Тотығу-тотықсыздану реакциялары туралы ақпарат

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Жоспар

Кіріспе

Негізгі бөлім

І. Тотығу-тотықсыздану реакциялары

А) Тотығу

Б) Тотықтырғыш

С) Тотықсыздандырғыш

ІІ. Электролиз

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Тотығу- тотықсыздану реакциялары ең көп тараған реакциялардың бірі. Бұл реакциялардан, электрондар бір атомдардан, молекулалардан немесе иондардан басқаларға ауысады. Тотыққан кезде атомдардың тотығу дәрежелері әрқашанда жоғарлайды, ал тотықсыздаңғанда- төмендейді. Яғни тотығу тотықсыздану реакцияларында тотығу-тотықсыздану, тотықтырғыш ұғымдары пайдаланылады. Және тотығу-тотықсыздану реакцияларының электродтарда жүретін реакциялары бар. Яғни ондай реакцияларды электролиз деп атайды. Негізгі бөлімде осы тақырыптар аясы баяндалады.

Негізгі бөлім

Тотығу-тотықсыздану реакциялары (ТТР) - реакцияға қатысушы заттардың құрамындағы элементтердің тотығу дәрежелерінің өзгеруімен жүретін реакциялар.

18 ғасырдың аяғында А. Лавуазье жанудың оттекті теориясын ұсынған кезден бастап тотығу заттардың оттекпен қосылуы, ал тотықсыздану оттекті бөліп алу процестері деп қаралған. 1920 - 1930 ж. химияда электрондық түсініктің қалыптасуына байланысты оттек қа-тыспайтын реакциялардың да Тотығу-тотықсыздану реакциялар болатындығы анықталды. Тотығу-тотықсыздану реакциялар процестері көбінесе электрондық теңдеулермен өрнектеледі. Зарядтардың сақталу заңына қайшы келмес үшін Тотығу-тотықсыздану реакциялар кезінде тотықтырғыштың қосып алған электрондар саны тотықсыздандырғыштың берген электрондар санына тең болуы керек деген жалпы ереже сақталады.

Элементтің электртерістілігі басым болса, оның тотықтырғыштық, ал төмен болса тотықсыздандырғыштық қасиеті жоғары болады.

Тотықтырғыш

Тотықтырғыш (Оксидант, окислитель) - тотығу процесіне себепші болатын заттек (озон, азот қос тотығы, асқын тотықтар және тағы басқа) . Тотықтырғыш ақаба судың тазаруына себепші болады, ксепобиотиктердің ыдырауын тездетеді.

Zn + 4HNO ₃ (конц. ) = Zn(NO ₃ ) ₂ + 2NO ₂ + 2H ₂ O
3Zn + 8HNO ₃ (40 %) = 3Zn(NO ₃ ) ₂ + 2NO + 4H ₂ O
4Zn + 10HNO ₃ (20 %) = 4Zn(NO ₃ ) ₂ + N ₂ O + 5H ₂ O
5Zn + 12HNO ₃ (6 %) = 5Zn(NO ₃ ) ₂ + N ₂ + 6H ₂ O
4Zn + 10HNO ₃ (0. 5 %) = 4Zn(NO ₃ ) ₂ + NH ₄ NO ₃ + 3H ₂ O

Тотықтырғыш - тотығу-тотықсыздандыру үрдісі кезінде электрондарды қабылдаушы зат.

Тотықсыздандырғыш

Тотықсыздандырғыш - тотығу-тотықсыздану реакциялары кезінде өзінен электрон бөліп, тотығу дәрежесі өзгеретін атом немесе бөлшек. Тотықсыздандырғыш - электрон беруші бөлшек (бейтарап атом, молекула, ион), ал электрон беру процесі - тотығу деп аталады, демек Тотықсыздандырғыш реакция кезінде тотығады. Тотықсыздандырғыш ретінде металдардың бейтарап атомдары, кейбір бейметалдар (мысалы, C, Sі, H ₂ ), теріс зарядталған бейметалл иондары (мыс., Cl ^- , Br ^- , J ^- , S ^2- ), құрамына тотығу дәрежесі төмен немесе өте төмен болатын элементтер енетін күрделі заттар (FeCl ₂ , FeSO ₄ , Cr ₂ (SO ₄ ) ₃ , MnSO ₄ , H ₂ S, HCl, HBr, HJ, NH ₃ , CO, N ₂ H ₄ , NH ₄ OH, NO, SO ₂ , H ₃ PO ₄ , H ₂ SO ₃ ) және олардың тұздары, (HNO ₃ , SnCl ₂ , Na ₂ S ₂ O ₃ ), органикалық заттар - альдегидтер, спирттер, глюкоза, құмырсқа және қымыз қышқылдары, электролиз кезіндегі катод, т. б. қолданылады. Техникада және лаб-да жиі қолданылатын аса маңызды Тотықсыздандырғыштар: көміртек (С) пен көміртек оксиді (СО) . Тотықсыздандырғыштар металлургияда оксидті кендерден металл алуға, кейбір активтігі аз металды ерітінділерінен бөлуге; темір, мырыш, алюминий, қалайы және органик. заттар алуда, нитроқосылыстарды тотықсыздандыруға, фотографияда, мата өнеркәсібінде, т. б. жерлерде қолданылады.

Тотығу

Тотығу - элементтің немесе заттың оттекпен әрекеттесу процесі; тотығу-тотықсыздану реакциялары барысында бөлшектің электрондарынан айрылу процесі. Тотығу кезінде бөлшектің тотығу дәрежесі артады. Мысалы, атом электронын берсе, оң зарядты ионға; теріс зарядты ион электрон берсе бейтарап атомға, оң зарядты ионға айналады; оң зарядты ион электрон берсе, оның оң заряды берген электрон санына сәйкес өседі. Тотығудың үш түрі белгілі. Биологиялық тотығу - оксидредуктаза ферменттерімен катализденетін, тірі организмдегі тотығу-тотықсыздану реакцияларының жиынтығы. Ол тірі организм тіршілігінің негізін құрайтын энергия көзі болып табылады. Биологиялық тотығудың атқаратын маңызды қызметі организмдегі зат алмасу, дем алу, жасуша құрылымын құ-растыру, өсу процесіне қажет әр түрлі метаболиттерді - субстраттарды, коферменттерді, гормондарды және басқа заттарды түзу болып табылады. Мұнай өнімдерінің тотығуы (автототығу), негізінен құрылысы әр түрлі көмірсутектер қоспасынан тұратын мұнай өнімдері тотықтырғанда әр түрлі оттекті қосылыстардың түзілуі. Органикалық қосылыстардың тотығуы - органикалық қосылыс молекуласына оттек атомдарын енгізу және сутек атомдарын одан бөліп шығару. Органикалық затқа тотықтырғыштың әсері тотығатын заттың табиғатына, температураға, катализаторға, реагенттердің концентрациясына, ортаның қышқылдылығына, т. б. байланысты.

Тотығу - су құрамындағы органикалық заттардың мөлшерін оттектің барлық тотықтану шығынымен білуге болады. 1 дм ³ су құрамындағы органикалық заттардың оттекпен тотығуы 2, 5-3 мг/дм ³ болса, онда су құрамындағы органикалық заттардың өте көп мөлшерде болғаны және осыған байланысты зиянды бактериялар арқылы ауру жұқтыру мүмкіндігі арта түседі.

Тотығу тотықсыздану реакцияарын теңестіру әдістері

Тотығу-тотықсыздану реакцияларын коэффиценттер қойып теңестірудің екі әдісі бар: электрондық тепе-теңдік және электрон-ион. Электрондық тепе-теңдік әдісі бойынша берілген және қосып алған электрондар саны элементтердің реакцияға дейінгі және реакциядан кейінгі тотығу дәрежесінің негізінде анықталады.

Электрон-ион әдісі бойынша жалпы иондық реакцияларды құру ережесіне сәйкестеп реакция сұлбасын құ-рады. Күшті электролитті ион түрінде, бейэлектролит пен әлсіз электролиттерді, газдарды және тұнбаларды молекула күйінде жазады. Бұл әдіс реакция жүрген ортаның табиғатына байланысты. Себебі реакция бағытына орта күшті әсерін тигізеді. Тотығу-тотықсыздану реакцияларындағы тепе-теңдік қышқылдық ортада солға, ал негіздік ортада оңға ығысады. Күшті тотықтырғыш Mn ⁺⁷ қышқылдық ортада Mn ²⁺ -ге дейін, сілтілік ортада Mn ⁺⁶ , бейтарап ортада Mn ⁺⁴ O ₂ молекуласына дейін тотықсызданады. Тотығу-тотықсыздану реакцияларының стехиометр. коэффицеттерін табудың бұлардан басқа А. Гарсиа, электронды баланс, матем. әдістері де бар. Химияда Тотығу-тотықсыздану реакциялар өте көп таралған. Мысалы, аммиак, азот қышқылы, күкірт қышқылын алу, электролиз (анодта электрхимиялық тотығу, катодта электрхим. тотықсыздану), жану процесі, металдар коррозиясы, фотосинтез, т. б. маңызды биологиялық құбылыстар Тотығу-тотықсыздану реакциялар процесіне жатады. Тотығу-тотықсыздану реакциялар өнеркәсіпте және техникада көміртек оксидтерін, таза металл, т. б. алуда кеңінен қолданылады.

Электролиз.

Электролиттiң балқымасы немесе ерiтiндiсi арқылы электр тогы откенде жеке электродтарда жүретiн тотығу-тотықсыздану реакциясын электролиз деп атайды.

Электр өткiзгiштерi екi ретте бөледi.
- І реттi өткiзгiштер электрондар қозғалысына тәуелдi электролиттер
- ІІ реттi өткiзгiштерге жатады.

Гальваникалық элементте химиялық реакцияның энергиясы электр энергиясына айналатын болса, электролиз жүргенде, керiсiнше, сыртқы ток көзiнiң электр энергиясы химиялық энергияға айналады. Электролиз кезiнде гальваникалық элементтегi сияқты анодта тотығу, катдта тотықсыздану процесi жүредi. Бiрақ, электролиз процесi гальваникалық элементтiң жұмыс iстеу принципiне қарама-қарсы болғандықтан электролиз кезiнде терiс электрод катодының, ал оң электрод анодтың қызметiн атқарады.

Электролиздi iске асыру үшiн ваннаға электролидтiң балқымасын немесе ерiтiндiсiн құяды. Бұдан кейiн екi электродың бiреуiн тұрақты ток көзiнiң терiс полюсiмен жалғайды-оны катод деп атайды, екiншiсiн оң полюспен жалғайды, оны анод деп атайды. Ендi осы электродтарды электролиттiң балқымасына немесе ерiтiндiсiне батырады.

Терiс электродқа - катодқа электролиттiң катиондары тартылып өздерiне керектi электрондарды қосып алып тотықсызданады, ал анодқа аниондар тартылып өздерiнiң артық электрондарын берiп жiберiп тотығады.

Электролиз жүргiзуге көбiне мнталл электродтары және байметалл электродтар да (мыс. Графит) қолданылады. Металдан жасалған анодтар еритiн және ерiмейтiн болып екi топқа бөлiнедi. Мыс., Ni, Cu жасалған анодтар еридi, ал Pt жасалған анод ерiмейдi. Мысал ретiнде мыс дихлоридiнiң судағы ерiтiндiсiнiң электролизденуiн қарастырйық. Тұрақты ток әсерiнен ерiтiндiдегi Cu ²⁺ және Cl ^- иондары әрқайсысы қарсы заряды бар электродтарға бағытталады да, мыс ионы катодта тотықсызданып, хлор ионы анодта тотығады:

К: Cu ²⁺ +2e=Cu ⁰ A: 2Cl ^- 2e= Cl

Электролит ерiтiндiлерiнiң электролизiн қарастырғанда ваннада электролит иондарынан басқа су иондары болатынын естен шығармау керек.

Сондықтан катодта электролиттiң немесе сутегiнiң катиондары тотықсыздануы, ал анодта электролит аниондары немесе гидроксид иондары тотығуы мүмкiн.

Мыс, құрамындағы металл катиондының стандартты электродтың потенциалдары - 1, 41 В-тан болатын тұздардың ерiтiндiлерiн электролиздегенде катодта металл катиондары тотықсызданады. Мұндай металдар кернеу қатарында сутегiнiң маңайында және одан кейiн орналасады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.