Valentlik va oksidlanish darajasi. Ekvivalentlar qoidasi

valentligi
Oksidlanish darajasi
NH4OH N2H2 NH2OH     N2   N2O    NO   N2O3    NO2   N2O5     SiC Al4C3 CH3OH CaC2   C2H2  COCl2 HCOOH   CO C2Cl6   H2CO3	N li birikmalar       NH2−NH2   NH2−O−H      N≡N         N=O    O=N−O−N=O    O=N=O   O2N−O−NO2     C li birikmalar        CH3−OH      H−C≡C−H Cl−C−O−Cl (fosgen)   O=CH−O−H      C=O    Cl3C−CCl3	IV     III     III     III      II      II     III     IV     III          IV      IV      IV      II      IV      II      IV      II      IV      IV	-3 dan +5 gacha       -3       -2       -1        0      +1      +2      +3      +4      +5    -4 dan +4 gacha       -4       -3       -2       -1       -1        0      +2      +2      +3      +4

 

Oksidlanish darajasini bilgan holda binar birikmalarning formulalari tuziladi. Masalan, kremniy nitridning formulasini yozish uchun azotning elektrmanfiyligi kremniynikidan katta ekanligini jadvaldan aniqlaymiz. Azotga tomon 4 ta elektron siljiganligi sababli kremniyning oksidlanish darajasi +4 ga teng. Azot atomida 3 ta juftlashmagan elektron bo’lganligi sababli 3 ta elektron azotga siljiydi. Azotning oksidlanish darajasi −3 ga teng. Si⁺⁴ va N⁻³ birikmasining formulasi Si₃N₄ bo’ladi.

Atomning yuqori musbat oksidlanish darajasi son jihatdan davriy sistema gruppasining nomeriga teng va elementning birikmalaridagi muhim miqdoriy xarakteristikasi hisoblanadi.

Ekvivalentlar qoidasi (Rixter qoidasi) − Ekvivalent so’zi “bir-biriga mos kelish” degan ma’noni bildiradi. Har qanday modda bir-biri bilan ekvivalent massalariga mos ravishda ta’sirlashadi.

Elementning 1,008 og’irlik qism vodorod yoki 8 og’irlik qism kislorod yoki boshqa bir elementnig ekvivalent miqdorini almashinishi, siqib chiqarishi yoki biriktiribolishi mumkin bo’lgan miqdori shu elementning ekvivalenti deyiladi.

      Gramm-ekvivalent−moddaning ekvivalentiga son jihatdan teng qilib olingan va grammlarda ifodalangan miqdoridir. Elementning ekvivalenti E, atom massasi A va ayni birikmadagi stexiometrik valentligi B orasida quyidagicha bog’liqlik bor:               E=A/B

B− stexiometrik valentlik atom massasining uning ekvivalentiga bo’lish yo’li bilan aniqlanadi.

     Moddalarning 1 gr vodorod yoki 8gr kislorod bilan ta’sirlasha oladigan massasiga ekvivalent massa deyiladi, o’lchov birligi m_e=gr/ekv.   

               m_e=E∙M,       E= 1/valentlik,   bunda,  m_e− ekvivalent massa,  E−ekvivalentlik.  

     Ekvivalent massa quyidagicha topiladi:

Oddiy moddalarning ekvivalent massasini topish uchun ularning atom massasini valentlikka nisbati olinadi. m_e(X)= Ar/z;   m_e(H)=1/1=1gr/ekv;   m_e(O)=16/2=8gr/ekv.         

Ionning (anion yoki kationning) ekvivalenti uning massasini zaryadiga bo’linganda chiqadigan bo’linmaga teng.

Oksidlarda elementlarning ekvivalent massasi O ga nisbatan aniqlanadi.

H₂O                             CO                             CO₂                               Al₂O₃

   2—-16                        12—-16                       12—-32                          54—-48

   x—-8   x=1g/ekv,         x—-8  x=6 g/ekv,        x—-8  x=3 g/ekv,           x—-8  x=9 g/ekv.     

4. Asosning ekvivalenti uning molekulyar massasini moddadagi OH gruppalar soniga nisbatiga yoki shu asosni hosil qilgan element va OH gruppalar ekvivalentlari yig’indisiga teng, m_e(X)=M/(OHsoni).

m_e(NaOH)=40/1,  E(NaOH)= 1/1;   m_e(Ca(OH)₂)=74/2=37 yoki 20+17=37, E=1/2.

5. Kislotaning ekvivalenti uning molekulyar massasini uning asosligiga (H gruppalar soniga) nisbatiga yoki vodorod va kislota qoldig’ining ekvivalentlari yig’indisiga teng, m_e(X)=M/(Hsoni).

             m_e(HCl)=36,5/1,  E=1/1;                m_e(HCOOH)=46/1, E=1/1;

            m_e(CH₃COOH)=60/1  E=1/1;         m_e(H₂SO₄)=98/2=49,  E=1/2 yoki 1+48=49 ga teng,

bunda 1−vodorodning ekvivalenti, 48−kislota qoldig’ining ekvivalenti.

Tuzning ekvivalenti uning molekulyar massasini moddadagi metal atomlari sonining valentligiga ko’paytmasining nisbatiga yoki metall va kislota qoldig’I ekvivalentlarining yig’indisiga teng:

Na⁺¹Cl  m_e=58,5/1 yoki   23+35,5=58,5 E=1/1;    Ca⁺²Cl₂   m_e=111/2 yoki 20+35,5=55,5,  E=1/2;       

     Ca₃⁺²(PO₄)₂   m_e=310/2∙3,  E=1/6;  

Agar bir element asosliligi bir xil bo’lgan turli xil kislotalar hosil qilish xususiyatiga ega bo’lsa, u holda bunday birikmalardagi faqat markaziy atomning ekvivalent massasi (m_e) topiladi.

   HCl (I)      HClO (I)    HClO₂ (III)      HClO₃  (V)     HClO₄  (VII)

     35,5/1        35,5/1          35,5/3                  35,5/5            35,5/7

Kimyoviy reaksiyalarda ishtirok etayotgan moddalarning ekvivalent massasini aniqlash uchun kislotalar tarkibida almashingan H atomlari, asoslar tarkibida almashinadigan OH gruppalar soniga ahamiyat beriladi.

H₃PO₄ + NaOH → NaH₂PO₄ + H₂O            m_e =98/1;

           H₃PO₄ + 2NaOH → Na₂HPO₄ + H₂O          m_e =98/2;

           H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + H₂O             m_e =98/3

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida tenglashtirishda ishtirok etgan elektronlar soniga e’tibor beriladi.

          +3              +7                                       +5                              +2

     NaNO₂ + KMnO₄ + H₂SO₄ → NaNO₃ + K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O

                         N⁺³   −2eˉ = N⁺⁵           m_e(NaNO₂)=69/2=34,5,  m_e(NaNO₃)=85/2=42,5

                         Mn⁺⁷ +5eˉ =Mn⁺²     m_e(KMnO4)=158/5=31,6,  m_e(MnSO4)=151/5=30,2

Agar reaksiyada gazsimon moddalar ishtirok etayotgan bo’lsa, hajmiy birliklarni og’irlik birliklariga aylantirishning hojati yo’q: bunday hollarda gramm-ekvivalent deb ataluvchi hajmdan (gramm-molekulyar halmga o’hshash) foydalansa ham bo’ladi. Gramm-mol hajm 1 g-mol gazsimon moddaning normal sharoitda egallaydigan hajmidir. Bu hajm hamma gazlar uchun 22,4 l ga teng. Framm-ekvivalent hajm 1 g-ekv gazsimon moddaning egallaydigan hajmi.

Har xil gazning 1g-moli turli miqdordagi g-ekv.lardan topgani uchun g-ekv hajm ham har xil gazlar uchun har xil bo’ladi. Vodorod va galogenlarning ekvivalentlari ularning atom massalariga teng; chunki ularning molekulalari ikki atomdan tuzilgan: E=M/2, gramm-ekv. hajmlari 22,4/2=11,2 l ga teng. Kislorod uchun E=M/4, uning g-ekv. hajmi 22,4/4=5,6 l ga teng. Masalalar yechishda bunday qiymatlardan foydalanish qulay.

Barcha moddalar ekvivalent miqdorlarda reaksiyaga kirishadi. Bu esa reaksiyaga kirishuvchi va reaksiyadan keyin hosil bo’luvchi moddalarning miqdorlarini aniqlashga imkon beradi. M-n, kislotani neytrallashga 0,2 g-ekv ishqor sarf qilingan bo’lsa, kislotadan ham 0,2 g-ekv reaksiyaga kirishgan bo’ladi yoki ma’lum miqdor g-ekv oksidlovchi reaksiyaga kirishgan bo’lsa, huddi shunday miqdor g-ekv qaaytaruvchi reaksiyaga kirishgan bo’ladi.