყობის ალგორითმი ელექტრონული ბალანსის მეთოდით, ტიპიური ჟანგვის და შემცირების აგენტების ცხრილი, კროსვორდი; Fe (ფრჩხილი), NaOH, CuSO 4 ხსნარები.

გაკვეთილების დროს

შესავალი ნაწილი

(მოტივაცია და მიზნების დასახვა)

მასწავლებელი. III საუკუნეში. ძვ.წ. კუნძულ როდოსზე აშენდა ძეგლი ჰელიოსის (ბერძნული მზის ღმერთის) უზარმაზარი ქანდაკების სახით. გრანდიოზულმა დიზაინმა და სრულყოფილმა შესრულებამ როდოსის კოლოსი - მსოფლიოს ერთ-ერთი საოცრება - გააოცა ყველას, ვინც ის ნახა.

ზუსტად არ ვიცით როგორ გამოიყურებოდა ქანდაკება, მაგრამ ცნობილია, რომ იგი ბრინჯაოსგან იყო დამზადებული და სიმაღლე დაახლოებით 33 მ-ს აღწევდა.ქანდაკება შექმნა მოქანდაკე ჰარეტმა და მის აშენებას 12 წელი დასჭირდა.

ბრინჯაოს ჭურვი რკინის ჩარჩოზე იყო მიმაგრებული. ღრუ ქანდაკების აშენება ქვემოდან დაიწყო და, როცა ის იზრდებოდა, ქვებით ავსეს, რათა უფრო მდგრადი ყოფილიყო. მისი დასრულებიდან დაახლოებით 50 წლის შემდეგ, კოლოსი დაინგრა. მიწისძვრის დროს ის მუხლების დონეზე გატყდა.

მეცნიერები თვლიან, რომ ამ სასწაულის მყიფეობის ნამდვილი მიზეზი ლითონის კოროზია იყო. და კოროზიის პროცესი ეფუძნება რედოქს რეაქციებს.

დღეს გაკვეთილზე გაეცნობით რედოქს რეაქციებს; გაეცნონ ცნებებს „აღმდგენი აგენტი“ და „დაჟანგვის აგენტი“, რედუქციისა და დაჟანგვის პროცესების შესახებ; ისწავლეთ კოეფიციენტების განთავსება რედოქსის რეაქციების განტოლებებში. ჩაწერეთ გაკვეთილის თარიღი და თემა სამუშაო წიგნებში.

ახალი მასალის სწავლა

მასწავლებელი ატარებს ორ საჩვენებელ ექსპერიმენტს: სპილენძის(II) სულფატის ურთიერთქმედება ტუტესთან და იგივე მარილის ურთიერთქმედება რკინასთან.

მასწავლებელი. ჩაწერეთ შესრულებული რეაქციების მოლეკულური განტოლებები. თითოეულ განტოლებაში დაალაგეთ ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობები საწყისი ნივთიერებებისა და რეაქციის პროდუქტების ფორმულებში.

მოსწავლე წერს რეაქციის განტოლებებს დაფაზე და ანიჭებს ჟანგვის მდგომარეობებს:

მასწავლებელი. შეიცვალა თუ არა ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობა ამ რეაქციებში?

Სტუდენტი. პირველ განტოლებაში ელემენტების დაჟანგვის მდგომარეობები არ შეცვლილა, მაგრამ მეორეში ისინი შეიცვალა - სპილენძისა და რკინისთვის..

მასწავლებელი. მეორე რეაქცია არის რედოქს რეაქცია. შეეცადეთ განსაზღვროთ რედოქსის რეაქციები.

Სტუდენტი. რეაქციებს, რომლებიც იწვევს ელემენტების დაჟანგვის მდგომარეობებში ცვლილებას, რომლებიც ქმნიან რეაქტიულ ნივთიერებებს და რეაქციის პროდუქტებს, ეწოდება რედოქს რეაქციები.

მოსწავლეები წერენ რვეულებში მასწავლებლის კარნახით რედოქს რეაქციების განმარტებას.

მასწავლებელი. რა მოხდა რედოქს რეაქციის შედეგად? რეაქციამდე რკინას ოქსიდაციური მდგომარეობა ჰქონდა 0, რეაქციის შემდეგ გახდა +2. როგორც ვხედავთ, ჟანგვის მდგომარეობა გაიზარდა, შესაბამისად, რკინა იძლევა 2 ელექტრონს.

სპილენძს აქვს +2 დაჟანგვის მდგომარეობა რეაქციამდე, ხოლო რეაქციის შემდეგ 0. როგორც ვხედავთ, დაჟანგვის მდგომარეობა შემცირდა. ამიტომ სპილენძი იღებს 2 ელექტრონს.

რკინა აძლევს ელექტრონებს, ის არის აღმდგენი აგენტი, ხოლო ელექტრონების გადაცემის პროცესს ოქსიდაცია ეწოდება.

სპილენძი იღებს ელექტრონებს, ის არის ჟანგვის აგენტი, ხოლო ელექტრონების დამატების პროცესს რედუქცია ეწოდება.

მოდით დავწეროთ ამ პროცესების დიაგრამები:

ასე რომ, მიეცით განმარტება ცნებების "შემამცირებელი აგენტი" და "დაჟანგვის აგენტი".

Სტუდენტი. ატომებს, მოლეკულებს ან იონებს, რომლებიც აძლევენ ელექტრონებს, ეწოდება შემცირების აგენტები.

ატომებს, მოლეკულებს ან იონებს, რომლებიც იძენენ ელექტრონებს, ეწოდება ჟანგვის აგენტები.

მასწავლებელი. როგორ განვსაზღვროთ შემცირების და დაჟანგვის პროცესები?

Სტუდენტი. რედუქცია არის პროცესი, რომლითაც ატომი, მოლეკულა ან იონი იძენს ელექტრონებს.

ოქსიდაცია არის ელექტრონების გადაცემის პროცესი ატომის, მოლეკულის ან იონის მიერ.

მოსწავლეები წერენ რვეულში კარნახის განმარტებებს და ხატავენ.

გახსოვდეს!

მიეცით ელექტრონები და იჟანგება.

აიღეთ ელექტრონები - აღადგინეთ.

მასწავლებელი. დაჟანგვას ყოველთვის თან ახლავს შემცირება და პირიქით, შემცირება ყოველთვის ასოცირდება დაჟანგვასთან. შემცირების აგენტის მიერ მიცემული ელექტრონების რაოდენობა უდრის ჟანგვის აგენტის მიერ მიღებული ელექტრონების რაოდენობას.

რედოქსის რეაქციების განტოლებებში კოეფიციენტების შესარჩევად გამოიყენება ორი მეთოდი - ელექტრონული ბალანსი და ელექტრონ-იონური ბალანსი (ნახევრად რეაქციის მეთოდი).

განვიხილავთ მხოლოდ ელექტრონული ბალანსის მეთოდს. ამისათვის ჩვენ ვიყენებთ კოეფიციენტების დალაგების ალგორითმს ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით (შემუშავებულია Whatman-ის ფურცელზე).

მაგალითი დაალაგეთ კოეფიციენტები ამ რეაქციის სქემაში ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით, განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი საშუალება, მიუთითეთ ჟანგვის და შემცირების პროცესები:

Fe 2 O 3 + CO Fe + CO 2.

ჩვენ გამოვიყენებთ კოეფიციენტების დალაგების ალგორითმს ელექტრონული ბალანსის მეთოდით.

3. მოდით დავწეროთ ელემენტები, რომლებიც ცვლიან ჟანგვის მდგომარეობას:

4. შევქმნათ ელექტრონული განტოლებები, განვსაზღვროთ მოცემული და მიღებული ელექტრონების რაოდენობა:

5. მოცემული და მიღებული ელექტრონების რაოდენობა ერთნაირი უნდა იყოს, რადგან არც საწყისი მასალები და არც რეაქციის პროდუქტები არ არის დამუხტული. ჩვენ ვატოლებთ მოცემული და მიღებული ელექტრონების რაოდენობას უმცირესი საერთო ჯერადი (LCM) და დამატებითი ფაქტორების არჩევით:

6. მიღებული მამრავლები არის კოეფიციენტები. გადავიტანოთ კოეფიციენტები რეაქციის სქემაში:

Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2.

ნივთიერებებს, რომლებიც წარმოადგენენ ჟანგვის ან აღმდგენი აგენტებს ბევრ რეაქციაში, ტიპიური ეწოდება.

ვატმენის ქაღალდზე გაკეთებული მაგიდა ეკიდა.

მასწავლებელი. რედოქსის რეაქციები ძალიან ხშირია. ისინი დაკავშირებულია არა მხოლოდ კოროზიულ პროცესებთან, არამედ ცოცხალ ორგანიზმში მიმდინარე ფერმენტაციასთან, დაშლასთან, ფოტოსინთეზთან და მეტაბოლურ პროცესებთან. მათი დაკვირვება შესაძლებელია საწვავის წვის დროს. რედოქს პროცესები თან ახლავს ბუნებაში არსებული ნივთიერებების ციკლებს.

იცოდით, რომ ყოველდღიურად ატმოსფეროში დაახლოებით 2 მილიონი ტონა აზოტის მჟავა წარმოიქმნება ან
წელიწადში 700 მილიონი ტონა, ხოლო სუსტი ხსნარის სახით წვიმის დროს მიწაზე ეცემა (ადამიანი წელიწადში მხოლოდ 30 მილიონ ტონა აზოტის მჟავას აწარმოებს).

რა ხდება ატმოსფეროში?

ჰაერი შეიცავს 78% მოცულობით აზოტს, 21% ჟანგბადს და 1% სხვა აირებს. ელვისებური გამონადენის გავლენის ქვეშ და დედამიწაზე ყოველ წამში საშუალოდ 100 ელვა ხდება, აზოტის მოლეკულები ურთიერთქმედებენ ჟანგბადის მოლეკულებთან და წარმოქმნიან აზოტის ოქსიდს (II):

აზოტის ოქსიდი (II) ადვილად იჟანგება ატმოსფერული ჟანგბადით აზოტის ოქსიდამდე (IV):

NO + O 2 NO 2 .

შედეგად მიღებული აზოტის ოქსიდი (IV) რეაგირებს ატმოსფერულ ტენიანობასთან ჟანგბადის თანდასწრებით, გადაიქცევა აზოტის მჟავად:

NO 2 + H 2 O + O 2 HNO 3.

ყველა ეს რეაქცია რედოქსულია.

ვარჯიში . დაალაგეთ კოეფიციენტები მოცემულ რეაქციის სქემებში ელექტრონული ბალანსის მეთოდით, მიუთითეთ ჟანგვის აგენტი, აღმდგენი საშუალება, ჟანგვის და შემცირების პროცესები.

გამოსავალი

1. განვსაზღვროთ ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობა:

2. ხაზი გავუსვათ იმ ელემენტების სიმბოლოებს, რომელთა ჟანგვის მდგომარეობა იცვლება:

3. მოდით დავწეროთ ელემენტები, რომლებმაც შეცვალეს მათი დაჟანგვის მდგომარეობა:

4. შევქმნათ ელექტრონული განტოლებები (განვსაზღვროთ მოცემული და მიღებული ელექტრონების რაოდენობა):

5. მოცემული და მიღებული ელექტრონების რაოდენობა ერთნაირია.

6. გადავიტანოთ კოეფიციენტები ელექტრონული სქემებიდან რეაქციის დიაგრამაზე:

შემდეგ მოსწავლეებს სთხოვენ დამოუკიდებლად დაალაგონ კოეფიციენტები ელექტრონული ბალანსის მეთოდით, დაადგინონ ჟანგვის აგენტი, აღმდგენი საშუალება და მიუთითონ ბუნებაში მიმდინარე სხვა პროცესებში ჟანგვის და შემცირების პროცესები.

დანარჩენ ორ რეაქციის განტოლებას (კოეფიციენტებით) აქვს ფორმა:

დავალებების სისწორე მოწმდება ოვერჰედის პროექტორის გამოყენებით.

დასკვნითი ნაწილი

მასწავლებელი სთხოვს მოსწავლეებს ამოხსნან კროსვორდი შესწავლილი მასალის მიხედვით. სამუშაოს შედეგი გადაეცემა შესამოწმებლად.

რომელმაც მოაგვარა კროსვორდი, გაიგებთ, რომ ნივთიერებები KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, O 3 ძლიერია ... (ვერტიკალური (2)).

ჰორიზონტალურად:

1. რა პროცესს ასახავს დიაგრამა:

3. რეაქცია

N 2 (გ.) + 3H 2 (გ.) 2NH 3 (გ.) + ქ

არის რედოქსი, შექცევადი, ერთგვაროვანი, ....

4. ... ნახშირბადი (II) არის ტიპიური შემცირების აგენტი.

5. რა პროცესს ასახავს დიაგრამა:

6. რედოქსის რეაქციების განტოლებებში კოეფიციენტების შესარჩევად გამოიყენეთ ელექტრონული... მეთოდი.

7. სქემის მიხედვით, ალუმინმა დატოვა ... ელექტრონი.

8. რეაქციაში:

H 2 + Cl 2 = 2HCl

წყალბადი H 2 – ... .

9. რა ტიპის რეაქციებია ყოველთვის მხოლოდ რედოქსი?

10. მარტივი ნივთიერებების ჟანგვის მდგომარეობა არის….

11. რეაქციაში:

შემცირების აგენტი –…

საშინაო დავალება. O.S. გაბრიელიანის სახელმძღვანელოს მიხედვით "ქიმია-8" § 43, გვ. 178–179 წწ. 1, 7 წერილობით.

დავალება (სახლისთვის). პირველი კოსმოსური ხომალდების და წყალქვეშა ნავების დიზაინერებს შეექმნათ პრობლემა: როგორ შევინარჩუნოთ ჰაერის მუდმივი შემადგენლობა გემზე და კოსმოსურ სადგურებზე? მოვიშოროთ ზედმეტი ნახშირორჟანგი და შეავსოთ ჟანგბადი? გამოსავალი ნაპოვნია.

კალიუმის სუპეროქსიდი KO 2, ნახშირორჟანგთან ურთიერთქმედების შედეგად, აყალიბებს ჟანგბადს:

როგორც ხედავთ, ეს არის რედოქსული რეაქცია. ჟანგბადი ამ რეაქციაში არის როგორც ჟანგვის აგენტი, ასევე შემცირების აგენტი.

კოსმოსურ მისიაზე ყოველი გრამი ტვირთი ითვლის. გამოთვალეთ კალიუმის სუპეროქსიდის მარაგი, რომელიც უნდა იქნას მიღებული კოსმოსური ფრენისას, თუ ფრენა გრძელდება 10 დღე და თუ ეკიპაჟი შედგება ორი ადამიანისგან. ცნობილია, რომ ადამიანი დღეში 1 კგ ნახშირორჟანგს ამოისუნთქავს.

(პასუხი: 64,5 კგ KO 2. )

დავალება (გაზრდილი სირთულის დონე). დაწერეთ რედოქსის რეაქციების განტოლებები, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს როდოსის კოლოსის განადგურება. გაითვალისწინეთ, რომ ეს გიგანტური ქანდაკება იდგა ეგეოსის ზღვის კუნძულის საპორტო ქალაქში, თანამედროვე თურქეთის სანაპიროზე, სადაც ხმელთაშუა ზღვის ნოტიო ჰაერი მარილებით არის დატვირთული. იგი მზადდებოდა ბრინჯაოსგან (სპილენძისა და კალის შენადნობი) და დამაგრებული იყო რკინის ჩარჩოზე.

ლიტერატურა

გაბრიელიან ო.ს.. ქიმია-8. M.: Bustard, 2002;
გაბრიელიანი O.S., Voskoboynikova N.P., Yashukova A.V.მასწავლებლის სახელმძღვანელო. მე-8 კლასი. M.: Bustard, 2002;
კოქს რ., მორის ნ. მსოფლიოს შვიდი საოცრება. უძველესი სამყარო, შუა საუკუნეები, ჩვენი დრო. M.: BMM AO, 1997;
მცირე საბავშვო ენციკლოპედია. Ქიმია. მ.: რუსული ენციკლოპედიური პარტნიორობა, 2001; ენციკლოპედია ბავშვებისთვის "ავანტა+". Ქიმია. T. 17. M.: Avanta+, 2001;
ხომჩენკო გ.პ., სევასტიანოვა კ.ი.რედოქსის რეაქციები. მ.: განათლება, 1989 წ.

როგორ იცით, სად არის ჟანგვის აგენტი და სად არის შემცირების აგენტი ქიმიურ რეაქციაში? და მიიღო საუკეთესო პასუხი

პასუხი ul.[აქტიური]-დან
თუ რეაქციის შემდეგ (თანაბრის ნიშნის შემდეგ) ნივთიერება იძენს დადებით მუხტს, ეს ნიშნავს, რომ ის არის შემცირების აგენტი.
ხოლო თუ ის იძენს უარყოფით მუხტს, ეს ნიშნავს, რომ ის არის ჟანგვის აგენტი
Მაგალითად
H2 + O2 = H2O
რეაქციამდე წყალბადსაც და ჟანგბადსაც ნულოვანი მუხტი აქვთ
რეაქციის შემდეგ
წყალბადი იძენს მუხტს +1 და ჟანგბადი -2 ნიშნავს, რომ წყალბადი არის შემცირების აგენტი
და ჟანგბადი არის ჟანგვის აგენტი!!
წყარო: =)) თუ რამე გაუგებარია დაწერეთ)

პასუხი ეხლა 2 პასუხი[გურუ]

გამარჯობა! აქ მოცემულია თემების შერჩევა თქვენს კითხვაზე პასუხებით: როგორ იცით, სად არის ქიმიურ რეაქციაში ჟანგვის აგენტი და სად არის შემცირების აგენტი?

პასუხი ეხლა BeardMax[გურუ]
ამისათვის თქვენ უნდა იცოდეთ რა არის ჟანგვის რიცხვი.
ისწავლეთ ქიმიურ ნაერთში ნებისმიერი ატომის დაჟანგვის მდგომარეობის განსაზღვრა.
შემდეგი, შეხედეთ CO-ს რომელი ატომები იზრდება რეაქციაში და რომელი მცირდება. პირველი არის შემცირების აგენტები, მეორე არის ჟანგვის აგენტები.
ზოგადად, არ იყო საჭირო ქიმიის გამოტოვება.

პასუხი ეხლა OOO[ახალშობილი]
შემცირების აგენტი არის ნივთიერება, რომელიც აძლევს ელექტრონებს. მაგალითად, Ca (2+) - 2e = Ca (0)
ჟანგვის აგენტი არის ნივთიერება, რომელიც იღებს ელექტრონებს.

პასუხი ეხლა მარისკა[ახალშობილი]
ამის გასარკვევად, თქვენ უნდა გადახედოთ რა არის რეაგენტები და რა არის დამატებული როგორც საშუალება. მაგალითად, თუ საწყისი ნივთიერებები შეიცავს Mn (+4) და წყალს, მაშინ Mn ცვლის ჟანგვის მდგომარეობას (+6), თუ არ ვცდები. გარდა ამისა, თქვენ ხედავთ, თუ რა ხარისხით არის დაჟანგვის ელემენტები (უცებ სადღაც მინიმალურია ან, პირიქით, მაქსიმალური).