Oksidləşmə və reduksiya, oksidləşdirici və reduksiyaedici

Oksidləşmə atomun (ionun) elektron verməsidir; bu zaman oksidləşmə dərəcəsi artır: $\mathrm{Fe^0-2e^-\to Fe^{+2}}$ . Reduksiya elektron qəbul edilməsidir; oksidləşmə dərəcəsi azalır: $\mathrm{Cl_2^0+2e^-\to2Cl^{-1}}$ .

Elektron verən hissəcik reduksiyaedicidir, o özü oksidləşir. Elektron alan hissəcik oksidləşdiricidir, o özü reduksiya olunur. Bu iki proses həmişə eyni vaxtda gedir və reduksiyaedicinin verdiyi elektronların sayı oksidləşdiricinin aldığı elektronların sayına bərabərdir.

Məsələn, $\mathrm{CuO+H_2=Cu+H_2O}$ reaksiyasında $\mathrm{Cu^{+2}}$ elektron alır (oksidləşdirici, reduksiya olunur), $\mathrm{H_2^0}$ isə elektron verir (reduksiyaedici, oksidləşir).

Tipik oksidləşdiricilər və reduksiyaedicilər

Elementin oksidləşmə dərəcəsinə baxaraq maddənin rolunu qabaqcadan demək olar:

ən yüksək dərəcədə element yalnız oksidləşdirici olur: $\mathrm{HNO_3}$ ( $\mathrm{N^{+5}}$ ), $\mathrm{KMnO_4}$ ( $\mathrm{Mn^{+7}}$ ), $\mathrm{K_2Cr_2O_7}$ ( $\mathrm{Cr^{+6}}$ ), qatı $\mathrm{H_2SO_4}$ ( $\mathrm{S^{+6}}$ );
ən aşağı dərəcədə yalnız reduksiyaedici olur: metallar, $\mathrm{H_2S}$ ( $\mathrm{S^{-2}}$ ), $\mathrm{NH_3}$ ( $\mathrm{N^{-3}}$ ), $\mathrm{HI}$ ( $\mathrm{I^{-1}}$ );
aralıq dərəcədə həm oksidləşdirici, həm reduksiyaedici ola bilər: $\mathrm{S}$ , $\mathrm{SO_2}$ , $\mathrm{HNO_2}$ , $\mathrm{H_2O_2}$ , dəmir(II) birləşmələri.

Digər tipik oksidləşdiricilər $\mathrm{F_2}$ , $\mathrm{O_2}$ , $\mathrm{O_3}$ , $\mathrm{Cl_2}$ , tipik reduksiyaedicilər isə $\mathrm{H_2}$ , $\mathrm{C}$ , $\mathrm{CO}$ -dur.

Məhsul mühitdən də asılı ola bilər. $\mathrm{KMnO_4}$ turş mühitdə $\mathrm{Mn^{2+}}$ -yə (rəngsiz məhlul), neytral mühitdə $\mathrm{MnO_2}$ -yə (qonur çöküntü), qələvi mühitdə $\mathrm{K_2MnO_4}$ -ə (yaşıl məhlul) qədər reduksiya olunur.

Oksidləşmə-reduksiya reaksiyalarının tipləri

Molekullararası reaksiyalarda oksidləşdirici və reduksiyaedici müxtəlif maddələrin tərkibindədir: $\mathrm{Zn+2HCl=ZnCl_2+H_2}$ , $\mathrm{CuO+H_2=Cu+H_2O}$ .
Molekuldaxili reaksiyalarda oksidləşən və reduksiya olunan atomlar müxtəlif elementlərdir, amma bir maddənin tərkibindədir: $\mathrm{2KClO_3=2KCl+3O_2}$ ( $\mathrm{Cl^{+5}\to Cl^{-1}}$ , $\mathrm{O^{-2}\to O^0}$ ), $\mathrm{2HgO=2Hg+O_2}$ .
Disproporsionlaşma (öz-özünə oksidləşmə-reduksiya) reaksiyalarında eyni oksidləşmə dərəcəsindəki eyni elementin bir hissəsi oksidləşir, digər hissəsi reduksiya olunur: $\mathrm{Cl_2+2NaOH=NaCl+NaClO+H_2O}$ ( $\mathrm{Cl^0\to Cl^{-1}}$ və $\mathrm{Cl^0\to Cl^{+1}}$ ), $\mathrm{3S+6NaOH=2Na_2S+Na_2SO_3+3H_2O}$ .

Mübadilə reaksiyaları ( $\mathrm{NaOH+HCl=NaCl+H_2O}$ ) ORR deyil, çünki heç bir elementin oksidləşmə dərəcəsi dəyişmir. Qeyri-üzvi kimyada əvəzetmə reaksiyaları isə həmişə ORR-dir.

Elektron balansı üsulu ilə əmsallaşdırma

Ardıcıllıq:

Bütün elementlərin oksidləşmə dərəcələrini yazın, dəyişənləri tapın.
Oksidləşmə və reduksiya üçün elektron tənliklərini tərtib edin.
Verilən və alınan elektronların ən kiçik ortaq bölünənini tapın; vuruqlar oksidləşdirici və reduksiyaedici (və onların məhsulları) qarşısında əmsal olur.
Qalan atomları bərabərləşdirin: əvvəl metallar, sonra turşu qalıqları, sonra hidrogen; oksigenlə yoxlayın.

Misin qatı nitrat turşusu ilə reaksiyası: $\mathrm{Cu+HNO_3\to Cu(NO_3)_2+NO_2+H_2O}$ .

$\mathrm{Cu^0-2e^-\to Cu^{+2}}$ , vuruq 1;
$\mathrm{N^{+5}+1e^-\to N^{+4}}$ , vuruq 2.

İki $\mathrm{NO_2}$ üçün 2 $\mathrm{HNO_3}$ oksidləşdirici kimi sərf olunur, daha 2 $\mathrm{HNO_3}$ isə duz əmələ gətirir ( $\mathrm{Cu(NO_3)_2}$ -də iki nitrat qalığı var):

\mathrm{Cu+4HNO_3=Cu(NO_3)_2+2NO_2+2H_2O}

Yadda saxla

Reduksiyaedici elektron verir və oksidləşir; oksidləşdirici elektron alır və reduksiya olunur.
Ən yüksək oksidləşmə dərəcəsi: yalnız oksidləşdirici; ən aşağı: yalnız reduksiyaedici; aralıq: hər ikisi.
Tiplər: molekullararası, molekuldaxili və disproporsionlaşma reaksiyaları.
Verilən elektronların sayı alınan elektronların sayına bərabərdir: əmsallar elektron balansından tapılır.
$\mathrm{KMnO_4}$ : turş mühitdə $\mathrm{Mn^{2+}}$ , neytral mühitdə $\mathrm{MnO_2}$ , qələvi mühitdə $\mathrm{MnO_4^{2-}}$ alınır.

Həll olunmuş misallar

Misal 1
Tənliyi elektron balansı üsulu ilə əmsallaşdırın, oksidləşdiricini və reduksiyaedicini göstərin, əmsalların cəmini tapın:

$\mathrm{KMnO_4+HCl\to KCl+MnCl_2+Cl_2+H_2O}$
Həlli
1. Dərəcəsi dəyişən elementlər: $\mathrm{Mn^{+7}\to Mn^{+2}}$ , $\mathrm{Cl^{-1}\to Cl_2^0}$ .
2. Elektron tənlikləri:
- $\mathrm{Mn^{+7}+5e^-\to Mn^{+2}}$ , vuruq 2 (oksidləşdirici $\mathrm{KMnO_4}$ , reduksiya olunur);
- $\mathrm{2Cl^{-1}-2e^-\to Cl_2^0}$ , vuruq 5 (reduksiyaedici $\mathrm{HCl}$ , oksidləşir).
1. Əmsallar: 2 $\mathrm{KMnO_4}$ , 2 $\mathrm{MnCl_2}$ , 5 $\mathrm{Cl_2}$ ; kalium üzrə 2 $\mathrm{KCl}$ .
2. Xlor atomları sağda: $2+4+10=16$ , deməli 16 $\mathrm{HCl}$ ; hidrogen 16, yəni 8 $\mathrm{H_2O}$ . Oksigen: solda 8, sağda 8.
$\mathrm{2KMnO_4+16HCl=2KCl+2MnCl_2+5Cl_2+8H_2O}$
1. Cəm: $2+16+2+2+5+8=35$ .
Cavab: 35; oksidləşdirici $\mathrm{KMnO_4}$ , reduksiyaedici $\mathrm{HCl}$ .
Misal 2
Tənliyi əmsallaşdırın və reaksiyanın tipini müəyyən edin:

$\mathrm{Cl_2+KOH\xrightarrow{t}KCl+KClO_3+H_2O}$
Həlli
1. Yalnız xlorun oksidləşmə dərəcəsi dəyişir: $\mathrm{Cl^0\to Cl^{-1}}$ və $\mathrm{Cl^0\to Cl^{+5}}$ . Eyni element həm oksidləşir, həm reduksiya olunur: bu, disproporsionlaşmadır.
2. $\mathrm{Cl^0+1e^-\to Cl^{-1}}$ , vuruq 5; $\mathrm{Cl^0-5e^-\to Cl^{+5}}$ , vuruq 1.
3. Deməli, 5 $\mathrm{KCl}$ və 1 $\mathrm{KClO_3}$ alınır; xlor atomları $5+1=6$ , yəni 3 $\mathrm{Cl_2}$ . Kalium üzrə 6 $\mathrm{KOH}$ , hidrogen üzrə 3 $\mathrm{H_2O}$ :
$\mathrm{3Cl_2+6KOH=5KCl+KClO_3+3H_2O}$
1. Oksigenlə yoxlama: solda 6, sağda $3+3=6$ .
Cavab: disproporsionlaşma; $\mathrm{Cl_2}$ həm oksidləşdirici, həm reduksiyaedicidir.

Özünü yoxla

Əvvəl özün həll et, sonra cavaba bax.

Hansı birləşmədə azot yalnız oksidləşdirici xassə göstərə bilər?
1. $\mathrm{NH_3}$
2. $\mathrm{N_2}$
3. $\mathrm{NO}$
4. $\mathrm{HNO_3}$
5. $\mathrm{NaNO_2}$
Cavabı göstərCavabı gizlət
Düzgün cavab: D $\mathrm{HNO_3}$
$\mathrm{HNO_3}$ -də azotun oksidləşmə dərəcəsi ən yüksəkdir ( $+5$ ), o, yalnız elektron qəbul edə bilər. $\mathrm{NH_3}$ -də ( $-3$ ) azot yalnız reduksiyaedicidir, $\mathrm{N_2}$ (0), $\mathrm{NO}$ ( $+2$ ) və $\mathrm{NaNO_2}$ -də ( $+3$ ) isə dərəcə aralıqdır.
Misin duru nitrat turşusu ilə reaksiyası tənliyində əmsalların cəmini tapın: $\mathrm{Cu+HNO_3\to Cu(NO_3)_2+NO+H_2O}$ .
1. 9
2. 20
3. 18
4. 22
5. 12
Cavabı göstərCavabı gizlət
Düzgün cavab: B 20
$\mathrm{Cu^0-2e^-\to Cu^{+2}}$ , vuruq 3; $\mathrm{N^{+5}+3e^-\to N^{+2}}$ , vuruq 2. 3 $\mathrm{Cu(NO_3)_2}$ -də 6 nitrat qalığı var, üstəgəl 2 $\mathrm{NO}$ , cəmi 8 $\mathrm{HNO_3}$ : $\mathrm{3Cu+8HNO_3=3Cu(NO_3)_2+2NO+4H_2O}$ . Cəm: $3+8+3+2+4=20$ .
Hansı reaksiya disproporsionlaşma reaksiyasıdır?
1. $\mathrm{2KClO_3=2KCl+3O_2}$
2. $\mathrm{Zn+CuSO_4=ZnSO_4+Cu}$
3. $\mathrm{2H_2S+SO_2=3S+2H_2O}$
4. $\mathrm{NaOH+HCl=NaCl+H_2O}$
5. $\mathrm{Cl_2+2KOH=KCl+KClO+H_2O}$
Cavabı göstərCavabı gizlət
Düzgün cavab: E $\mathrm{Cl_2+2KOH=KCl+KClO+H_2O}$
E-də eyni element (sıfır dərəcəli xlor) həm $\mathrm{Cl^{-1}}$ -ə reduksiya olunur, həm $\mathrm{Cl^{+1}}$ -ə oksidləşir. A molekuldaxili, B və C molekullararası ORR-dir (C-də kükürd $-2$ və $+4$ dərəcələrindən $0$ -a keçir), D isə ORR deyil.

Tipik səhvlər

Oksidləşdirici ilə oksidləşən maddəni qarışdırmaq: oksidləşdirici elektron alır və özü reduksiya olunur.
Duz əmələ gətirən turşu molekullarını unutmaq: $\mathrm{Cu+HNO_3}$ (qatı) reaksiyasında $\mathrm{HNO_3}$ -ün əmsalı 2 yox, 4-dür.
Elektron tənliyində indeksi nəzərə almamaq: bir $\mathrm{Cl_2}$ molekulunun əmələ gəlməsi üçün $\mathrm{2Cl^{-1}}$ 2 elektron verir, 1 yox.

Hələ də tam aydın deyil?

Mövzunu sənə səsli dərs kimi izah edir, lövhədə yazır və suallarla yoxlayır.

Bu mövzunu Canlı Müəllimlə öyrən Məsələni şəkillə həll et