Oksidlanish darajasi. Asosiy oksidlovchi va qaytaruvchilar

OKSIDLANISH DARAJASI. ASOSIY OKSIDLOVCHI VA QAYTARUVCHILAR.

Reja:
1. Kimyoviy reaksiyalarning turlari va oksidlanish darajasi

2. Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining nazariyasi

3. Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining borishiga muhitning ta'siri

4. Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining tabiatdagi va qishloq ho’jalagidagi ahamiyati

Oksidlanish- qaytarilish reaksiyalari tabiatda keng tarqalgan bo’lib ularga nafas olish, oksidlanish, fotosintez kabi reaksiyalarni olish mumkin.

Barcha kimyoviy reaksiyalarni ikkiga bo’lish mumkin. Birinchi hil reaksiyalarda jarayonda ishtirok etayotgan moddalar tarkibidagi elementlarning oksidlanish darajasi o’zgarmay qoladi. Masalan, neytrallanish reaksiyasi, almashishish, ba’zi parchalanish va birikish reaksiyalarini olish mumkin:
HCl+NaOH=NaCl+H₂O MgCO₃=MgO+CO₂
CaCl₂+K₂CO₃=2KCl+CaCO₃↓ SO₃+H₂O=H₂SO₄
Ikkinchi hil reaksiyalarda bir yoki bir necha elementlarning oksidlanish darajasi o’zgaradi:
0 +1 -1 +2 -1 0
Zn+2HCl= ZnCl₂ ⁺ H₂
0 +6 +2 +6 +4
Cu + H₂SO₄ = CuSO₄^-2 + SO₂ + H₂O
Yuqoridagi misollarda (neytrallanish, almashinish, parchalanish) elementlarning oksidlanish darajasi o’zgarmagan edi. Ikkinchi hil reaksiyalarda bo’lsa elementlarning oksidlanish darajasi, masalan Zn^o dan Zn⁺² ga o’zgardi. Cu^o dan +2 ga, oltingugurt bo’lsa +6 dan +4 ga o’zgardi.
Elementlarning oksidlanish darajasi o’zgarishi bilan boradigan reaksiyalarga oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari deyiladi.
Oksidlanish darajasi atomning molekuladagi shartli zaryadi bo’lib, u molekula hosil qilishda atom nechta elektron bergani yoki olganini ko’rsatadi. Oksidlanish darajasi umumlashgan elektron juftning elektomanfiyligi kattaroq element atomi tomon siljishi tufayli vujudga keladi. Elektron juftni o’z tomoniga siljitgan element atomi manfiy oksidlanish darajasiga, o’zining elektron juftini berayotgan element atomi esa musbat oksidlanish darajasiga ega bo’ladi. Oksidlanish darajasi musbat, manfiy yoki nolga teng bo’lishi mumkin. Ba’zan kasr oksidlanish darajasiga ega bo’lgan elementlar xam uchraydi.
Barcha oddiy moddalar uchun oksidlanish darajasi nolga teng. P⁰, Cl₂⁰, H₂⁰, C⁰, Al⁰, Cr⁰ va hokazo.
Vodorodni birikmalardagi oksidlanish darajasi +1 ga teng. Faqat metal gidridlarida vodorodni oksidlanish darajasi -1 ga teng (K⁺¹H^-1,
Ca+2H-12, Al+3H3-1).
Kislorodning oksidlanish darajasi ko’pchilik birikmalarda -2 bo’ladi: H₂O^-2, PbO₂^-2, HNO₃^-2, KMnO₄^-2 va xokazo. Faqat peroksidlarda kislorodning oksidlanish darajasi -1 ga teng: H₂O₂^-1, Na₂O₂^-1, BaO₂^-1 va boshqalar. Faqat birgina birikma, u xam bo’lsa OF₂ da kislorodning oksidlanish darajasi +2 ga teng bo’ladi.
Metallarning oksidlanish darajasi xar doim musbat va odatda son jixatdan metallning valentligiga teng: Na⁺¹₂SO₄, Ca⁺²(NO₃)₂, Al⁺³₂(SO₄)₃ va boshqalar.
Agar murakkab modda ikkita elementdan tashkil topgan bo’lsa bu elementlarning oksidlanish darajasi valentlikka teng, lekin u + yoki - ishoraga ega bo’ladi. Masalan, H⁺Cl^-, H₂⁺S^-2, S⁺⁶O₃^-2, Mn₂⁺⁷O₇^-2 va boshqalar
Murakkab moddani tashkil etgan atomlarning oksidlanish darajalari yig’indisi nolga teng.
Masalan, H₂⁺¹S⁺⁶O₄^-2 =+2+6+(-4x2)= +8+(-8)=0; H₃PO₄ da fosforning oksidlanish darajasi +5; H⁺¹, O^-2. Vodorod va kislorodning oksidlanish darajalari yig’ndisidan oksidlanish darajasi noma’lum element topiladi. HMnO_4; H+1, O-8; +1-8=+7 +7 marganesning oksidlanish darajasini ko’rsatadi.
Murakkab ionlarda atomlar oksidlanish darajalarining yig’indisi ion zaryadiga teng.
NH₄⁺(–3+4=+1), MnO₄^-(+7–8=–1), Cr₂O₇^2-(+12–14= –2), SO₄^2-(+6–8= –2), PO₄^3-( +5–8= –3) va hokazo.
Bir elementni oksidlanish darajasining qiymati bir nechta bo’lishi mumkin. H₂S, S, SO₂, SO₃, H₂SO₃, H₂SO₄ dagi oltingugurtni oksidlanish darajasi -2, 0, +4, +6, +4 va +6 ga teng. Ularni ichida eng kichik oksidlanish darajasiga ega bo’lgan element birikmasi(H₂S) qaytaruvchi va eng yukori oksidlanish darajasiga ega bo’lgan element birikmasi (SO₃,H₂SO₄) oksidlovchi bo’ladi.
NH₃, N₂, N₂O, NO, N₂O₃,NO₂, N₂O₅, HNO₂ va HNO₃ birikmalardagi azotning oksidlanish daragasi -3,0,+1,+2,+3,+4,+5, +3 va +5 ga teng. Bu birikmalardan -3 oksidlanish darajasiga ega bo’lgan birikma (NH₃) qaytaruvchi va +5 oksidlanish darajasiga ega bo’lgan birikma (HNO₃, N₂O₅) oksidlovchilardir.
Ba’zi bir birikmalar, masalan, Fe₃O₄ da kislorodning oksidlanish darajasi -2, lekin Fe uchun bunday xisoblash kasr son +8/3 ga teng. Organik birikmalarda xam oksidlanish darajasini topish ancha qiyinroq xisoblanadi. Masalan, CH₃COOH da C^-3 va C⁺³ ga teng. CH₃CH₂-CH₂-CH₃ birikmada uglerod atomlarining oksidlanish darajasi -3,-2,- 2,-3 ga teng.

1. Kimyoviy reaksiyalarning turlari va oksidlanish darajasi

Barcha kimyoviy reaksiyalarni ikki turga bo’lish mumkin. Ularning birinchisiga reaksiyaga kirishayotgan moddalar tarkibidagi atomlarning oksidlanish darajasi o’zgarmaydigan reaksiyalar kiradi. Masalan:
+1 -1 +1 -2 +1 +1 -1 +1 -2 +2 +4 -2 +2 -2 +4 -2 HCl+ NaO H = NaCl+ H₂ O; CaC O₃ ↦CaO+ C O₂
+2 -1 +1 +4 -2 +2+4 -2 +1 -1 +6 -2 +1 -2 +1 +6 -2
СaCl₂+ K₂ C O₃ = CaC O₃+2KCl; S O₃+ H₂ O = H₂ S O₄
Ko’rinib turibdiki, atomlardan har birining oksidlanish darajasi reaksiyadan oldin ham, keyin ham o’zgarmasdan qolgan.
Ikkinchi turga reaksiyaga kirishayotgan moddalar atomlarining oksidlanish darajasi o’zgaradigan reaksiyalar kiradi. Masalan:
0 0 +5 -2 +2 -2 0 0 +1 -2
4P+ 5O₂ = 2P₂ O₅ ; Cu O+ H₂ = Cu+ H₂ O
0 +1 -2 +1 +1 -1 +1 +1 -2 +1 -2
Cl₂ + 2K O H = K Cl+ K Cl O + H₂ O
Shu ma'lumotlar asosida murakkab moddalardagi o’zgaruvchan element atomining oksidlanish darajasini topish mumkin. Masalan: K₂Cr₂O₇ dagi xromni oksidlanish darajasini x bilan belgilab, kaliy( 1), kislorod (-2) ning oksidlanish darajalarini ularning atomlari soninga ko’paytirib tenglama tuzamiz:
+1 x -2
K₂ Cr₂ O_7, (+1)* 2 + x * 2 +(-2)*7 =0; x = +6

2. Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining nazariyasi

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari nazariyasini, birinchi marta 1914 yilda S.V. Dain va L.V. Pisavrjevskiy yaratdilar. Ushbu nazariya quyidagilardan iborat:

1.