Кычкылдануу даражалары, редокс агенттери жана жарым-реакция менен теңдөө

Кычкылдануу даражасы эмнени жазат

Кычкылдануу даражасы — ар кандай атомдордун ортосундагы ар бир байланыш толугу менен иондук болсо, ортомчу электрондор электр терс атомго ыйгарылса, атом алып жүргөн заряд; бирдей атомдордун ортосунда бөлүшүлгөн электрондор тең бөлүнөт. Бул формалдуу эсеп, өлчөнгөн заряд эмес. Сууда кычкылтекке −2, ар бир суутекке +1 ыйгарылат, чыныгы жарым-жартылай заряддар алда канча кичине болсо да.

Кычкылдануу — кычкылдануу даражасынын жогорулашы, бул электрондорду жоготууга туура келет. Калыбына келүү — кычкылдануу даражасынын төмөндөшү, электрондорду алуу. Экөө ар дайым бирге болот, анткени бир бөлүкчө жоготкон электрондорду башкасы алышы керек. Ар кандай редокс теңдемесинде кычкылдануу даражасынын жалпы жогорулашы жалпы төмөндөөгө барабар, жана ар бир теңдөө ыкмасы ушул барабардыкка таянат.

Кычкылдануу даражаларын артыкчылык тартибинде аныктоо

Эрежелерди тизменин башынан баштап төмөн карай колдонуңуз. Эки эреже карама-каршы келгенде жогорку жеңет, ал эми формуладагы акыркы белгисиз атом айырма аркылуу табылат.

Дигидрофосфат иону, H₂PO₄⁻ үчүн: 2(+1) + P + 4(−2) = −1, демек P = +5. Тетратионат иону, S₄O₆²⁻ үчүн: 4S + 6(−2) = −2, демек төрт күкүрт атомунун суммасы +10 жана орточосу +2.5. Бөлчөк натыйжа бир элементтин атомдору ар башка чөйрөдө экенин жана көрсөтүлгөн сан орточо экенин билдирет. Магнетит, Fe₃O₄, орточо +8/3, анткени ар бир эки Fe³⁺ үчүн бир Fe²⁺ камтыйт.

• Таза элементтеги атом 0 (Fe, O₂, S₈).
• Бир атомдуу ион өзүнүн зарядына барабар (Mg²⁺ +2, Br⁻ −1).
• Формуладагы кычкылдануу даражаларынын суммасы анын жалпы зарядына барабар.
• Фтор бардык кошулмаларында −1.
• Кошулмаларда 1-топтун металлдары +1, 2-топтун металлдары +2.
• Суутек металл эмес элементтер менен +1, NaH сыяктуу металл гидриддеринде −1.
• Кычкылтек адатта −2, бирок пероксиддерде (H₂O₂) −1, супероксиддерде (KO₂) −½ жана OF₂ де +2.
• Хлор, бром жана йод адатта −1, кычкылтек же жеңилирээк галоген менен байланышкандан тышкары.

Кычкылдандыргычты жана калыбына келтиргичти атоо

Кычкылдандыргыч электрондорду кабыл алып, башка нерсени кычкылданууга алып келет, демек өзү калыбына келет. Калыбына келтиргич электрондорду берип, өзү кычкылданат. Жалгыз атомду эмес, бүтүн бөлүкчөнү атаңыз.

2Fe²⁺(aq) + H₂O₂(aq) + 2H⁺(aq) → 2Fe³⁺(aq) + 2H₂O(l) теңдемесин карап көрөлү. Темир +2ден +3кө өсөт, демек Fe²⁺ кычкылданат жана калыбына келтиргич болот. Кычкылтек пероксидде −1ден сууда −2ге түшөт, демек H₂O₂ калыбына келет жана кычкылдандыргыч болот. Суутек баштан аяк +1 бойдон калат. Эки темир иону ар бири бир электрон жоготот жана эки пероксид кычкылтек атому ар бири бирден алат, демек эки электрон жоголот жана эки электрон алынат.

Бир бөлүкчө эки ролду тең аткара алат. Cl₂ + 2OH⁻ → Cl⁻ + ClO⁻ + H₂O реакциясында бир хлор атому 0дөн −1ге, экинчиси 0дөн +1ге өтөт. Бул диспропорциялануу, ал эми Cl₂ бир мезгилде кычкылдандыргыч да, калыбына келтиргич да.

Кислоталык чөйрөдө жарым-реакция менен теңдөө

Кычкылданууну калыбына келүүдөн бөлүү ар бир электрон өтүшүн өзүнчө теңдеп, андан кийин электрондор кыскарсын деп жарым-реакцияларды бириктирүүгө мүмкүндүк берет. Суу кычкылтек атомдорун, H⁺ суутек атомдорун берет, анткени кислоталык сууда чындыгында ошол бөлүкчөлөр бар.

1-мисал. Кислотада дихромат нитритти кычкылдандырат: Cr₂O₇²⁻ + NO₂⁻ → Cr³⁺ + NO₃⁻. Хром +6дан +3кө, азот +3тен +5ке өтөт. Кычкылдануу жарымы: NO₂⁻ + H₂O → NO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻, эки тарапта заряд −1. Калыбына келүү жарымы: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O, эки тарапта заряд +6. Алты электрон ар бири үч бирдикке өзгөргөн эки хром атомуна дал келет.

Кычкылдануу жарымын 3кө көбөйтүңүз, ошондо эки жарым тең 6e⁻ камтыйт, андан кийин кошуңуз: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 3NO₂⁻ + 3H₂O → 2Cr³⁺ + 7H₂O + 3NO₃⁻ + 6H⁺. Ар бир тараптан 6H⁺ жана 3H₂O кыскартыңыз: Cr₂O₇²⁻ + 8H⁺ + 3NO₂⁻ → 2Cr³⁺ + 3NO₃⁻ + 4H₂O. Текшерүү: Cr 2 жана 2; N 3 жана 3; O 7 + 6 = 13 жана 9 + 4 = 13; H 8 жана 8; заряд −2 + 8 − 3 = +3 жана +6 − 3 = +3.

• Скелеттик теңдемени кычкылдануу жарымына жана калыбына келүү жарымына бөлүңүз.
• O жана Hдан башка ар бир элементти теңдеңиз.
• H₂O кошуп O ну теңдеңиз, андан кийин H⁺ кошуп H ны теңдеңиз.
• Электрондорду оң заряды көбүрөөк тарапка кошуп зарядды теңдеңиз.
• Жарымдарды электрондор дал келгидей масштабдап, кошуңуз жана эки тарапта болгондун баарын кыскартыңыз.
• Атомдорду жана зарядды текшерип, электрон калбаганын ырастаңыз.

Ыкманы негиздик чөйрөгө өзгөртүү

Негиздик чөйрөдө OH⁻ көп жана акыркы теңдемеде H⁺ болбошу керек. Эритме кислоталык сыяктуу теңдеп, андан кийин ар бир H⁺ ту сууга айландыруу үчүн эки тарапка жетиштүү OH⁻ кошуңуз. Эки тарапка бирдей бөлүкчөнү кошуу теңдемени теңделген бойдон калтырат.

2-мисал. Негиздик чөйрөдө гипохлорит хром(III) гидроксидин хроматка чейин кычкылдандырат: Cr(OH)₃ + ClO⁻ → CrO₄²⁻ + Cl⁻. Хром +3төн +6га, хлор +1ден −1ге өтөт. Кычкылдануу жарымы: Cr(OH)₃ + H₂O → CrO₄²⁻ + 5H⁺ + 3e⁻. Калыбына келүү жарымы: ClO⁻ + 2H⁺ + 2e⁻ → Cl⁻ + H₂O. 3 жана 2нин эң кичине жалпы эселиги 6, ошондуктан биринчи жарымды эки эсе, экинчисин үч эсе көбөйтүңүз.

Кошуп жана кыскартуу 2Cr(OH)₃ + 3ClO⁻ → 2CrO₄²⁻ + 3Cl⁻ + 4H⁺ + H₂O берет. Эки тарапка 4OH⁻ кошуңуз; оң жакта 4H⁺ + 4OH⁻ 4H₂Oго айланат. Акыркысы: 2Cr(OH)₃(s) + 3ClO⁻(aq) + 4OH⁻(aq) → 2CrO₄²⁻(aq) + 3Cl⁻(aq) + 5H₂O(l). Текшерүү: Cr 2 жана 2; Cl 3 жана 3; O 6 + 3 + 4 = 13 жана 8 + 5 = 13; H 6 + 4 = 10 жана 10; заряд эки тарапта −7.

Редокс эсебиндеги кеңири таралган каталар

Редокс каталарынын көбү эсеп каталары, жана ар биринин өзүнчө текшерүүсү бар.

Акыркы сыноо катары жоголгон электрондор алынган электрондорго барабар экенин кычкылдануу даражалары менен гана ырастаңыз. 2-мисалда эки хром атому ар бири 3 электрон жоготот (жалпысынан 6), ал эми үч хлор атому ар бири 2ден алат (ошондой эле 6).

• Атомду агент деп атоо: хромду эмес, Cr₂O₇²⁻ кычкылдандыргыч деп жазыңыз.
• Өзгөрүүнү атомго санап, формулага санабоо: Cr₂O₇²⁻ → 2Cr³⁺ 3 эмес, 6 электрон алат.
• Электрондорду туура эмес тарапка коюу: алар кычкылдануу жарымында продукт, калыбына келүү жарымында реагент. Заряд текшерүүсү ийгиликсиз болсо, адегенде ушуну караңыз.
• Кычкылтекти H₂O ордуна O, O₂ же O²⁻ менен теңдөө. Эркин оксид иондору сууда жок.
• Негиздик чөйрөнүн жообунда H⁺ калтыруу же OH⁻ кошкондон кийин сууну кыскартууну унутуу.
• Кычкылтек ар дайым −2 деп эсептөө: пероксиддерди, супероксиддерди жана O–F байланыштарын текшериңиз.
• Белгилөөнү аралаштыруу: кычкылдануу даражасы белгиси биринчи жазылат (+3); ион заряды саны биринчи жазылат (3+).