Тотығу-тотықсыздану реакциясының түрлері
Т-т реакциялары 3 түрге бөлінеді:
1) Молекула аралық т-т реакциясы. 2) Бір молекула ішіндегі т-т реакциясы. 3) Диспропорциялану реакциясы.
1. Молекула аралық т-т реакцияларында тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыш әр түрлі заттардың құрамына кіреді.
Сu+2SO4 + Zn0 = Cu0 + Zn+2SO4
тотықтырғыш т-сыздандырғыш
C u+2 + 2e = Cu0
Zn0 – 2e = Zn+2
2. Бір молекула ішіндегі т-т реакциясында тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыш бір молекула құрамына кіреді. Бертолле тұзы.
+5 -2 -1 0
2КСlO3 = 2KCl + 3O2
+5 -1
C l + 6e = Cl 2 тотықтырғыш
-2 0
2O – 4e = O2 3 т-сыздандырғыш
+5 -2 -
2Cl + 2O = 2Cl + 3O2
3. Диспропорциялану реакциясында бір молекула құрамындағы 1 элементтің атомы тотықтырғыш та, тотықсыздандырғыш та болады. Сl2 қыздырылған сілті ерітіндісінен өткізгінде ол диспропорцияланып, хлорат пен хлорид түзеді:
0 -1 +5
3Cl2 + 6KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2O
0 -1
Cl + 1e = Cl 5 тотықтырғыш
0 +5
Cl – 5e = Cl 1 т-сыздандырғыш
0 -1 +5
6Cl = 5Cl + 1Cl
+3 +5 +2
3HNO2 = HNO3 + 2NO + H2O
+3 +5
N – 2e = N 1 т-сыздандырғыш
+3 +2
N + 1e = N 2 т-тырғыш
+3 +5 +2
3N = 1N + 2N
Бұл реакцияда хлор тотықтырғыш және тотықсыздандырғыш есебінде қатысып тұр. Мұндай реакциялар дисспороциялану реакциясы деп аталады.
Тотығу-тотықсыздану реакциясына ортаның әсері
Т-т реакциялары әр түрлі ортада жүреді: Н+, ОН-, Н2О. Реакцияның ортасы атомдардың тотығу дәрежесінің өзгеруіне әсер етеді. MnO-4 – перманганат ионы Н+ ортада Mn2+ ионына дейін, нейтраль ортада Н2О Mn+4O2 -ге дейін, ал сілтілік ортада Mn+6 O24 –манганат ионына дейін тотықсызданады.
Осы процестерді мына схемамен көрсетуге болады:
тотыққан Н+ т-сызданданған
түрі Н2О түрі
MnO4 Mn2+ - ерітінді түссіз
ОН- MnO2 – қоңыр тұнба
MnO-24 – ерітіндінің түсі жасыл
яғни, ортаға байланысты әртүрлі өнім түзіледі. KMnO4 –мен Na2SO3 –дің арасындағы реакцияны әртүрлі ортада қарастырайық. (10-беттегі электрондық баланс әдісімен теңестіруді оқы)
2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O
ионды-электрондық теңдеуі:
2 MnO-4 + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O тотықтырғыштық теңдеуі
5 SO2-3 + H2O – 2e = SO2-4 + 2H+ тотықсыздандырғыштың теңдеуі
2MnO-4 + 5SO2-3 + 6H+ = 2Mn2+ + 5SO24 + 3H2O
8H+ сол жақта, 2Н+ оң жақта, қысқартқанда 6Н+, 4Н2О оң жақта, 1Н2О сол жақта, қысқартқанда 3Н2О қалады
Бейтарап ортада:
2KMnO4 + 3Na2SO3 + H2O = 2MnO2 + 3Na2SO4 + 2KOH
2 MnO-4 + 2H2O + 3e = MnO2 + HOH-
3 SO2-3 + H2O – 2e = SO2-4 + 2H+
O-2 + 2H+ = H2O
O-2 + H2O = 2OH-
1. Бастапқы зат MnO-4 MnO2 ауысқанда 2О-2 бөлініп кетеді. Теңестіру үшін О-2 + Н2О = 2OH- теңдеуіне сәйкес 2О-2 бөлініп тұр,оң Жағына 2Н2О сол жағына 4ОН- қосамыз. 1 Н2О қоссақ теңеспейді:
MnO-4 + H2O = MnO2 + 2OH- болады да оттегі теңеспейді.
2. Егер бастапқы затта Оттегі аз болса оны нейтрал, қышқыл ортада
Н2О = 0 2- +2Н+
2ОН- = О-2 +Н2О
Н2О = 0 2- +2Н+ теңдеуіне сәйкес теңестіреміз: сол жағына 1 Н2О қосамыз, оң жағына 2Н+ қосамыз.
Бастапқы заттардан О-2 бөлініп шықса, онда қышқылдық ортад оны Н+ ионымен байланыстырды, ал сілтілік ортада гидроксид ОН- ионымен байланыстырылады:
H+ O-2 + 2H+ = H2O; MnO-4 + 8H+ +5е = Mn2+ + 4H2O
OH- O-2 + H2O = 2OH-;
Егер бастапқы заттардағы О реакция өнімдегіден аз болса, оны Н+ қышқылдық, Н2О нейтрал ортада су Н2О молекуласын қосып, ал сілтілік ортада ОН- - гидроксид ионын қосып теңестіреді:
Н2О = O-2 + 2H+,
2OH- = O-2 + H2O SO3 + H2O – 2t = SO2-4 + 2H+
Сілтілік ортада:
2KMnO4 + Na2SO3 + 2NaOH = K2MnO4 + Na2SO4 + Na2Mnо4 + H2O
ионды электрондық теңдеуі:
т -тырғыш 2 MnO-4 + e = MnO2-4, зарядын теңестіру үшін +1е
т-сыздандырғыш 1 SO2-3 + 2OH- - 2e = SO2-4 + H2O, O теңестіру үшін ОН-
қосамыз, теңдіктің оң жағына Н2О қосып
зарядын есептейміз,
2е алып тастау керек.
2MnO-4 + SO2-3 + 2OH- = 2MnO2-4 + SO2-4 + H2O
Т-т реакциясында т-тырғыш пен тотықсыздандырғыш бір-бірімен алмасқан электрондарына сай эквивалентті мөлшерде әрекеттеседі.
Тотықтырғыштың эквиваленті деп берілген т-т реакциясы кезінде 1 моль электрон қосып алатын тотықтырғыш мөлшерін айтады (өлшемі г/мол). Тотықтырғыштың эквиваленттік массасын анықтау үшін оның молярлық (мольдік) массасын қосып алған электронының санына бөлу керек:
Э KMnO4 = MKMnO4 / 5 моль
39+55+64 158
Э KMnO4 = = = 31,6 г/моль
5 5
Тотықсыздандырғыштың эквиваленті деп берілген реакция кезінде 1моль электрон берген т-сыздандырғыштың мөлшерін айтады, өлшемі г/моль.
Т-сыздандырғыштың эквиваленттік массасын анықтау үшін оның молярлық (мольдік) массасын берген электрон санына бөлу керек:
ЭFeSO4 = MFeSO4 / 1моль = 151,9 г/моль
M
Ж алпы түрде Э =
N
Қышқылдық ортада:
+7 +4 +2 +6
2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O
электрондық баланс теңдеуі:
Mn+7 + 5e = Mn+2 2
S+4 – 2e = S+6 5
2Mn+7 + 5S+4 = 2Mn+2 + 5S+6
S сол жақта 6, оң жақта 2+5+1=8 теңестіру үшін Н2SO4-тің алдына 3 қоямыз, Н+ сол жақта 3, оң жаққа Н2О алдына 3 қоямыз, оттегі сол жақта 8+15+12= 35, оң жақта 8+20+4+3=35. Теңдеу дұрыс.
Нейтраль ортада:
+7 +4 +4 +6
2MnO4 + 3Na2SO3 + H2O = 2MnO2 + 3Na2SO4 + 2KOH
Mn+7 + 3e = Mn+4 2
S+4 – 2e = S+6 3
2Mn+7 + 3S+4 = 2Mn+4 + 3S+6
K-дің алдына 2КОН қоямыз, S-тең, Н+ тең, О-санаймыз сол жақта 8+9+1=18, оң жақта 4+12+2=18 теңдеу дұрыс құрылған.
Сілтілік ортада:
+7 +4 +6 +6
2KMnO4 + Na2SO3 + 2NaOH = K2MnO4 + Na2SO4 + Na2MnO4 + H2O
Mn+7 + 1e = Mn+6 2
S+4 – 2e = S+6 1
2Mn+7 + S+4= 2Mn+6 + S+6
Бақылау сұрақтары
1. Тотықсыздандырғыштың эквиваленті
2. Тотықсыздандырғыш
3. Тотықтырғыш
4. Тотығу-тотықсыздану реакциясының түрлері
5. Тотықтырғыштың эквиваленті
6. Иондық электрондық теңдеу құрудың ережелері
Негізгі және қосымша әдебиет
Негізгі әдебиет
1. Ахметов Н.С. «Жалпы және бейорганикалық химия». Баспа «Жоғары мектеп». М. 2005 г.
2. Глинка Н.Л. «Жалпы химия» - И. Интеграл-пресс. 2003.
3. Некрасов Б.В. «Жалпы химияның негіздері» т.1,2,3. Химия –М 1976 г.
4. Н.Н. Нурахметов, М.Б. Муратбеков, Ә.К. Тәшенов «Бейметалдар химиясы», Алматы, «Қазақуниверситеті», 2009 ж.
5. Н.Н. Нурахметов, Ә.К. Тәшенов «Бейметалдар химиясы», Алматы 2011 ж.
Бiрiмжанов Б., Нұрақметов Н. Жалпы химия. Алматы. Ана тiлi. 1992.
Ақанбаев Қ. Химия негiздерi. Алматы.: Мектеп. 1987.
Бегалиева Ж., Самыратов С., Қолұшпаева А. Химия курсы. Алматы.: ҚазКҚА. 2002, 292 б.
Қосымша әдебиет
2. Кусепова Л.А., Кусепов А.К. «Практикум по общей химии», ЕНУ 2003
3. Нурпейсова Д.Т. Лабораторный практикум по общей химии, Астана 2000 г.
|
Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті
|
Күні: _______ 2011 ж.
|
Басылым: бірінші
|
Дәріс
|
ЕҰУ
|
5-бет
|
Достарыңызбен бөлісу: |