Sifa za redoksi za atomi binafsi pamoja na ayoni ni suala muhimu katika kemia ya kisasa. Nyenzo hii husaidia kueleza shughuli za elementi na dutu, kufanya ulinganisho wa kina wa sifa za kemikali za atomi tofauti.
Kiwakala cha vioksidishaji ni nini
Kazi nyingi katika kemia, ikijumuisha maswali ya mtihani wa mtihani wa serikali umoja katika daraja la 11, na OGE katika daraja la 9, yanahusishwa na dhana hii. Wakala wa vioksidishaji huchukuliwa kuwa atomi au ioni ambazo, katika mchakato wa mwingiliano wa kemikali, hukubali elektroni kutoka kwa ioni au atomi nyingine. Ikiwa tunachambua mali ya oksidi ya atomi, tunahitaji mfumo wa upimaji wa Mendeleev. Katika vipindi vilivyo kwenye meza kutoka kushoto kwenda kulia, uwezo wa oxidizing wa atomi huongezeka, yaani, inabadilika sawa na mali zisizo za metali. Katika vikundi vidogo, parameter hii inapungua kutoka juu hadi chini. Miongoni mwa vitu vyenye nguvu rahisi na uwezo wa vioksidishaji, fluorine iko katika uongozi. Neno kama vile "electronegativity", yaani, uwezo wa atomi kuchukua katika kesi ya mwingiliano wa kemikali.elektroni, inaweza kuchukuliwa kuwa sawa na mali ya vioksidishaji. Miongoni mwa vitu changamano ambavyo vina vipengele viwili au zaidi vya kemikali, vioksidishaji angavu vinaweza kuzingatiwa: pamanganeti ya potasiamu, klorati ya potasiamu, ozoni.
Kiwakala cha kupunguza ni nini
Sifa za kupunguza atomi ni tabia ya vitu rahisi vinavyoonyesha sifa za metali. Katika jedwali la upimaji, mali ya metali hudhoofisha kutoka kushoto kwenda kulia kwa vipindi, na katika vikundi kuu (kwa wima) huongezeka. Kiini cha kupona ni kurudi kwa elektroni, ambazo ziko kwenye ngazi ya nishati ya nje. Kadiri idadi ya makombora ya elektroni (viwango) inavyoongezeka, ndivyo inavyokuwa rahisi zaidi kutoa elektroni "ziada" wakati wa mwingiliano wa kemikali.
Metali zinazotumika (za alkali, alkali-ardhi) zina sifa bora za kupunguza. Kwa kuongeza, vitu vinavyoonyesha vigezo sawa, tunaangazia oksidi ya sulfuri (6), monoxide ya kaboni. Ili kupata kiwango cha juu cha hali ya oxidation, misombo hii inalazimika kuonyesha sifa za kupunguza.
Mchakato wa oksidi
Ikiwa wakati wa mwingiliano wa kemikali atomi au ayoni inatoa elektroni kwa atomi nyingine (ion), tunazungumza kuhusu mchakato wa oksidi. Ili kuchanganua jinsi kupunguza sifa na mabadiliko ya nguvu ya vioksidishaji, utahitaji jedwali la mara kwa mara la vipengele, pamoja na ujuzi wa sheria za kisasa za fizikia.
Mchakato wa kurejesha
Michakato ya kupunguza inahusisha kukubalika kwa ayoni za mojawapoatomi za elektroni kutoka kwa atomi nyingine (ions) wakati wa mwingiliano wa kemikali wa moja kwa moja. Wakala bora wa kupunguza ni nitriti, sulfite za metali za alkali. Sifa za kupunguza katika mfumo wa vipengele hubadilika sawa na sifa za metali za dutu rahisi.
OVR Kanuni ya Uchanganuzi
Ili mwanafunzi aweke hesabu kwenye mmenyuko wa kemikali uliokamilika, ni muhimu kutumia algoriti maalum. Sifa za Redox pia husaidia kutatua matatizo mbalimbali ya kimahesabu katika uchanganuzi, kikaboni, na kemia ya jumla. Tunapendekeza mpangilio wa kuchanganua maoni yoyote:
- Kwanza, ni muhimu kubainisha hali ya oksidi ya kila kipengele kinachopatikana kwa kutumia kanuni.
- Ijayo, zile atomi au ayoni ambazo zimebadilisha hali yao ya uoksidishaji zimedhamiria kushiriki katika majibu.
- Alama za kutoa na kuongeza zinaonyesha idadi ya elektroni zisizolipishwa zilizotolewa na kupokewa wakati wa mmenyuko wa kemikali.
- Inayofuata, kati ya idadi ya elektroni zote, kizidishio cha chini kabisa cha kawaida kinabainishwa, yaani, nambari kamili ambayo hugawanywa bila salio na elektroni zilizopokewa na kupewa.
- Kisha inagawanywa katika elektroni zinazohusika katika mmenyuko wa kemikali.
- Inayofuata, tunabainisha ni ayoni au atomi zipi zina sifa za kupunguza, na pia kubainisha vioksidishaji.
- Katika hatua ya mwisho weka mgawo katika mlinganyo.
Kwa kutumia mbinu ya mizani ya kielektroniki, hebu tuweke vigawo katika mpango huu wa maitikio:
NaMnO4 + hydrogen sulfide + sulfuriki acid=S + Mn SO4 +…+…
Algorithm ya kutatua tatizo
Hebu tujue ni dutu gani inapaswa kuundwa baada ya mwingiliano. Kwa kuwa tayari kuna wakala wa oxidizing katika mmenyuko (itakuwa manganese) na wakala wa kupunguza hufafanuliwa (itakuwa sulfuri), vitu vinaundwa ambayo majimbo ya oxidation haibadilika tena. Kwa kuwa mmenyuko mkuu uliendelea kati ya chumvi na asidi kali iliyo na oksijeni, moja ya dutu ya mwisho itakuwa maji, na ya pili itakuwa chumvi ya sodiamu, kwa usahihi zaidi, salfati ya sodiamu.
Sasa hebu tutengeneze mpango wa kutoa na kupokea elektroni:
- Mn+7 inachukua 5 e=Mn+2.
Sehemu ya pili ya mpango:
- S-2 gives2e=S0
Tunaweka viambajengo katika maitikio ya awali, bila kusahau kujumlisha atomi zote za salfa katika sehemu za mlingano.
2NaMnO4 + 5H2S + 3H2SO 4 =5S + 2MnSO4 + 8H2O + Na2SO 4.
Uchambuzi wa OVR unaohusisha peroksidi ya hidrojeni
Kwa kutumia kanuni ya uchanganuzi ya OVR, tunaweza kutunga mlingano wa majibu yanayoendelea:
peroksidi hidrojeni + asidi ya sulfuriki + permagnanate ya potasiamu=Mn SO4 + oksijeni + …+…
Hali za oksidi zilibadilisha ayoni ya oksijeni (katika peroksidi ya hidrojeni) na muunganisho wa manganese katika pamanganeti ya potasiamu. Hiyo ni, tuna wakala wa kupunguza, pamoja na wakala wa vioksidishaji.
Hebu tubaini ni aina gani ya dutu bado inaweza kupatikana baada ya mwingiliano. Mmoja wao atakuwa maji, ambayo ni wazi kabisa majibu kati ya asidi na chumvi. Potasiamu haikuunda mpyaDutu hii, bidhaa ya pili itakuwa chumvi ya potasiamu, ambayo ni sulfate, kwani majibu yalikuwa na asidi ya sulfuriki.
Mpango:
2O – huchangia 2 elektroni na kugeuka kuwa O 2 0 5
Mn+7 inapokea elektroni 5 na kuwa Mn ion+2 2
Weka hesabu.
5H2O2 + 3H2SO4 + 2KMnO4=5O2 + 2Mn SO4 + 8H 2O + K2SO4
Mfano wa uchanganuzi wa OVR unaohusisha chromate ya potasiamu
Kwa kutumia mbinu ya mizani ya kielektroniki, tutaunda mlingano kwa kutumia vigawo:
FeCl2 + asidi hidrokloriki + chromate ya potasiamu=FeCl3+ CrCl3 + …+…
Hali za oksidi zilibadilisha chuma (katika kloridi ya feri II) na ioni ya chromium katika dichromate ya potasiamu.
Sasa hebu tujaribu kujua ni vitu gani vingine vinaundwa. Mtu anaweza kuwa chumvi. Kwa kuwa potasiamu haikuunda kiwanja chochote, kwa hiyo, bidhaa ya pili itakuwa chumvi ya potasiamu, kwa usahihi zaidi, kloridi, kwa sababu majibu yalifanyika na asidi hidrokloriki.
Hebu tutengeneze mchoro:
Fe+2 anatoa e= Fe+3 6 reducer,
2Cr+6 inakubali 6 e=2Cr +31 kioksidishaji.
Weka mgawo katika maitikio ya awali:
6K2Cr2O7 + FeCl2+ 14HCl=7H2O + 6FeCl3 + 2CrCl3 + 2KCl
MfanoUchambuzi wa OVR unaohusisha iodidi ya potasiamu
Tukiwa na sheria, tufanye mlingano:
permanganate ya potasiamu + asidi ya sulfuriki + iodidi ya potasiamu…sulfate ya manganese + iodini +…+…
Hali za oksidi zilibadilisha manganese na iodini. Hiyo ni, wakala wa kupunguza na wakala wa vioksidishaji vipo.
Sasa hebu tujue tutamaliza na nini. Kiwanja kitakuwa na potassium, yaani tutapata potassium sulfate.
Michakato ya uokoaji hutokea katika ayoni za iodini.
Hebu tutengeneze mpango wa kuhamisha elektroni:
- Mn+7 anapokea 5 e=Mn+2 2 ni kioksidishaji,
- 2Mimi- ninatoa 2 e=I2 0 5 ni wakala wa kupunguza.
Weka mgawo katika maitikio ya awali, usisahau kujumlisha atomi zote za salfa katika mlingano huu.
210KI + KMnO4 + 8H2SO4 =2MnSO 4 + 5Mimi2 + 6K2SO4 + 8H 2O
Mfano wa uchanganuzi wa OVR unaohusisha sodium sulfite
Kwa kutumia mbinu ya kitamaduni, tutatunga mlingano wa mzunguko:
- asidi ya sulfuriki + KMnO4 + sodium sulfate… sodium sulfate + manganese sulfate +…+…
Baada ya mwingiliano tunapata chumvi ya sodiamu, maji.
Hebu tutengeneze mchoro:
- Mn+7 inachukua 5 e=Mn+2 2,
- S+4 anatoa 2 e=S+6 5.
Panga viegemeo katika kiitikio kinachozingatiwa, usisahau kuongeza atomi za sulfuri wakati wa kupanga migawo.
3H2SO4 + 2KMnO4 + 5Na2 SO3 =K2SO4 + 2MnSO4 + 5Na2 SO4 + 3H2O.
Mfano wa uchanganuzi wa OVR unaohusisha nitrojeni
Hebu tufanye kazi ifuatayo. Kwa kutumia algoriti, tutatunga mlingano kamili wa majibu:
- nitrati ya manganese + asidi ya nitriki + PbO2=HMnO4+Pb(NO3) 2+
Hebu tuchambue ni dutu gani bado imeundwa. Kwa kuwa mmenyuko ulifanyika kati ya kioksidishaji kikali na chumvi, inamaanisha kuwa dutu hii itakuwa maji.
Onyesha mabadiliko katika idadi ya elektroni:
- Mn+2 anatoa 5 e=Mn+7 2 inaonyesha sifa za wakala wa kupunguza,
- Pb+4 inachukua 2 e=Pb+2 5 vioksidishaji.
3. Tunapanga vihesabu katika maitikio ya awali, hakikisha kuwa umeongeza nitrojeni yote inayopatikana kwenye upande wa kushoto wa mlingano asili:
- 2Mn(NO3)2 + 6HNO3 + 5PbO 2 =2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H 2O.
Mwitikio huu hauonyeshi sifa za kupunguza nitrojeni.
Majibu ya pili ya redoksi yenye nitrojeni:
Zn + asidi ya sulfuriki + HNO3=ZnSO4 + NO+…
- Zn0 toa 2 e=Zn+23 itakuwa mrejeshaji,
N+5inakubali 3 e=N+2 2 ni kioksidishaji.
Panga migawo katika majibu fulani:
3Zn + 3H2SO4 + 2HNO3 =3ZnSO 4 + 2NO + 4H2O.
Umuhimu wa athari za redoksi
Miitikio maarufu zaidi ya kupunguza ni usanisinuru, ambayo ni tabia ya mimea. Je, sifa za kurejesha hubadilikaje? Mchakato hutokea katika biosphere, husababisha kuongezeka kwa nishati kwa msaada wa chanzo cha nje. Ni nishati hii ambayo ubinadamu hutumia kwa mahitaji yake. Miongoni mwa mifano ya athari za kioksidishaji na upunguzaji zinazohusiana na vipengele vya kemikali, mabadiliko ya misombo ya nitrojeni, kaboni na oksijeni ni muhimu sana. Shukrani kwa photosynthesis, anga ya dunia ina muundo ambao ni muhimu kwa ajili ya maendeleo ya viumbe hai. Shukrani kwa photosynthesis, kiasi cha dioksidi kaboni katika shell ya hewa haizidi, uso wa Dunia hauzidi joto. Mmea haukua tu kwa msaada wa mmenyuko wa redox, lakini pia huunda vitu kama oksijeni na sukari ambayo ni muhimu kwa wanadamu. Bila mmenyuko huu wa kemikali, mzunguko kamili wa dutu katika asili hauwezekani, pamoja na kuwepo kwa maisha ya kikaboni.
Utumiaji kivitendo wa RIA
Ili kuhifadhi uso wa chuma, unahitaji kujua kwamba metali hai zina sifa za kurejesha, hivyo unaweza kufunika uso na safu ya kipengele amilifu zaidi, huku ukipunguza kasi ya kutu kwa kemikali. Kwa sababu ya uwepo wa mali ya redox, maji ya kunywa yanatakaswa na kusafishwa. Hakuna tatizo linaloweza kutatuliwa bila kuweka coefficients kwa usahihi katika equation. Ili kuepuka makosa, ni muhimu kuwa na ufahamu wa redox yotevigezo.
Kinga dhidi ya kutu kwa kemikali
Kutu ni tatizo mahususi kwa maisha na shughuli za binadamu. Kutokana na mabadiliko haya ya kemikali, uharibifu wa chuma hutokea, sehemu za gari, zana za mashine hupoteza sifa zao za uendeshaji. Ili kurekebisha shida kama hiyo, ulinzi wa kukanyaga hutumiwa, chuma huwekwa na safu ya varnish au rangi, na aloi za kuzuia kutu hutumiwa. Kwa mfano, uso wa chuma umefunikwa na safu ya chuma hai - alumini.
Hitimisho
Ahueni mbalimbali hutokea katika mwili wa binadamu, kuhakikisha utendaji kazi wa kawaida wa mfumo wa usagaji chakula. Michakato ya msingi ya maisha kama vile Fermentation, kuoza, kupumua pia inahusishwa na mali ya kurejesha. Viumbe vyote vilivyo hai kwenye sayari yetu vina uwezo sawa. Bila athari na kurudi na kukubalika kwa elektroni, madini, uzalishaji wa viwanda wa amonia, alkali, na asidi haiwezekani. Katika kemia ya uchambuzi, mbinu zote za uchambuzi wa volumetric zinategemea kwa usahihi michakato ya redox. Mapambano dhidi ya jambo lisilopendeza kama vile kutu kwa kemikali pia inategemea ujuzi wa michakato hii.
