Kimya, Ümumi kimya

Oksidləşmə və reduksiya: kim elektron verir, kim alır

Reaksiyada kimin elektron verdiyini, kimin aldığını tapacaq, əmsalları elektron balansı ilə seçəcək və mol nisbətindən kütlə hesablayacaqsan.

Oxuma vaxtı: 3 dəqiqə

Süni intellektlə hazırlanmış şəkil: yağış damcıları olan, qırmızı-qəhvəyi pasla örtülmüş köhnə dəmir hasar.

Yağışın altında qalmış dəmir hasara bax: üstü qırmızı-qəhvəyi pasla örtülür. Bu, sadəcə çirk deyil. Dəmir havadakı oksigen və su ilə reaksiyaya girib, dəmir atomları isə öz elektronlarını verib.

Zavodda bunun tərsi edilir. Dəmir oksidi karbon monooksidlə qızdırırlar və oksiddən yenidən dəmir alırlar. Bu dəfə dəmir elektron geri alır, karbon isə verir.

Hər iki halda bir hissəcik elektron verir, digəri alır. Kimin hansı rolu oynadığını səhvsiz tapmağın yolu bu mövzunun qaydalarıdır.

Niyə lazımdır

Bu mövzu sənə sadəcə ad qoymağı öyrətmir. Elektronları saymağı bacaranda ən çətin tənliyi də əmsallaşdıra bilirsən: əmsalları təxminlə axtarmırsan, balansdan hesablayırsan.

İmtahanda bir tapşırıqda çox vaxt üç addım birlikdə yoxlanılır: rolu tapmaq, tənliyi bərabərləşdirmək, sonra əmsallarla hesablamaq. Bir addımda səhv etsən, sonrakı rəqəmlər də səhv çıxır. Ona görə də hər addımı burada ayrıca məşq edirik.

İmtahan bu mövzuda nə soruşur?

Bu mövzuda reaksiyanın iştirakçılarından hansının oksidləşdirici, hansının reduksiyaedici olduğunu müəyyənləşdirirsən. Məhsulların adlarına əsasən tənlik qurmaq, ən kiçik tam əmsalları seçmək, həmin əmsalların cəmini və ya nisbətini hesablamaq tələb oluna bilər. Bəzi məsələlərdə isə turşunun reduksiya olunan miqdarından yaranan suyun kütləsini tapırsan. Bunun üçün elektron dəyişməsini və maddələrin mol nisbətini birlikdə izləməlisən.

Qayda

Oksidləşmə zamanı atom elektron verir, onun oksidləşmə dərəcəsi yüksəlir. Bu dəyişməyə uğrayan maddə reaksiyada reduksiyaedici rolunu oynayır.
Reduksiya zamanı atom elektron qəbul edir, oksidləşmə dərəcəsi aşağı düşür. Həmin atomu saxlayan başlanğıc maddə oksidləşdiricidir. Hər iki proses eyni reaksiyada baş verir.
Oksidləşmə dərəcəsi bəsit maddədə sıfırdır. Birləşmələrdə oksigen adətən $-2$ , hidrogen isə adətən $+1$ olur. Neytral birləşmədə atomların oksidləşmə dərəcələrinin cəmi sıfır alınır; hesablayarkən indeksləri nəzərə al.
Oksigenin birləşməsi və ya hidrogenin ayrılması çox vaxt oksidləşməni göstərir. Lakin bu əlamətlər bütün reaksiyalara uyğun gəlmir: yekun qərarı oksidləşmə dərəcələrini müqayisə edərək ver.
Elektron balansı qurarkən verilən elektronlarla alınan elektronların ümumi sayını bərabərləşdir. Sonra bütün elementlərin atom sayını yoxla və əmsalları ən kiçik tam ədədlərlə yaz. Yazılmayan əmsal birdir; formulun indeksini dəyişmə.
Mol nisbəti tənlikdəki əmsalların nisbətinə bərabərdir. Kütləni $m=n\times M$ ilə hesabla. Turşunun ümumi sərfi ilə yalnız reduksiyaya sərf edilən hissəsini ayır: duza keçən hissədə müvafiq elementin oksidləşmə dərəcəsi dəyişməyə bilər.

Tapşırıqlarda istifadə olunan düstur

Öyrənilməli düstur

m_B=n_r\times\frac{b}{a_r}\times M_B

$n_r$ turşunun reduksiya olunan hissəsinin mol miqdarı, $a_r$ həmin hissəyə uyğun əmsal, $b$ məhsulun əmsalı, $M_B$ molyar kütləsi, $m_B$ isə kütləsidir. $a_r$ müəyyən edilərkən yalnız oksidləşmə dərəcəsi azalan atomları say; duza dəyişmədən keçən hissəni daxil etmə.

Öyrənilməli qayda

Tərkibində oksidləşmə dərəcəsi yüksələn element olan reagent reduksiyaedici, bu dərəcəsi azalan element olan reagent isə oksidləşdiricidir. Reagentlərin rolunu müəyyənləşdir, sonra reduksiyaedicinin tənlikdəki əmsalını oksidləşdiricininkinə böl.

Öyrənilməli qayda

Oksidləşdirici elektron qəbul edir, reduksiyaedici isə elektron verir; əmsallaşdırmada hər elementin atomlarının sayı tənliyin hər iki tərəfində bərabər olmalıdır. Reagentlərin rolunu müəyyənləşdir və ən kiçik tam əmsalları tapdıqdan sonra tələb olunan cəmi hesabla.

Öyrənilməli qayda

Tərkibində reduksiya olunan element olan reagent oksidləşdiricidir, lakin həmin reagentin bir hissəsi oksidləşmə dərəcəsini dəyişmədən duzun tərkibinə keçə bilər. Ümumi əmsal soruşulduqda tənliyi əmsallaşdırıb həmin maddənin bütün sərfini nəzərə al.

Öyrənilməli qayda

Metal oksidinin metaladək reduksiyasında oksiddəki metal elektron qəbul edir, reduksiyaedici isə elektron verir. Atomların sayını bərabərləşdirməklə əmsalları tap və reduksiyaedicinin əmsalını oksidləşdiricininkinə böl.

Rolu tap

Hər reaksiyada oksidləşmə dərəcələrinin necə dəyişdiyinə bax və düzgün variantı seç.

Nümunələr

Dəmir(III) oksid karbon monooksidlə qızdırıldıqda dəmir və karbon dioksid alınır. Reduksiyaedicinin əmsalının oksidləşdiricininkinə nisbətini tap.

Həllə bax

Həll:

\ce{Fe2O3 + 3CO -> 2Fe + 3CO2}

. Dəmir

+3\to0

, karbon

+2\to+4

dəyişir. İki dəmir atomu cəmi altı elektron alır; üç karbon atomu altı elektron verir. Deməli,

\ce{CO}

reduksiyaedici,

\ce{Fe2O3}

oksidləşdiricidir. Axtarılan nisbət

3/1=3

olur. Dəmir reduksiya məhsulu, karbon dioksid oksidləşmə məhsuludur.

Mis duru nitrat turşusu ilə reaksiyada mis(II) nitrat, azot(II) oksid və su əmələ gətirir. Turşunun $0{,}20$ molu reduksiya olunubsa, suyun kütləsini tap.

Həllə bax

Həll: $\ce{3Cu + 8HNO3 -> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O}$ . Səkkiz mol turşunun iki molundakı azot $+5\to+2$ dəyişir; qalan altı molun azotu duzda $+5$ qalır. Buna görə reduksiya olunan turşu ilə suyun mol nisbəti $2:4$ olur. $n(\ce{H2O})=0{,}20\times4/2=0{,}40$ mol; $M(\ce{H2O})=18$ q/mol olduğundan $m=0{,}40\times18=7{,}2$ q.

Tipik səhv

$\ce{Fe2O3 + 3CO -> 2Fe + 3CO2}$ : $\ce{CO}$ oksidləşir, deməli oksidləşdiricidir; reduksiyaedicinin əmsalının oksidləşdiricininkinə nisbəti $1/3$ olur.

$\ce{CO}$ oksidləşir, yəni elektron verir, deməli reduksiyaedicidir. Surətə soruşulan maddənin, yəni reduksiyaedici $\ce{CO}$ -nun əmsalını yazırıq: $3/1=3$ .

Oksidləşən maddəni oksidləşdirici adlandırma: o, elektron verdiyinə görə reduksiyaedicidir. Əmsal nisbətində surətə məhz soruşulan maddənin əmsalını yaz.

Eyni diqqət turşuya da lazımdır: şərtdə turşunun reduksiya olunan hissəsi verilibsə, hesablamada onun ümumi əmsalından istifadə etmə. Mis ilə nitrat turşusunun reaksiyasında bu $8$ yox, $2$ -dir.

Özünü yoxla

$\ce{Mg + CuO -> MgO + Cu}$ reaksiyasında oksidləşdiricini seç.

$\ce{P + O2 -> P2O5}$ tənliyini ən kiçik tam əmsallarla bərabərləşdir və bütün əmsalların cəmini tap.

$\ce{Cu + 2H2SO4 -> CuSO4 + SO2 + 2H2O}$ reaksiyasında turşunun $0{,}15$ molu reduksiya olunub. $M(\ce{H2O})=18$ q/mol olduğunu bilərək yaranan suyun kütləsini tap.

Bu mövzunun tapşırıqlarını həll et

Bu mövzunun tapşırıqlarını həll et və hər birinin izahına bax.

Mövzu üzrə sınaq, I qrup (RK)Mövzu üzrə sınaq, IV qrup

Digər mövzular

Bütün Kimya mövzuları

Dərslikdə bu mövzu

Dərslik: Kimya, 8-ci sinif, «Oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları», səh. 41