I. I. Qo`qonboyev, M. A. Yigitaliyeva
Keng tarqalgan oksidlovchilar va ularning mahsulotlari
Download 0.65 Mb. Pdf ko'rish
|
elektrokimyo asoslariga oid masalalarni yechish usullari
- Bu sahifa navigatsiya:
- Mnemonik qoida
- Namunaviy masalalar yechish
|
Keng tarqalgan oksidlovchilar va ularning mahsulotlari Oksidlovchi Yarim reaksiya Mahsulot Standart potensial, V O
kislorod
Turlicha, oksidlar, H
O va CO
+1,229 (kislotali muhit)
+0,401(ishqoriy muhit)
O
ozon Turlicha, ketonlar va aldegidlar
Peroksidlar Turlicha, oksidlar, H
O va metall sulfidlari sulfatlargacha
oksidlanadi Hal
galogenlar Hal
- ; metall kationlari, P, C, S, Si galogenidlarga oksidlanadi F
Cl
Br
I
gipoxloridlar
xloratlar
HNO
nitrat kislota Faol metallar suyultirilgan kislota
Faol metallar konsentrlangan kislota
Og`ir metallar suyultirilgan kislota
Og`ir metallar konsentrlangan kislota
NO
NO
NO
H SO
sulfat kislota Metallmaslar va og`ir metallar bilan
SO ; metallar sulfatlargacha oksidlanadi, S yoki H
S hosil qiladi
Olti valentli xrom
MnO
marganes (IV) – oksid
permanganatlar Kislotali muhit
Neytral muhit
Kuchli ishqoriy muhit
Metall kationlari va H +
Me
H
Metallarning elektrokimyoviy kuchlanishlar qatoriga ko`ra
Oksidlovchi va qaytaruvchilarni xossalarini esda saqlab qolish uchun bir necha mnemonik qoidalar mavjud: 1. Oksidlovchi – tortib oluvchi (oksidlanish - qaytarilish reaksiyalari jarayonida oksidlovchi elektron biriktirib oladi). 2. Belgili so`z jamlanmasi: BQO – bitiktiradi (elektronlarni), qaytariladi, oksidlovchi hisoblanadi. 3. Beradi – oksidlanadi, o`zi esa qaytaruvchi hisoblanadi. Oksidlanish darajasi qiymatining oksidlovchi konsentratsiyasiga bog`liqligini tasdiqlovchi misollar keltiramiz. Kislota
bilan ta`sirlashuvchi metal qancha faol va eritma qanchalik suyultirilgan bo`lsa, qaytarilish jarayoni shunchalik chuqur boradi. Misol tariqasida nitrat kislotani rux bilan reaksiyasini keltiramiz: Zn + 4HNO (конц.) = Zn(NO
+ 2NO
+ 2H
O 3Zn + 8HNO %) = 3Zn(NO
)
+ 2NO + 4H
O 4Zn + 10HNO %) = 4Zn(NO
) + N
O + 5H
O 5Zn + 12HNO %) = 5Zn(NO
)
+ N
+ 6H O 4Zn + 10HNO %) = 4Zn(NO
)
+ NH
NO + 3H
O
Oksidlanish-qaytarilish reaksiya tenglamalarini tuzishda quyidagi tartibga rioya qilishni taklif qilamiz: reaksiya tenglamasidagi oksidlanish darajasi o`zgargan elementlarni aniqlab oling. oksidlovchi modda ostiga bir chiziq, qaytaruvchi modda ostiga ikki chiziq chizing. oksidlanish darajasi o`zgargan elementlarni bergan va qabul qilib olgan elektronlari hisobini qilish uchun elektron balans qiling. berilgan va qabul qilib olingan elektronlarning umumiy nisbatini tenglashtiring. tanlangan koeffitsiyentlarni reaksiya tenglamasiga qo`yib uni tenglashtiring. Oksidlanish-qaytarilish reaksiya tenglamalarini tenglashtirishda quyidagi qoidalarga rioya qilgan ma`qul: oksidlovchi va qaytarilishlar soni bittadan bo`lsa, koeffitsiyentlar avval reaksiya tenglamasining o`ng tomoniga, so`ngra chap tomoniga qo`yiladi. oksidlovchi va qaytaruvchilar soni bittadan ko`p bo`lsa, koeffitsiyentlar avval reaksiya tenglamasining chap tomoniga, so`ngra o`ng tomoniga qo`yiladi. keltirib chiqarilgan koeffitsiyentlarni reaksiya tenglamasining o`ng tomoniga qo`yilganda tenglamani tenglab bo`lmasa, ana shu koeffitsiyentlarni reaksiya tenglamasining chap tomoniga qo`yib tenglashtiriladi.
reaksiyalar yoki ion-elektronli usulni qo`llanilishi Bu usul oksidlanish jarayoni va qaytarilish jarayoni uchun ionli tenglamalarni tuzish va keyin ularni umumiy tenglama tarzida birlashtirishga asoslangan. Misol tariqasida elektron balans usulini tushutirishda foydalanilgan reaksiyaning tenglamasini tuzamiz. Ozroq kislota qo`shilgan kaliy permanganat KMnO
eritmasi orqali vodorod sulfid H
S o`tkazilganda pushtirang yo`qoladi va eritma loyqalanadi. Tajriba shuni ko`rsatadiki, eritma elementar oltingugurt hosil bo`lishi, ya`ni quyidagi jarayon sodir bo`ladi: H
- +2H
+
Bu sxema atomlar soni jihatidan tenglashtirilgan. Zaryadlar soni jihatdan tenglashtirish uchun sxemani chap qismidan ikkita elektronni olish kerak, shunday keyin strelkani tenglik bilan almashtirish mumkin: H
— S
- +2H
+
Bu birinchi yarim reaksiya – qaytaruvchi H Sning oksidlanish jarayoni. Eritmaning rangsizlanishi MnO
- ionining (u pushti rangli) Mn
ioniga (deyarli rangsiz va konsentratsiyasi katta bo`lgandagina och pushtirangli bo`ladi) aylanishi bilan bog`liq, buni Ushbu sxema bilan ifodalash mumkin: MnO
- → Mn Kislotali eritmada MnO
-
vodorod ionlari bilan birgalikda pirovard oqibatida suv hosil qiladi. Shu sababli yuqoridagi jarayonni quyidagicha yozamiz: MnO
+8H + → Mn + 4H
O
Strelkani tenglik ishorasiga almashtirish uchun zaryadlarni ham almashtirish kerak. Boshlang`ich moddalarda yettita musbat zaryad (7+), oxirgi maxsulotlarda esa ikkita musbat zaryad (2+) bo`lganligi sababli zaryadlarning saqlanish shartini bajarish uchun sxemaning chap qismiga beshta elektron qo`shish lozim: MnO
+8H + +5e - = Mn
+ 4H
O Bu ikkinchi yarim reaksiya - oksidlovchining, ya`ni permanganat ionning MnO
- qaytarilish jarayonidir. Reaksiyaning umumiy tenglamasini tuzish uchun oldin berilgan va biriktirib olingan elektronlar sonini tenglashtirib, so`ngra yarim reaksiyalarning tenglamalarini hadma-had qo`shish kerak. Bunda eng kichik ko`paytuvchini topish qoidalari asosida tegishli ko`paytuvchilar aniqlanadi, so`ngra yarim reaksiyalarning tenglamalari shularga ko`paytiriladi. Bularni qisqartirilgan holda shunday yozish mumkin: H
S - 2e — = S+2H +
MnO - +8H + +5e
- = Mn
+ 4H
O
5H
S + 2MnO - + 16H + = 5S + 10H + +2Mn
+ 8H
O Tenglamani ikkala qismini 10H + ga qisqartirsak, yakuniy tenglama olinadi: 5H
S + 2MnO - + 6H + = 5S + 2Mn
+ 8H
O Ionli ko`rinishda tuzilgan tenglamaning to`g`riligini tekshirib ko`ramiz: chap qismida kislorod atomlarining soni 8; zaryadlar soni chap qismida (2-) + (6+) =4+, o`ng qismida 2∙ Tenglama to`g`ri tuzilgan, chunki atom va zaryadlar soni ikkala atomda ham bir xil. Yarim reaksiyalar usuli bilan reaksiyani ionli shakldagi tenglamasi tuziladi. Undan molecular shakldagi tenglamaga
o`tish uchun quyidagi ish yuritiladi: ionli tenglamaning chap qismidagi har qaysi anioniga tegishli kation - anion tashlanadi. So`ngra huddi shuncha sondagi ionlarni tenglamaning o`ng qismiga yozamiz, shundan keyin ionlarni molekula holida birlashtiramiz: 5H
S + 2MnO - + 6H + = 5S + 2Mn
+ 8H
O 2K + + 3SO
- = 2K + + 3SO
-
5H
S + 2KMnO + 3H
SO
= 5S + 2MnSO
+ 2K SO
+ 8H
O Shunday qilib
oksidlanish – qaytarilish reaksiyalarining tenglamalarini yarim reaksiyalar usuli yardamida tuzish elektronlar balansi usulidagi kabi natijaga olib keladi. Ikkala usulni taqqoslab ko`ramiz. Elektronlar balansi usuliga qaraganda yarim reaksiyalar usulining avfzalligi shundaki, bu usulda gipotetik ionlar emas, balki haqiqiy ionlar qo`llaniladi. Haqiqattan ham, eritmada Mn
, Cr
, S
, S
ionlar yo`q, balki MnO
-
- , CrO - , SO
- ionlar bor. Yarim reaksiyalar usulida atomlarning oksidlanish darajalarini bilish shart emas. Yarim reaksiyalar usulida atomlarning oksidlanish darajalarini bilish shart emas. Yarim reaksiyalarning alohida ionli tenglamalarini yozish galvanik elementdagi va elektroliz paytida kimyoviy jarayonlarni tushunib olish uchun zarurdir. Bu usulda barcha jarayonning faol ishtirokchisi bo`lgan muhitning ro`li yaqqol ko`rinadi. Nihoyat, yarim reaksiyalar usulidan foydalanilganda olinadigan barcha moddalarni bilish shart emas, ular tanglamani keltirib chiqarish vaqtida paydo bo`ladi. Shuning uchun yarim reaksiyalar usulini afzalroq bilib, suvdagi eritmalarda boradigan barcha oksidlanish – qaytarilish reaksiyalarining tenglamalarini tuzishda ana shu usulni tadbiq etish kerak.
-masala. Quydagi
reaksiya KMnO
+Mg(NO
)
+H
SO Mg(NO )
+... +... tenglamasi uchun koeffitsiyentlar tanlang, o`ng va chap tomondagi koeffitsiyentlar yig`indilari nisbatini aniqlang. Yechish: Avvalo
reaksiya tenglamasidagi qaytaruvchi va
oksidlovchi elementlarni aniqlab olinadi. So`ng berilgan va qabul qilib olingan elektronlar soni aniqlanadi va elektron balans yordamida qo`yilishi lozim bo`lgan koeffitsiyentlar qiymatini aniqlaymiz. KMn
+ O
+ Mg(N + O )
+ H
SO Mg(N
+ O
)
+ Mn + SO
+ K
SO +
H
O Mn
+ 5e - Mn
N
- e -
N
Qaytaruvchi va oksidlovchi element atomlari bittadan bo`lganligini e`tiborda tutgan holda
tenglamani tenglashtirishni reaksiya tenglamasining o`ng tomonidan boshlaymiz: KMnO
)
+ H
SO 5Mg(NO
)
+ MnSO
+ K SO
+ H
O CHap tomon koeffitsiyentlari O`ng tomon koeffitsiyentlari J: : -masala. Quydagi KMnO
+Na SO
+H
SO Na
SO
+ MnSO
+ K
SO + +H
O oksidlovchi va qaytaruvchining ekvivalent massasini aniqlang. Yechish: KMnO
SO
+ H
SO Na
SO
+ MnSO
+ K SO
+ H
O
Mn
- 5e - Mn
S
+ 2e -
S +
KMnO
+ Na
SO
+ H
SO Na
SO
+ MnSO
+ K SO
+ H
O E oks
=
Mr = 5 158 = 31,6 g/ekv E qay =
e Mr = 2 126 = 63 g/ekv J: -masala. Xlor marganes (II)-oksid, sulfat kislota va osh tuzi orasidagi reaksiya MnO
+ NaCl + H SO
Na
SO + Cl
+ MnSO
+
H
O asosida olish mumkin, 134,4 l xlor olish uchun qancha (g) oksidlovchi talab etiladi. Yechish: MnO
SO
Na
SO + H
O + MnSO
+ Cl
87 g
l x= g
l
Mn
- 2e - Mn
2Cl
-
+ 2e -
2Cl
J:522 g
-masala. Quyidagi oksidlanish – qaytarilish reaksiya tengamasiga koeffitsiyentlar qo`yib tekshiring: As
S +HNO
+H
O H
AsO + +H SO
+NO reaksiya tenglamasidagi barcha
koeffitsiyentlar yig`indisini ko`rsating.
Yechish: As
S +HNO
+H
OH
AsO +H
SO
+NO 2As
- 4e
2As
3S - - 24e -
3S
N
+ 3e -
N
Qaytaruvchi element atomlari ikkita bo`lganligini e`tiborda tutgan holda tenglamani tenglashtirishni reaksiya tenglamasining chap tomonidan boshlaymiz: As
+ HNO
+ H
O H
AsO
+ H
SO
+ NO CHap tomon koeffitsiyentlari O`ng tomon koeffitsiyentlari Jami -masala. gr temir (II) sulfat erigan kislotali sharoitdagi eritmani oksidlash uchun 1M KMnO
eritmasidan qancha (ml) kerak. Yechish: KMnO
+ FeSO
+ H
SO
Fe
(SO )
+ MnSO
+ K SO
+ H
O 2Fe
+ 2e - 2Fe
Mn
- 5e - Mn
KMnO + FeSO
+ H
SO
Fe
(SO )
+ MnSO
+ K SO
+ H
O 316 g 1520 g
x=1,58 g 7,6 g V eritma = 152
1 1000
58 , 1 ml
J:10 ml -masala. 120 ml 0,5 M kaliy permanganat eritmasini kislotali sharoitda qaytarish uchun qancha (g) vodorod sulfid kerak. Yechish: m(KMnO
)= 1000 158
5 , 0 120 g KMnO
+ 5H
S + 3H
SO
5S + MnSO
+ K SO
+ 8H
O 158 g
g g
x= 5,1 g J: 5,1 g Mustaqil ishlash uchun masala va mashqlar 1. Quydagi oksidlanish – qaytarilish reaksiyasida barcha koeffitsiyentlar yig`indisi nechaga teng? C
H
O + KMnO
+ H
SO
CO
+ MnSO + K
SO
+ H
O J: . Quyidagi reaksiyaning koeffitsiyentlar yig`indisini aniqlang? a) Zn + H
SO ZnSO
+ H
S + S + SO
+ H
O
J: 40 b) C
H
O
+ KMnO + H
SO
CO
+ MnSO + K
SO
+ H
O J: 197 3. Hg + KNO
+ H
SO kons) → HgSO
+ NO + K SO
+ H
O reaksiya tenglamasidagi chap va o`ng tomonlar koeffitsiyenti ayirmasini toping.
J
P S
+HNO
+H O→H
PO
+H
SO +NO reaksiya tenglamasidagi koeffitsiyentlar yig`indisini toping. J
5. H
S+H SO
+K
Cr O
→S Cr
(SO )
+K
SO +H
O reaksiya tenglamasidagi chap tomon koeffitsiyentlari yig`indisini toping. J 6. KJ+H
SO
+Na
O →Na
SO
+K
SO +J
+H
O reaksiya tenglamasidagi o`ng tomon koeffitsiyentlari yig`indisini toping. J Quyidagi reaksiyada C H
C
H + KMnO
→ C
H
COOK+K
CO +KOH+ MnO
+H
O moddalar koeffitsiyentlari yig`indisini hisoblang? J
Quyidagi oksidlanish-qaytarilish reaksiyasida o`ng va chap tomondagi koeffitsiyentlar nisbatlari qanday? Fe(OH)
KOH→K
FeO
+KNO
+H
O J
Eritmadagi H
S ning ml miqdori M K Cr
O
eritmasining ml hajmi bilan oksidlangan bo`lsa, eritmada qancha gramm H
S bo`lgan. (Reaksiya kislotali muhitda borgan). J g g FeSO
erigan kislotali sharoitdagi eritmani oksidlash uchun M KMnO
qancha hajm (ml) kerak? J ml Etil spirtga xrom aralashmasi (K
Cr
O
+H SO
) quyilganda eritma Cr
ioniga xos yashil rangga o`tadi. Eritmadan sirka aldegidga
xos hid chiqishi aniqlandi. Bu reaksiya tenglamasining koeffitsiyentlar yig`indisi nechaga teng va bunda qaysi element oksidlovchi bo`ladi? J:20; Cr. Xlorning ishqorlar bilan reaksiyasi (t=70
C) da xlorning oksidlanish darajalarini va reaksiyada qatnashgan moddalarning koeffitsiyentlar yig`indisini hisoblang? J:- Konsentrlangan nitrat kislota oksidlovchi bo`lgan quyidagi reaksiya tenglamalarini tugallang: a) C+HNO
→CO
… …
b) Sb+ HNO
→H SbO
… …
c) Bi+ HNO
→Bi NO )
… … d) PbS+ HNO
→PbSO
… …
e) Cu
O+ HNO →NO … …
. Quyidagi disproporsiyalanish reaksiya tenglamalarini tugallang: a) J
+Ba(OH)
→Ba JO
)
… … b) K
SO
→K
S … … c) HClO
→ClO … …
d) P
O +H
O→PH
… … e Te KOH→K
TeO … …
. Quyidagi reaksiyalarning qaysi birida H
O oksidlovchi, qaysi birida qaytaruvchi vazifasini bajaradi? a) J
+H
O
→HJO +H
O b) PbO
+ H
O
→Pb OH
+O
c) KClO + H
O
→KCl O
+H O
d) KMnO + H
O
→MnO
+KOH+O +H
O Quyidagi reaksiyalarning qaysi biri molekulalararo, qaysi biri ichki molekulyar va qaysilari disproporsiyalanish reaksiyalari ekanligini aniqlang? a) 4KMnO
KOH→ K MnO
+O
+2H
O b) H
SO +2H
S→ S H
O c) NH NO
→N
+3H O d) 4P+3KOH+3H O→PH
+3KH
PO
e) 2H
O→ H
O+O
f) 2KMnO
+3MnSO
+4H
O→ MnO
+K
SO
+H SO
|
