Д.И.Менделеев элементтердің периодты жүйесіндегі ТТ қасиеттері былай өзгереді:
Периодта элементтердің реттік нөмірі артқан сайын:
Na
Тотықсыздандырғыш қасиеттері төмендейді
CI Тотықтырғыш қасиеттері артады
Негізгі топшада:
Li тотықтырғыш қасиеті артады F
Тотықсыздандырғыш қасиеті артады
Cs I
Қос қасиеттілік – ТТ реакциядағы екінші затқа байланысты бір мезгілде тотықтырғыш немесе тотықсыздандырғыш қасиеттерін көрсетеді.
+1 -1
H2° + CuO → Cu + H2O + 2Na = 2NaH
+ 2 0 +1
Cu +2ē → Cu Na – ē → Na
H2 - 2ē → 2H+ H2 + 2ē → 2H−
H2 ТЗ қасиеті H2 ТТ қасиеті
Тотығу-тотықсыздану реакциялардың жіктелуі.
ТТР жіктеледі:
• Молекулааралық
• Молекулаішілік
• Диспропорциялану
• Дисмутация
1. Молекулааралық реакция- тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыш әр затта болатын реакциялар жатады:
+3 +2 +2 +4
2FeCl3 + SnCl2 = 2FeCl2 + SnCl4
ТТ ТЗ
−3 0 +2 −2
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
ТЗ ТТ
2. Молекулаішілік реакция- тотықтырғыш та тотықсыздандырғыш та бір молекулада (тек әртүрлі атомдарда) болатын реакциялар жатады:
+5 −2 −1 0
2KClO3→ 2KCl + 3O2
ТТ ТЗ
+5 −2 +3 0
2NaNO3→ 2NaNO2 + O2
ТТ ТЗ
3. Диспропорциялық реакциялар жүргенде бір атомның тотығу дәрежесі бір мезгілде жоғарылап әрі төмендейді:
+1 −1
а) Cl2° + 2KOH → KClO + KCl+ H2O
+3 +5 +2
б) 3HNO2 → HNO3 + 2NO + H2O
+6 +7 +4
в) 3K2MnO4 + 2H2O = 2KMnO4 + MnO2 + 4KOH
4. Дисмутация реакциялар жүргенде бір ғана атомның түрінің тотығып әрі тотықсыздануынан шығады:
+5 −1 0
KBrO3 + 5KBr + 3H2SO4 = 3Br2 + 3K2SO4 + 3H2O
ТТ ТЗ
+5 0
ТТ 2Br + 10ē → Br2 1 тотықсызданады
−1 0
ТЗ 2Br − 2ē → Br2 5 тотығады
Тотығу-тотықсыздану теңдеулерін құрастыру.
Жазу тәртібі:
ТТ + ТЗ + реакция → ТЗ + ТТ + басқа
ортасы түрі түрі өнімдер
ТТР-ң теңдеуін құрастыруда екі әдіс қолданылады:
1. Электрондық баланс әдісі
−3 0 +2 −2
4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O
−3 +2
NH3 ТЗ N − 5ē → N 4 тотығу
0 −2 20
O2 TT O2° + 4ē → 2O 5 тотықсыздану
2. Иондық-электрондық әдіс = жартылай реакция әдісі
Жартылай реакция әдісінің мағынасы:
1. ТТР молекулалық схемасын құрастыру керек:
FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
2. ТТР қысқартылған иондық схемасын құрастыру керек:
Fe+2 + MnO4− + H+ → Fe+3 + Mn+2 + H2O
3. Әрбір қабаттас жұптың жартылай реакциясын құрастыру керек.
Оттектің шамадан тыс артықтығы немесе жетіспеу ережесі – оттек қатысқанда.
а) Жартылай реакцияның сол жағындағы оттектің шамадан тыс артықтығы: қышқылдық ортада сутек иондарымен қосылып H2O түзеді
−2 +
рН < 7, O + 2H = H2O
− + +2
Мысалы: MnO4 + 8H + 5ē → Mn + 4H2O
нейтралды және сілтілік ортада сумен қосылып гидроксил иондарын түзеді
−2 −
pH ≥ 7, O + H2O = 2OH
мысалы: MnO4− + 2H2O + 3ē → MnO2↓ + 4OH−
б) Жартылай реакцияның сол жағында оттектің жетіспеуі: қышқыл және нейтрал ортада сумен толтырылады:
pH ≤ 7, H2O → O−2 + 2H+ −2 −2
Мысалы: SO3 + H2O – 2ē → SO4 + 2H+
сілтілік ортада ОН− иондарымен толтырылады:
- 2-
pH > 7, 2OH− → O−2 + H2O CrO2− + 4OH – 3ē → CrO4 + 2H2O
4. Схеманың екі жағындағы атомдар мен иондардың саны, содан кейін зарядтарын балансқа келтіру керек:
Fe+2 – ē → Fe+3
MnO4− + 8H+ + 5ē → Mn+2 + 4H2O («О» артық ережесі)
5. Тотығу және тотықсыздану процестерін анықтау керек, ең кіші ортақ еселікті тауып жартылай реакциялардың тиісті коэффициенттерін қоямыз:
Fe+2 + ē → Fe+3 5 5
MnO4− + 8H+ + 5ē → Mn+2 + 4H2O 1
6. Жартылай реакция теңдеуінің әрбір мүшелерін өздерінің коэффициенттеріне көбейтеміз және теңдеулерді мүшелеп қосамыз:
5 Fe+2 + MnO4− + 8H+ = 5Fe+3 + Mn+2 + 4H2O
7. Коэффициенттерді иондық теңдеуден молекулалық теңдеуге көшіреміз. Керек болса бүтін санға айналдыру керек:
5FeSO4+KMnO4+4H2SO4→2,5Fe2(SO4)3 + MnSO4 + ½K2SO4 + 4H2O
немесе:
10FeSO4+2KMnO4 + 8H2SO4→5 Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
Мысалы, реакцияларда:
а) рН < 7
2KMnO4 + 5 Na2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O
MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O 2 тотықтырғыш
SO32- + H2O -2eSO42- + 2H+ 5 тотықсыздандырғыш
б) рН=7
2KMnO4 + 5 Na2SO3+ H2O = 2MnO2 + 3Na2SO4 +2KOН
MnO4- + 4H+ + 3e MnО2+ + 2H2O 2 тотықтырғыш
SO32- + H2O -2eSO42- + 2H+ 3 тотықсыздандырғыш
в) pH > 7
2KMnO4 + Na2SO3 + 2КOН = 2К2MnO4 + Na2SO4 + H2O
MnO4- + e MnО42- 2 тотықтырғыш
SO32- + H2O - 2eSO42- + 2H+ 1 тотықсыздандырғыш
тотықтырғыштың эквивалентінің молярлы массасы мына формула бойынша анықталынады:
,
онда M(x)- заттың молярлы массасы, г/моль;
fЭох– тотықтырғыштың эквивалентінің факторы, яғни тотығу-тотықсыздану реакцияларындағы тотықтырғыштың қабылдап алған электрон сандарымен анықталынады.
реакцияларда (а) fЭ (KMnO4) = ; реакцияларда (б) fЭ (KMnO4) = ;
реакцияларда (в) fЭ (KMnO4) =1.
Тотықсыздандырғыштың эквиваленттің молярлы массасы мына формула бойынша анықталынады:
онда fЭ Red – тотықсыздандырғыштың эквиваленттік факторы, яғни тотығу-тотықсыздану реакцияларындағы тотықсыздандырғыштың берген электрон сандарымен анықталынады (а, б реакцияларында )
Тақырыбы: Тотығу-тотықсыздану реакциялары.
Тақырыптың маңызы: Дәрілік заттарды талдауда тотығу-тотықсыздану реакциялары кеңінен қолданылады. Клиникалық талдауда қолданылатын оксидиметрия әдісі, қандағы қанттың көлемін және тотығатын фермент пероксидазаны,
санитарлы-гигиеналық талдауда – хлорлы әктегі «белсенді» хлорды анықтау үшін, ішуге арналған судың құрамындағы хлор қалдығын анықтауда қолданылады. Жұмысшы ерітінділер ретінде тотықтырғыш-тотықсыздандырғыш ерітінділер қолданылады. Тотықтырғыштармен тотықсыздандырғыштар реакцияға, яғни қатысатын электрондардың әр түрлі сандарына байланысты, процестердің жағдайларына тәуелді бола отырып қатысады. Сондықтан, фармацевт мамандарда дәрілік заттардың сапасын толықтай сипаттауда, реакция жағдайларын таңдауда, тотығу-тотықсыздану реакцияларының бағыттары туралы білімдері болуы керек.
Сабақтың мақсаты: Тотығу-тотықсыздану реакцияларының жүру бағытымен жүргізу жағдайларын оқып үйрену.
Оқытудың міндеттері:
тотығу-тотықсыздану реакцияларының жүру бағытымен жүргізу жағдайлары туралы білімдерін қалыптастыру;
тотығу-тотықсыздану реакцияларының жүру бағытымен жүргізу жағдайларын, тотығу-тотықсыздану реакцияларының шамаларын жүру бағыттарын анықтауда практикалық дағдыларын қалыптастыру;
АҚПАРАТТЫ-ДИДАКТИКАЛЫҚ БӨЛІМ
ТТР бағыты
1. ТТР бағыты Гиббс еркін энергиясының өзгеруімен ( ∆G < 0) анықталады.
2. ТТР бағыты электродтық потенциалдарының өзгеруімен анықталады.
Электрод – металл мен оны батырған электролит ерітіндісінен тұратын жүйе.
Электродтық потенциал φ – металлды сол металлдың тұзының ерітіндісіне батырғанда пайда болатын потенциал.
Zn/ ZnSO4 немесе Zn/Zn+2 (жазылуы)
Жүретін процесс:
Zn – 2e → Zn+2
Электродтық потенциалдарды салыстыру үшін оларды стандартты жағдайда өлшейді.
Стандартты немесе қалыпты жағдай:
P0 = 101,3 kПa, T0 = 273 K, n = 1 моль
Достарыңызбен бөлісу: |