15 дәріс Тотығу – тотықсыздану реакциялары. Электродтық үрдістер
Тотығу-тотықсыздану реакцияларының теңдеулерін құру
жүктеу/скачать 2,37 Mb.
|
15 лекция. Тотығу – тотықсыздану реакциялары. Электродтық үрдістер
| Тотығу-тотықсыздану реакцияларының теңдеулерін құру. Кез келген реакцияның теңдеуін құру зат массасының сақталу заңына сүйенетіні белгілі. Тотығу-тотықсыздану реакциясы кезінде зат массаларының тең болуы олардың алмасқан электрон сандарына тәуелді. Демек, бұл реакцияның теңдеуін құру үшін, алдымен алмасқан электрон сандарын теңестіріп алу қажет.
Тотығу-тотықсыздану реакцияларының теңдеуін құру үшін электрондық баланс және жартылай реакция әдістері қолданылады. Электрондық баланс әдісі. Электрондық баланс әдісі әмбебапты болып келеді, сондықтан да оны ерітіндіде де, балқымада да, қатты және газды күйде де жүретін тотығу-тотықсыздану реакцияларының теңдеулерін құрастыру үшін қолдануға болады. Бұл әдіс арқылы реакция теңдеуін құру үшін реакцияға кіретін заттар мен түзілетін заттарды, олардың құрамындағы атомдардың тотығу дәрежелерін білу керек. Әдетте тотығу - тотықсыздану реакциясы теңдеуін электрондық баланс әдісі бойынша мына жолмен құрады: 1. Реакцияға кіретін және түзілген заттар құрамындағы атомдардың тотығу дәрежелерін анықтайды. 2. Реакция нәтижесінде тотығу дәрежесін өзгерткен атомдарды бөліп жазып, электрондық теңдеу құрады. Тотықсыздандырғыш берген электрон мен тотықтырғыш қосып алған электрон сандарын тауып, оларды ортақ коэффициенттер арқылы теңестіреді (электрон саны тең болмаған кезде). Бұл коэффициенттерді электрондық теңдеудің алдына, сызықтың сыртына жазады. Электрон алмасу процесі бойынша қай заттың тотықтырғыш және қайсысының тотықсыздандырғыш екенін табады. 3. Электрондық теңдеуден шыққан коэффицинттерді негізгі реакция теңдеуіндегі атом құрамына кіретін заттардың алдына қойып, қалған элементтерді теңестіреді. Мына тотығу - тотықсыздану реакциясын мысалға алып осы әдісті қарастырайық: Реакцияға қатысатын зат құрамындағы атомдардың тотығу дәрежелерін анықтаймыз: 1- 4+ 2+ -1 +1 -1 Мұнда құрамындағы мен марганец (IV) оксиді құрамындағы тотығу дәрежесін өзгертеді. Оларды бөліп жазып, электрондық теңдеу құрамыз: 1 тотықсыздандырғыш 1 тотықтырғыш Электрондық теңдеуде оң және сол жақтағы атомдары саны өзара тең болуы керек. Сондықтан сол жақтағы алдына 2 қоямыз. Мұнда хлор ионы. электрон беріп тотықсыpдандырғыш, ал электрон қабылдап тотықтырғыш болады. Хлордың берген электроны мен марганецтің қосып алған электрон сандары тең. Электрондық теңдеу алдына 1 коэффицент қоямыз. Осы коэффицентті электрондық теңдеудегі атомдарға көбейтіп негізгі теңдеуге жазамыз: 2 мұнда HCl-дың 2 молінен 1 моль Cl2 түзіледі, сонымен қатар MnC12 тұзының құрамына 2 моль хлор кіреді. Яғни қосымша тұз түзуге 2 моль қышқыл HCl жұмсалады, барлығы реакцияға 4 моль HCl қатысады: Екі қалған атомдарды, сутегі мен оттегін теңестіріп, реакцияның теңдеуін аламыз: Бұл әдіс бойынша кез келген фазада жүретін тотығу - тотықсыздану реакциясының теңдеулерін құруға болады. Жартылай реакция әдісі. Бұл әдіс кейде ионды - электронды деп аталады. Себебі, реакция теңдеуін құру үшін алдымен иондық теңдеулер құрады. Бұл әдіс бойынша тотығу - тотықсыздану реакциясының жүру механизмін байқауға болады. Жартылай реакция әдісі бойынша тотығу - тотықсыздану реакциясының теңдеуін былай құрады: Реакцияға кірген және түзілген заттардың иондарын алып, жартылай иондық теңдеу құрады. Екі жағын теңестіріп, зарядтары арқылы алмасқан электрон сандарын анықтайды. Реакция ерітіндіде жүретіндіктен оттегі не сутегі жетіспеген кезде оны H2O, H+ не жазып теңестіреді. Содан соң алмасқан электрон сандарын теңестіру арқылы коэффициенттер табады. Енді жартылай иондық теңдеулерді коэффициенттерді еске ала отырып қосып, жалпы теңдеудің иондық түрін алады. Иондық түрден теңдеудің жалпы түріне көшу үшін әр жақтағы катионға анион, анионға катион қосып жазады. Теңдеудің қалған атомдарын теңестіріп, оның жалпы соңғы түрін алады. Мысал ретінде қышқыл ортада калий перманганаты мен темір (ІІ) сульфаты арасындағы реакцияны алып осы әдіспен теңестіріп көрейік. Қышқыл орта ( ) калий перманганатына темір (ІІ) сульфатын қосқанда ерітінді түссізденеді. Демек, перманганат ион ионына айналады. Осыны жартылай иондық түрде жазамыз: Теңдеудің оң жағында оттегі жетіспейді. Сондықтан оны су молекуласын ( ) қосу арқылы толтырады. Сонда сол жақта сутегі жоқ. Оны толтыру үшін сол жаққан қосамыз (орта қышқыл): Екі жақтың заряды тең болу үшін сол жаққа бес электрон (5 ) қосу керек: Бұл бірінші жартылай теңдеу. Темір одан ары тотығады Екі жақтың зарядын теңестіру үшін сол жақтан екі электрон (2 ) алу қажет: Бұл екінші жартылай теңдеу. Екеуін біріктіріп жазып, электрондарды теңестіріп, коэффициенттерді еске ала отырып екі жарты теңдеуді бір-біріне қосады. 2 + 5 Әр анионды катионмен, катионды анионмен біріктіріп жазады: Енді қалған атомдарды теңестіріп, жалпы реакция теңдеуін алады: Тотығу-тотықсыздану реакциясын осы әдіс арқылы құрған кезде реакцияға кіретін және түзілетін заттарды толық білмесе де болады. Ол заттар жартылай теңдеулерді құру кезінде өзінен-өзі пайда болады. Су ерітінділерінде жүретін реакциялар және электродтық процестер үшін осы әдіс арқылы тотығу-тотықсыздану реакциясының теңдеуін жазу өте ыңғайлы. жүктеу/скачать 2,37 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|