Тотығу-тотықсыздану реакцияларын құрастыру

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Жоспар

Кіріспе
Негізгі бөлім

Тотығу-тотықсыздану реакцияларыТотығу-тотықсыздану реакцияларын құрастыру
Перманганатометрия және иодометрия
ТТР-ның маңызыКалий перманганаты
Медицинадағы маңызы

Қорытынды
Қолданылған әдебиеттер

Кіріспе

Заттардың құрамындағы атомдардың тотығу дәрежелері өзгере жүретін реакциялар тотығу-тотықсыздану реакциялары (ТТР) деп аталады. Мұндай реакциялар, міндетті түрде, тотығу мен тотықсыздану процестерінен құралады және тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыштың қатысуымен орындалады.

Тотығу-тотықсыздану реакциялары туралы алғашқы түсініктерді орыс ғалымы Л. В. Писаржевский (1914ж) енгізген.
Реакция барысында электрондарын беретін атомдар, иондар және молекулалар тотықсыздандырғыш, ал электрондарды қосып алатын бөлшектер тотықтырғыш болып есептеледі. Реакция барысында электрондардың берілуі тотығуға, ал электрондардың қосып алынуы тотықсыздануға жатады. Сол себепті тотығу-тотықсыздану реакцияларының нәтижесінде тотықсыздандырғыш электрондарын беріп, тотығады, ал тотықтырғыш электрондарды қосып алып, тотықсызданады.

Тотығу-тотықсыздану реакциялары

Электрондардың тотықсыздандырғыштан тотықтырғышқа тасымалдануы барысында белгілі бір атомның, молекуланың немесе ионның тотығу дәрежесі өзгереді және тотығатын заттың тотығу дәрежесі жоғарылайды, ал тотықсызданатын заттікі - төмендейді.

Тотығу-тотықсыздану реакциялары үшке бөлінеді: молекулааралық, молекулаішілік, диспропорция.

Тотығу-тотықсыздану реакцияларын құрастыру

ТТР теңдеулерін құрастыру, яғни реакция өнімдерін анықтау және стехиометриялық коэффициенттерді табу үшін келесі алгоритмді ұстанған жөн:

1) Тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыш анықтап алу керек. Ол үшін типті тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыштың тізімін пайдалану керек.

2) Реакциядан кейін тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыш қандай тотығу дәрежелеріне ие болатынын анықтау керек. Реакцияға неғұрлым күшті тотықтырғыш қатысса, соғұрлым тотықсыздандырғыштың тотығу дәрежесі өседі. Мысалы, H ₂ S әлсіз тотықтырғыштың әсерінен S ⁰ (S ^-2 → S ⁰ ) -ке айналады, ал күшті тотықтырғыш әсер етсе, H ₂ SO ₄ -ке (S ^-2 → S ⁺⁶ ) айналады.

Осыған ұқсас неғұрлым күшті тотықсыздандырғыш тотықтырғышпен әрекеттесе, соғұрлым тотықтырғыштың тотығу дәрежесі төмендейді.

Мысалы, H ₂ SO ₄ әлсіз тотықсыздандырғыш әсерінен SO ₂ -ге (S ⁺⁶ → S ⁺⁴ ), ал күшті тотықсыздандырғыш әсерінен H ₂ S-ке (S ⁺⁶ → S ^-2 ) айналады.

3) Берілген ортада (қышқыл, сілтілі және бейтарап) тотыққан және тотықсызданған элементтер қандай қосылыс күйінде болатынын анықтайды. Мысалы, Fe ⁺³ қышқыл ортада Fe(III) тұзы күйінде, ал сілтілі ортада Fe(OH) ₃ күйінде болады.

4) ТТР теңдеуіндегі коэффициенттер электрондық және электронды-иондық баланс арқылы анықталады.

Ең маңызды тотықтырғыштар: күштілері - F ₂ , O ₂ , O ₃ , H ₂ O ₂ , Cl ₂ (әсіресе сулы ерітіндісі), HClO, HClO ₃ , H ₂ SO ₄ (тек концентрлісі), патша арағы (концентрлі HNO ₃ және HCl қоспасы), HNO ₂ , NO ₂ , KMnO ₄ (әсіресе қышқыл ерітіндіде), MnO ₂ , K ₂ Cr ₂ O ₂ , CrO ₃ , PbO ₂ және т. б. ; әлсіздері - I ₂ , бром суы (Br ₂ +H ₂ O), SO ₂ , Fe ³⁺ және т. б.

Маңызды тотықсыздандырғыштар: күштілері - сілтілік және сілтілік жер металдар, (әсіресе бөлінген күйінде), HI және иодидтер, H ₂ S және сульфидтер, NH ₃ , PH ₃ , H ₃ PO ₃ , C, CO, Fe ²⁺ , Cr ²⁺ және т. б. ; әлсіздері - активтілігі төмен металдар (Pb, Cu, Ag, Hg), HCl және хлоридтер, SO ₂ , HNO ₂ 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+H ₂ SO ₄ ®Al ₂ (SO ₄ ) ₃ +H ₂

2. Теңдеулердің оң және сол бөлігіндегі барлық әлементтердің тотығу дәрежелерін тауып, таңбасының үстіне жазу.
0 +1+ 6 -2 +3 +6 -2 0
Al+H ₂ SO ₄ ®Al ₂ (SO ₄ ) ₃ +H ₂

3. Реакция нәтижесінде тотығу дәрежесі өзгерген элементтердің астын сызу.
0 +1+6-2 +3 +6 -2 0
Al + H ₂ SO ₄ ® Al ₂ (SO ₄ ) ₃ + H ₂

4. Электрондық баланс теңдеуін құру. (ағылшынша balance-теңдестіру, тепе-теңдік) :
Al° - 3ē ®Al ₀ ⁺³ 3 2
2H ⁺¹ + 2ē = H ₂ 2 3

5. Таңдалған коэффиценттерді реакция теңдеуіне жазу.
2Al°+3H ₂ ⁺¹ S ⁺⁶ O ₄ ^-2 =Al ₂ ⁺³ (S ⁺⁶ O ₄ ^-2 ) ₃ +3H ₂ °

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

2 2Al°+3H ₂ ⁺¹ S ⁺⁶ O ₄ ^-2 =Al ₂ ⁺³ (S ⁺⁶ O ₄ ^-2 ) ₃ +3H ₂ °

Перманганатометрия және иодометрия
Перманганотометрия әдісі кальцийді, марганецті (II), темірді (II), сутегі пероксидін және нитриттерді анытау үшін, ал медициналық анализдерде сутегі пероксиді мен магнийдің, лактат пен кальций глюконатының және басқа фармпрепараттардың сапасын бақылау үшін қолданылады.

Иодометриялық әдіс пен иондарының арасында жүретін тотығу-тотықсыздану процестеріне негізделген:

Иодометрия әдісін ерітіндісімен тотықтыру және иондарымен тотықсыздандыру үшін қолдануға болады.

анықтауға, мысалы, тиосульфат-иондарды титрлеу жатады.

Иодометриялық анықтауларды да индикаторсыз жүргізуге болар еді, бірақ титрлеу соңында иодтың бояуы өте солғын болатын болғандықтан, эквиваленттік нүктені анытау қиын, сол себепті иодқа сезімтал ерітінді ретінде крахмалды қолданған өте қолайлы.

Тотықтырғыштарды анықтаудың өзіндік ерекшеліктері бар, себебі иондарының ерітіндісімен титрлегенде, эквиваленттік нүктені анықтау мүмкін емесғ сондықтан жанама әдіс - орын басу әдісі қолданылады. Бұл әдістің жалпы жобасын былай көрсетуге болады:
1. Қышқыл +KJ (артық мөлшерде) +анықталатын тотықтырғыш
2. (иодты натрий тиосульфатымен титрлеу. )

Иодометрия әдісі медициналық тәжірибеде несептегі, қан плазмасындағы, он екі елі ішек сұйығындағы диастаза ферментін анықтау үшін, сол сияқты көптеген фармпрепараттарға (сульфаниламидті, мышьякты, антипирин, анальгин, витаминдер, пенициллин және т. б. ) анализ жасау үшін қолданылады.

Перманганометрияны келесі мақсаттарда қолданады.

1. Тотықтырғыштарды және анықтауға;

2. Тотығу-тотықсыздану қасиеттері жоқ заттарды анықтауға;

3. Органикалық қосылыстарды анықтауға.
Стандартты тотықтырғыш потенциалдарды өлшеу. Нернст-Петерс теңдеуі

Әртүрлі жұптардың тотықтырғыш потенциалдары тәжірибе жүзінде анықталғанда, олардың шамасы тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыштың күшіне ғана емес, сол сияқты олардың концентрацияларының қатынасына да тәуелді болады.

Салыстырмалы нәтижелер алу үшін олардың концентрацияларын бірдей қылу керек немесе бірге теңестіру қажет. Алынған тотықтырғыш потенциалдар стандартты (қалыпты) тотығу-тотықсыздану потенциалдары деп аталады және Еº деп белгіленеді. Дәлірек айтатын болсақ, тотығу-тотықсыздану жүйесінің барлық компоненттерінің белсенділігі (концентрациясы) 1моль/л болған жағдайда өлшенген потенциал стандартпен тотығу-тотықсыздану потенциалы болып есептелінеді.

Стандартты потенциалдарды анықтау үшін әртүрлі тотығу-тотықсыздану жұптары стандартты жұппен жалғастырылып, гальваникалық элемент жасалады. Стандартты жұптың ролін сутектік электрод атқарады. Сутектік электрод -иондарының концентрациясы 1моль/л, сутегінің қысымы 1атм. болып келген жұбынан тұрады. Бұл үшін ыдысқа ерітіндісі құйылып, ұсақ дисперстелген платинамен көмкерілген платина электроды салынады. Ерітіндіге түтіктің бойымен сутегі жіберіліп, ол ұсақ дисперстелген пластинаның беткейінде адсорбцияланады.

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, сутек асқын тотығының, калий перманганатының, хлор немесе хлорлы ағартқыш ізбестің тотықтырғыш 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.

Медицинадағы маңызы

Дәрілер дайындауда жеке компоненттердің тотығу-тотықсыздану қабілеттілігін білу қажет. Мысалы майда еритін витаминдерді дайындау кезінде оның ауадағы оттегімен жеңіл тотығуын ескеру керек. К-витамині тотығу кезінде белсенділігі өзгермейді, ал өнімдері тотығу кезінде улы. В-дәрумені сілтілі және бейтарап ерітінділерде, қатты дәрілік түрде де жеңіл тотығады, яғни әсіресе сілті ортада тотықтырғыш немесе тотықсыздандырғыш әсерінен ол белсенсіз күйге өтеді. Тотығу-тотығсыздану реакциялары тiрi организмдерде журетiн демалу және зат алмасу процестерiнiң, шiру және ашу, сол сиякты жасыл өсiмдiктердегi фотосинтез реакцияларының, адам мен жануарлардың жүйке кызметтерiнiң негiзiн калайды. Тотығу-тотығсыздану реакцияларын шикiзаттар жанғанда, металдардың коррозиясы және электролиз процестерi кезiнде де байкауға болады. Тотығу-тотығсыздану реакцияларының аркасында гальваникалық элементтер мен аккумуляторларда химиялық энергия электр энергиясына айналады.
Тотығу-тотықсыздану процестері табиғат пен ағзаларда мынадай қызметтер атқарады:
1. Жанды ағзалардағы зат және энергия алмасу.
2. Табиғаттағы шіру және ашу.
3. Жасыл өсімдіктердегі фотосинтез реакциясы.
4. Адамдар мен жануарлардың жүйке қызметі.
5. Тотығу-тотықсыздану реакциялары, әсіресе, жанды ағзалар үшін оларда жүретін зат және энергия алмасу процестерінде маңызды орын алады. Бұл алмасу екі бөліктен тұрады:
6. Күрделі органикалық заттардың қорекпен қабылданатын заттардан синтезделуі немесе пластикалық процестер (анаболикалық немесе ассимиляция) .
7. Күрделі органикалық заттардың қарапайымдау заттарға дейін ыдырауы немесе энергетикалық процестер (катаболикалық немесе диссимиляция) .
8. ТТР анаболикалық та, катаболикалық та процестердің қажетті буыны болып табылады, бірақ олар жанды ағзалар үшін энергия көзі ретінде қажет. Аэробты жағдайларда (ауа оттегісінің тотықтырғыш атмосферасында) тіршілік жасайтын ағзалар аталған энергияны жасушалар мен ұлпаларда жүретін тыныс алу процесінің барысында алады. Оның негізін мына тотығу-тотықсыздану реакциясы құрайды:
О2 + 4Н+ + 4 е → 2 Н2О

Бұл реакция биологиялық жүйелерде сатылап, ферменттердің қатысуымен жүреді.
Метаболизм барысында жанды ағзаларда пайда болатын кейбір уытты заттар ТТР-ның көмегімен ыдырайды.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.