Аналитикалық химиядағы тотығу-тотықсыздану үрдістері тотығу – тотықсыздану реакциясы
жүктеу/скачать 297,85 Kb.
|
12-13 лекция
- Бұл бет үшін навигация:
- Молекула аралық
- Молекула ішілік
|
АНАЛИТИКАЛЫҚ ХИМИЯДАҒЫ ТОТЫҒУ-ТОТЫҚСЫЗДАНУ ҮРДІСТЕРІ Тотығу – тотықсыздану реакциясы Химиялық реакцияларға қатысатын заттар құрамындағы элементтердің тотығу дәрежесін өзгерте жүретінін тотығу–тотықсыздану реакциялары (ТТР) деп атайды. Элементтің валенттілігі мен тотығу дәрежелері туралы түсінік және оларды атом құрылысы бойынша анықтау туралы «Атом құрылысы» тарауында қарастырылған. Тотығу дәрежесінің валенттіліктен өзгешелігі оң және теріс мәнді, бүтін және бөлшек сандарды да қабылдайды. Элементтің қосылыстағы валенттілігі мен тотығу дәрежесінің модулі тең болуы да, болмауы да мүмкін. Осы айтқандарды түсіну үшін азоттың сутекті қосылыстарын қарастырып көрейік. Кесте 19 Азоттың сутекті қосылыстарындағы валенттіліктері мен тотығу дәрежелері.
Элементтің тотығу дәрежесін анықтау үшін мыналарды білген жөн: 1) ионды байланысты қосылыстарда элементтердің тотығу дәрежелері иондар зарядтарына тең болады. (Na+Cl- т.д.(Na)=+1; т.д.(Cl)=-1); 2) ковалентті полюссіз байланысты қосылыстарда (жай зат молекулаларында: ) нольге тең болады; 3) сутектің тотығу дәрежесі металдар гидридтерінен басқа қосылыстарында үнемі +1-ге тең, ал металдар гидридтерінде -1-ге тең; 4) оттектің тотығу дәрежесі көп жағдайда -2-ге тең, тек мынандай қосылыстарында ғана өзгеше ; 5) ковалентті полюсті байланысты қосылыстарда ( ) элементтердің тотығу дәрежелері ығысқан электрондар сандарымен анықталады; 6) қосылыс құрамына кіретін элемент атомдарының тотығу дәрежелерінің алгебралық қосындысы нольге тең болады, ( +1·2+4·1+3·(-2)=0) себебі молекулада заряд болмайды. Томск технологиялық институтының мұғалімі орыстың ұлы ғалымы С.В. Даин тотығу–тотықсыздану реакциясы туралы алғашқы түсініктерді ретке келтіріп, бұл реакциялардың ерекшеліктерін есепке ала отырып, тотығу–тотықсыздану реакциясын түсіндіру үшін нұсқау жасады. Тотығу–тотықсыздану реакциясы теңдігіне қойылатын коэффициенттерді қалай таңдап алу керектігін теория жүзінде негіздеп, практика жүзінде дәлелдеді. С.В. Даин еңбектерін жазуда Дж. Томсон және У. Рамзай еңбектері (атомда электрондардың болуы) алғы шарт болды. Электрондар атом ішінде ғана қозғалып қоймай, бір элемент атомынан екіншісіне ауысу мүмкіндігін және ауысатын электрондар саны туралы да өз қорытындыларын жасады. 1913ж. 4–желтоқсанда Киевтегі физико-химиялық қоғамның отырысында тотығу-тотықсыздану реакциясы туралы тұжырымын қорытындылап жариялады. Тотығу–тотықсыздану реакциясының теориясын жалғастырушы Писаржевский Л.В. болды. Химиялық реакцияларда электрондарын беретін атомдарды, иондарды, молекулаларды тотықсыздандырғыштар деп, ал үрдісті тотығу деп атайды. Химиялық реакцияларда электрондарды қосып алатын атомдарды, иондарды, молекулаларды тотықтырғыштар, ал үрдісті тотықсыздану деп атайды. Тотықтырғыштар (Ох – oxydation) электрондарды қосып тотықсызданады (Red – reduction – тотықсыздану), сонда оның оң тотығу дәрежесі кеміп, теріс тотығу дәрежесінің шамасы (модулі бойынша) артады. Ox + = Red Ал, тотықсыздандырғыштар электронды беріп, оның теріс тотығу дәрежесі модулі бойынша кеміп, оң тотығу дәрежесі артады. Енді осыны түсіну үшін күкірт элементінің валенттілік электрондарының формуласын жазып, қосылыстарындағы мүмкін болатын валенттіліктері мен тотығу дәрежелерін анықтап, олардың өзгерістерін қарастырайық. валенттілік электрондарының формуласы: 3s23p43d0. Валенттілік электрондарының электронды-графикалық формуласы: 3d
3p 3s Валенттіліктері: ІІ, IV, VI. Тотығу дәрежелері: -2 0 +2 +4 +6 Электрондық теңдеу жазғанда сан осін пайдаланған жөн: -2 0 +2 +4 +6 Олай болса, күкіртті сутек қышқылы (H2S) және оның тұздары тотығу–тотықсыздану реакцияларында тек тотықсыздандырғыштар болса, күкірт қышқылы (H2SO4) және SO3 тек тотықтырғыш, ал күкіртті қышқыл (H2SO3) және оның тұздары әрі тотықтырғыш, әрі тотықсыздандырғыш болатыны көрініп тұр. Элементтің тотығу–тотықсыздану қасиеттері төмендегі факторларға тәуелді: элемент табиғатына (электрон құрылысына), элементтің атом, ион радиустарына, элементтің тотығу дәрежелеріне. Кесте - 20 VIA, VIIA топтары элементтері мен қосылыстарының тотығу-тотықсыздану қасиеттері
Тотықсыздандырғыштар бола алатындар: а) барлық элементтердің бейтарап атомдары (фтор мен инертті газдардан басқа); ә) барлық бейметалдардың теріс тотығу дәрежесіндегі күйіне сәйкес қосылыстары; б) элементтердің аралық тотығу дәрежелеріне сәйкес келетін қосылыстары. Тотықтырғыш болатындар: а) электрон тартқыштығы мен электртерістіліктері басым бейметалл атомдары, ә) элементтердің аралық тотығу дәрежелеріне сәйкес келетін қосылыстары, б) жоғары тотығу дәрежелеріне сай келетін элемент қосылыстары. Тотығу–тотықсыздану реакциясы бойынша бөлшектің (молекула, атом, ион) эквиваленттік факторын анықтауға болады, ол осы үрдісте бір электронды қосып немесе бере алатын зат мөлшері болып саналады. Мысалы: , олай болса f (KMnO4) = 1/5 моль mэ (KMnO4) = M· fэ = M/5 = 158/5 = 31,6 г. Тотығу–тотықсыздану реакциясының үш типі бар: молекула аралық, молекула ішілік, өзіндік немесе диспропорциялану реакциялары. 1) Молекула аралық тотығу–тотықсыздану реакцияларында әрекеттесуші заттардың бірі тотықтырғыш болса, екіншісі – тотықсыздандырғыш болады. Мысалы, тотықсыздандырғыш – тотығу тотықтырғыш - тотықсыздану 2) Молекула ішілік тотығу–тотықсыздану реакциясы деп реакция нәтижесінде бір молекула ішіндегі екі элемент атомының тотығу дәрежесі өзгере жүретін реакцияны айтады. Өзіндік тотығу–тотықсыздау немесе диспропорциялану реакциясы деп, реакцияға қатысатын молекула құрамындағы бір элемент тотығу дәрежесін екі түрлі өзгерте жүретін реакцияны айтады. жүктеу/скачать 297,85 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||