Тірі табиғатта тотығу - тотықсыздану реакцияларының рөлі

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 5 бет
Таңдаулыға:

Тірі табиғатта тотығу - тотықсыздану реакцияларының рөлі . Тотығу - тотықсыздану реакцияларының әртүрлі типтеріне мысалдар келтіру және теңестіру.

Валенттік электрондары электртерістігі кіші атомдардан электртерістігі үлкен атомдарға ауысатын немесе ығысатын процестер тотығу-тотықсыздану реакциялары деп аталады.

Электрондар беру процесі тотығу, ал қосып алу процесі тотықсыздану деп аталады. Осы реакцияларда электрондарды қосып алатын атомдар немесе иондар тотықтырғыш, ал беретіндері тотықсыздандырғыш болады. Оттек, күкірт және фтор атомдары электрондар қосып алады, яғни өздері тотықсызданады және тотықтырғыштар болып табылады.

Ионды қосылыстардағы ион заряды, полюсті ковалентті қосылыстардағы атомдардың шарты заряды тотығу дәрежесі деп аталады.

Тотығу дәрежесінің мәні осы элементтің атомынан басқа элемент атомына шартты түрде ығысқан электрон санымен анықталады.

Тотығу дәрежесін «+» немесе «-» белгілерімен көрсетеді. Кез келген күрделі қосылыстарда әрбір атомға белгілі бір тотығу дәрежесі сәйкес келеді. Мысалы, HF-да сутектің тотығу дәрежесі +1, ал фтордікі -1.

ТТР екі реакциядан (жарты реакциялар) : тотығу және тотықсыздану үрдістерінен тұрады.

Тотығу - атом немесе ионның электрон беруі, мысалы:

Na0-ē=Na+

I-ē=I0

N-3-5 ē=N+2

Тотықсыздану - атом немесе ионның электрон қосып алуы, мысалы:

Cr+6+3ē=r+3,

S0+2ē=S-2,

Mn+7+5 ē=Mn+2,

Тотықтырғыш - электрон алушы атом немесе ион, ал тотықсыздандырғыш - электрон беруші атом немесе ион.

Тотықтырғыш Тотықсыздандырғыш

+nē - nē

тотығу дәрежесі төмендейді тотығу дәрежесі артады

тотықсызданады, тотығады .

Ең маңызды тотықтырғыштар: күштілері - F2, O2, O3, H2O2, Cl2 (әсіресе сулы ерітіндісі), HClO, HClO3, H2SO4 (тек концентрлісі), патша арағы (концентрлі HNO3 және HCl қоспасы), HNO2, NO2, KMnO4 (әсіресе қышқыл ерітіндіде), MnO2, K2Cr2O2, CrO3, PbO2 және т. б. ; әлсіздері - I2, бром суы (Br2+H2O), SO2, Fe3+ және т. б.

Маңызды тотықсыздандырғыштар:күштілері - сілтілік және сілтілік жер металдар, (әсіресе бөлінген күйінде), HI және иодидтер, H2S және сульфидтер, NH3, PH3, H3PO3, C, CO, Fe2+, Cr2+ және т. б. ; әлсіздері - активтілігі төмен металдар (Pb, Cu, Ag, Hg), HCl және хлоридтер, SO2, HNO2 және т. б.

ТТР мынадай типтері бар:

1) тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыш әр түрлі молекулалар құрамына кіретін молекулааралық реакциялар;

2) тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыш бір молекуланың құрамына кіретін молекулаішілік реакциялар;

3) бір элемент атомының бір мезетте тотығу дәрежесінің әрі өсуі, әрі кемуі арқылы жүретін диспропорциялану реакциялары.

ТТР-сы теңдеулерін теңестіру реті төмендегідей:

1. Химиялық реакция теңдеулерін жазу.

Al+H2SO4 Al2(SO4) 3+H2

2. Теңдеулердің оң және сол бөлігіндегі барлық әлементтердің тотығу дәрежелерін тауып, таңбасының үстіне жазу.

0 +1+ 6 -2 +3 +6 -2 0

Al+H2SO4Al2(SO4) 3+H2

3. Реакция нәтижесінде тотығу дәрежесі өзгерген элементтердің астын сызу.

0 +1+6-2 +3+6-2 0

Al+H2SO4Al2(SO4) 3+H2

4. Электрондық баланс теңдеуін құру. (ағылшынша balance- теңдестіру, тепе-теңдік) :

Al - 3ē Al0 +3 3 2

2H+1 + 2ē = H2 2 3

5. Таңдалған коэффиценттерді реакция теңдеуіне жазу.

2Al+3H2+1S+6O4-2=Al2+3(S+6O4-2) 3+3H2

6. Оттек атомдарының санын есептеу арқылы коэффиценттердің дұрыс екендігін тексеру.

2 2Al+3H2+1S+6O4-2=Al2+3(S+6O4-2) 3+3H2

ТТР теңдеулері күрделірек болғанда мына реттілікті қолдану.

1. Тотығу дәрежесі өзгергендерінің астын сызу

K+1Mn+7O4-2+ H+1Cl-1 → K+1Cl-1 + Mn+2Cl2 + Cl20 + H2+1O-2

2. Тотығу дәрежесі өзгерген атомдарды немесе иондарды бөліп жазу.

Mn+7 → Mn+2

Cl-1→ Cl0

3. Атомдар немесе иондар қанша электрон беріп не қосып алатын санмен көрсетіп жазу.

Mn+7 +5ē = Mn+2

Cl-1 -ē = Cl0

Мұнда, Cl атомдарының молекула түзетінің ескеру керек.

2Cl-1 -2ē = Cl20

4. Электрондық теңдеудің қасына тік сызық сызып, оның сыртына электрондардың алдында тұрған коэффициенттердің орнын ауыстырып жазу.

Mn+7 +5e = Mn+2 2 ТТШ

2Cl-1 -2ē = Cl20 5 ТСШ

осы коэффициенттерді формуладағы атомдардың алдына жазу.

2KMnO4 +10HCl → KCl +2MnCl2 +5Cl2+H2O

5. Атомдар санын санап, коэффициенттерді койып, бағдаршаны теңдік белгісіне ауыстыру.

2KMnO4+16HCl = 2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O

ТТР-ның маңызы:

ТТР өндірісте, тұрмыста жүзеге асып жататын процестер: газ пеште газдың жануы, тамақ пісіру, кір жуу, үй заттарын тазарту, аяқ-киім, парфюмериялық заттар дайындау, тоқыма бұйымдарын тазалау т. с. с.

Сіріңке жақсақ, аспанға фейерверк атсақ - бәрі де тотығу тотықсыздану процестері. Ағартуға, дезинфекциялауға, сатек асқын тотығының, калий перманганатының, хлор немесе хлорлы ағартқыш ізбесттің тотығу қасиеттері қолданылады. Заттың бетін тазартуға сутегі асқын тотығы қолданылады. Ол, сонымен қатар, жібекті, жүнді ағарта алады. Ескі картиналарды қалпына келтіреді. Ағзаға зиянсыз болғандықтан тамақ өнеркәсібінде шоколадты, сосиска дайындайтын етті ағартуға қолданылады. Калий перманганатының дезинфекциялағыш қасиеті де тотықтырғыш қасиетіне негізделген. Хлорды күшті тотықтырғыш ретінде таза суды стерильдеуге және ағын суларды залалсыздандыруға қолданады. Хлор көптеген бояуларды түссіздендіріп, ағартады. Сондықтан оны мата мен қағазды ағартуға қолданады. Табиғатта ТТР кеңінен таралған. Ол биохимиялық процестерде: тыныс алу, зат алмасу, жануарлар мен адамдардың жүйке қызметінде маңызды роль атқарады. ТТР нәтижесінде біздің ағзамыз тамақтан алатын энергияны жұмсау арқылы адамның іс-әрекеттері жүзеге асырылып жатады.

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. 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. Мыс., +H2OHCl1+HO+1Cl болатын Тотығу-тотықсыздану реакцияларындағы тепе-теңдік қышқылдық ортада солға, ал негіздік ортада оңға ығысады. Күшті тотықтырғыш Mn+7 қышқылдық ортада Mn2+-ге дейін, сілтілік ортада Mn+6, бейтарап ортада Mn+4O2 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 (ҚҚ, ҚV) оксидтерін, таза металл, т. б. алуда кеңінен қолданылады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.