ഓക്സീകരണ സംഖ്യകൾ, റെഡോക്സ് കാരികൾ, അർധ-അഭിക്രിയാ സമീകരണം

ഒരു ഓക്സീകരണ സംഖ്യ എന്താണ് രേഖപ്പെടുത്തുന്നത്

വ്യത്യസ്ത ആറ്റങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള എല്ലാ ബന്ധനങ്ങളും പൂർണമായും അയോണികമാണെന്നും പങ്കിട്ട ഇലക്ട്രോണുകൾ കൂടുതൽ വിദ്യുത്-ഋണതയുള്ള ആറ്റത്തിന് നൽകുന്നുവെന്നും കരുതിയാൽ ഒരു ആറ്റം വഹിക്കുന്ന ചാർജാണ് ഓക്സീകരണ സംഖ്യ; സമാന ആറ്റങ്ങൾക്കിടയിൽ പങ്കിടുന്ന ഇലക്ട്രോണുകൾ തുല്യമായി വിഭജിക്കപ്പെടുന്നു. ഇത് ഔപചാരിക എണ്ണമാണ്, അളന്ന ചാർജല്ല. വെള്ളത്തിൽ യഥാർഥ ആംശിക ചാർജുകൾ വളരെ ചെറുതാണെങ്കിലും ഓക്സിജന് −2 ഉം ഓരോ ഹൈഡ്രജനും +1 ഉം നൽകുന്നു.

ഓക്സീകരണം എന്നാൽ ഓക്സീകരണ സംഖ്യയിലെ വർധനവാണ്, ഇലക്ട്രോണുകളുടെ നഷ്ടത്തിന് തുല്യം. നിരോക്സീകരണം എന്നാൽ ഓക്സീകരണ സംഖ്യയിലെ കുറവാണ്, ഇലക്ട്രോണുകളുടെ നേട്ടം. ഒരു സ്പീഷീസ് നഷ്ടപ്പെടുത്തുന്ന ഇലക്ട്രോണുകൾ മറ്റൊന്ന് നേടണം എന്നതിനാൽ ഇവ രണ്ടും എപ്പോഴും ഒരുമിച്ചാണ് സംഭവിക്കുന്നത്. ഏത് റെഡോക്സ് സമവാക്യത്തിലും ഓക്സീകരണ സംഖ്യയിലെ ആകെ വർധനവ് ആകെ കുറവിന് തുല്യമാണ്, എല്ലാ സമീകരണ രീതികളും ഈ തുല്യതയിലാണ് ഉറപ്പിച്ചിരിക്കുന്നത്.

മുൻഗണനാ ക്രമത്തിൽ ഓക്സീകരണ സംഖ്യകൾ നൽകൽ

പട്ടികയുടെ മുകളിൽ നിന്ന് താഴേക്ക് നിയമങ്ങൾ പ്രയോഗിക്കുക. രണ്ട് നിയമങ്ങൾ പരസ്പരം വിരുദ്ധമാകുമ്പോൾ ഉയർന്നത് വിജയിക്കും, സൂത്രവാക്യത്തിലെ അവസാനത്തെ അജ്ഞാത ആറ്റം വ്യത്യാസം വഴി കണ്ടെത്തുന്നു.

ഡൈഹൈഡ്രജൻ ഫോസ്ഫേറ്റ് അയോൺ H₂PO₄⁻-ന്: 2(+1) + P + 4(−2) = −1, അതിനാൽ P = +5. ടെട്രാതയോണേറ്റ് അയോൺ S₄O₆²⁻-ന്: 4S + 6(−2) = −2, അതിനാൽ നാല് സൾഫർ ആറ്റങ്ങൾക്ക് ആകെ +10, ശരാശരി +2.5. ഭിന്നസംഖ്യാ ഫലം അർഥമാക്കുന്നത് ഒരേ മൂലകത്തിന്റെ ആറ്റങ്ങൾ വ്യത്യസ്ത പരിതസ്ഥിതികളിലാണെന്നും രേഖപ്പെടുത്തിയ സംഖ്യ ശരാശരിയാണെന്നുമാണ്. മാഗ്നറ്റൈറ്റ്, Fe₃O₄, ഓരോ രണ്ട് Fe³⁺-നും ഒരു Fe²⁺ അടങ്ങിയതിനാൽ ശരാശരി +8/3 ആണ്.

• ശുദ്ധ മൂലകത്തിലെ ആറ്റം 0 ആണ് (Fe, O₂, S₈).
• ഏകാറ്റോമിക അയോണിന്റെ ഓക്സീകരണ സംഖ്യ അതിന്റെ ചാർജിന് തുല്യമാണ് (Mg²⁺ +2, Br⁻ −1).
• ഒരു സൂത്രവാക്യത്തിലെ ഓക്സീകരണ സംഖ്യകളുടെ തുക അതിന്റെ ആകെ ചാർജിന് തുല്യമാണ്.
• ഫ്ലൂറിൻ അതിന്റെ എല്ലാ സംയുക്തങ്ങളിലും −1 ആണ്.
• സംയുക്തങ്ങളിൽ ഗ്രൂപ്പ് 1 ലോഹങ്ങൾ +1 ഉം ഗ്രൂപ്പ് 2 ലോഹങ്ങൾ +2 ഉം ആണ്.
• അലോഹങ്ങളോടൊപ്പം ഹൈഡ്രജൻ +1 ഉം NaH പോലുള്ള ലോഹ ഹൈഡ്രൈഡുകളിൽ −1 ഉം ആണ്.
• ഓക്സിജൻ സാധാരണയായി −2 ആണ്, എന്നാൽ പെറോക്സൈഡുകളിൽ (H₂O₂) −1, സൂപ്പറോക്സൈഡുകളിൽ (KO₂) −½, OF₂-ൽ +2.
• ക്ലോറിൻ, ബ്രോമിൻ, അയഡിൻ എന്നിവ സാധാരണയായി −1 ആണ്, ഓക്സിജനുമായോ ഭാരം കുറഞ്ഞ ഹാലൊജനുമായോ ബന്ധിച്ചിരിക്കുമ്പോൾ ഒഴികെ.

ഓക്സീകാരിയെയും നിരോക്സീകാരിയെയും പേരെടുത്ത് പറയൽ

ഓക്സീകാരി ഇലക്ട്രോണുകൾ സ്വീകരിച്ച് മറ്റൊന്നിനെ ഓക്സീകരിക്കുന്നു, അതിനാൽ അത് സ്വയം നിരോക്സീകരിക്കപ്പെടുന്നു. നിരോക്സീകാരി ഇലക്ട്രോണുകൾ നൽകുകയും സ്വയം ഓക്സീകരിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരൊറ്റ ആറ്റത്തിന്റെ പേരല്ല, മുഴുവൻ സ്പീഷീസിന്റെയും പേര് പറയുക.

2Fe²⁺(aq) + H₂O₂(aq) + 2H⁺(aq) → 2Fe³⁺(aq) + 2H₂O(l) പരിഗണിക്കുക. അയൺ +2-ൽ നിന്ന് +3-ലേക്ക് ഉയരുന്നു, അതിനാൽ Fe²⁺ ഓക്സീകരിക്കപ്പെടുന്നു, അത് നിരോക്സീകാരിയാണ്. പെറോക്സൈഡിലെ −1-ൽ നിന്ന് വെള്ളത്തിലെ −2-ലേക്ക് ഓക്സിജൻ താഴുന്നു, അതിനാൽ H₂O₂ നിരോക്സീകരിക്കപ്പെടുന്നു, അത് ഓക്സീകാരിയാണ്. ഹൈഡ്രജൻ ഉടനീളം +1 ആയി തുടരുന്നു. രണ്ട് അയൺ അയോണുകൾ ഓരോന്നും ഒരു ഇലക്ട്രോൺ നഷ്ടപ്പെടുത്തുന്നു, രണ്ട് പെറോക്സൈഡ് ഓക്സിജൻ ആറ്റങ്ങൾ ഓരോന്നും ഒരെണ്ണം നേടുന്നു; അതിനാൽ രണ്ട് ഇലക്ട്രോണുകൾ നഷ്ടപ്പെടുകയും രണ്ടെണ്ണം നേടുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഒരു സ്പീഷീസിന് രണ്ട് പങ്കും വഹിക്കാനാകും. Cl₂ + 2OH⁻ → Cl⁻ + ClO⁻ + H₂O-ൽ ഒരു ക്ലോറിൻ ആറ്റം 0-ൽ നിന്ന് −1-ലേക്കും മറ്റൊന്ന് 0-ൽ നിന്ന് +1-ലേക്കും പോകുന്നു. ഇതാണ് ഡിസ്പ്രൊപോർഷനേഷൻ, Cl₂ ഓക്സീകാരിയും നിരോക്സീകാരിയും ആണ്.

അമ്ലീയ ലായനിയിൽ അർധ-അഭിക്രിയാ സമീകരണം

ഓക്സീകരണത്തെയും നിരോക്സീകരണത്തെയും വേർതിരിക്കുന്നത് ഓരോ ഇലക്ട്രോൺ കൈമാറ്റവും വെവ്വേറെ സമീകരിക്കാനും പിന്നെ ഇലക്ട്രോണുകൾ ഒഴിവാകുന്ന വിധത്തിൽ പകുതികൾ സംയോജിപ്പിക്കാനും അനുവദിക്കുന്നു. അമ്ലീയ ജലത്തിൽ യഥാർഥത്തിൽ ഉള്ള സ്പീഷീസുകൾ ആയതിനാൽ വെള്ളം ഓക്സിജൻ ആറ്റങ്ങളും H⁺ ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളും നൽകുന്നു.

ഉദാഹരണം 1. അമ്ലത്തിൽ ഡൈക്രോമേറ്റ് നൈട്രൈറ്റിനെ ഓക്സീകരിക്കുന്നു: Cr₂O₇²⁻ + NO₂⁻ → Cr³⁺ + NO₃⁻. ക്രോമിയം +6-ൽ നിന്ന് +3-ലേക്കും നൈട്രജൻ +3-ൽ നിന്ന് +5-ലേക്കും പോകുന്നു. ഓക്സീകരണ പകുതി: NO₂⁻ + H₂O → NO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻, ഇരുവശത്തും ചാർജ് −1. നിരോക്സീകരണ പകുതി: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O, ഇരുവശത്തും ചാർജ് +6. ആറ് ഇലക്ട്രോണുകൾ, മൂന്ന് യൂണിറ്റ് വീതം മാറുന്ന രണ്ട് ക്രോമിയം ആറ്റങ്ങളുമായി ഒത്തുപോകുന്നു.

രണ്ട് പകുതികളിലും 6e⁻ വരുന്ന വിധത്തിൽ ഓക്സീകരണ പകുതിയെ 3 കൊണ്ട് ഗുണിച്ച് കൂട്ടുക: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 3NO₂⁻ + 3H₂O → 2Cr³⁺ + 7H₂O + 3NO₃⁻ + 6H⁺. ഇരുവശത്തുനിന്നും 6H⁺, 3H₂O ഒഴിവാക്കുക: Cr₂O₇²⁻ + 8H⁺ + 3NO₂⁻ → 2Cr³⁺ + 3NO₃⁻ + 4H₂O. പരിശോധന: Cr 2, 2; N 3, 3; O 7 + 6 = 13, 9 + 4 = 13; H 8, 8; ചാർജ് −2 + 8 − 3 = +3, +6 − 3 = +3.

• അസ്ഥികൂട സമവാക്യത്തെ ഒരു ഓക്സീകരണ പകുതിയായും ഒരു നിരോക്സീകരണ പകുതിയായും വിഭജിക്കുക.
• O, H എന്നിവ ഒഴികെ എല്ലാ മൂലകങ്ങളും സമീകരിക്കുക.
• H₂O ചേർത്ത് O സമീകരിക്കുക, പിന്നെ H⁺ ചേർത്ത് H സമീകരിക്കുക.
• കൂടുതൽ ധനാത്മകമായ വശത്ത് ഇലക്ട്രോണുകൾ ചേർത്ത് ചാർജ് സമീകരിക്കുക.
• ഇലക്ട്രോണുകൾ ഒത്തുവരുന്ന വിധത്തിൽ പകുതികളെ ഗുണിക്കുക, കൂട്ടുക, ഇരുവശത്തുമുള്ളതെല്ലാം ഒഴിവാക്കുക.
• ആറ്റങ്ങളും ചാർജും പരിശോധിക്കുക, ഇലക്ട്രോണുകൾ ബാക്കിയില്ലെന്ന് ഉറപ്പാക്കുക.

ക്ഷാരീയ ലായനിക്കായി രീതി മാറ്റൽ

ക്ഷാരീയ ലായനിയിൽ OH⁻ ധാരാളമുണ്ട്, അന്തിമ സമവാക്യത്തിൽ H⁺ ഉണ്ടാകരുത്. ലായനി അമ്ലീയമാണെന്ന മട്ടിൽ സമീകരിക്കുക, പിന്നെ ഓരോ H⁺-നെയും വെള്ളമാക്കാൻ ഇരുവശത്തും ആവശ്യത്തിന് OH⁻ ചേർക്കുക. ഇരുവശത്തും ഒരേ സ്പീഷീസ് ചേർക്കുന്നത് സമവാക്യത്തെ സമീകൃതമായി നിലനിർത്തുന്നു.

ഉദാഹരണം 2. ക്ഷാരത്തിൽ ഹൈപ്പോക്ലോറൈറ്റ് ക്രോമിയം(III) ഹൈഡ്രോക്സൈഡിനെ ക്രോമേറ്റാക്കി ഓക്സീകരിക്കുന്നു: Cr(OH)₃ + ClO⁻ → CrO₄²⁻ + Cl⁻. ക്രോമിയം +3-ൽ നിന്ന് +6-ലേക്കും ക്ലോറിൻ +1-ൽ നിന്ന് −1-ലേക്കും പോകുന്നു. ഓക്സീകരണ പകുതി: Cr(OH)₃ + H₂O → CrO₄²⁻ + 5H⁺ + 3e⁻. നിരോക്സീകരണ പകുതി: ClO⁻ + 2H⁺ + 2e⁻ → Cl⁻ + H₂O. 3, 2 എന്നിവയുടെ ല.സാ.ഗു. 6 ആണ്, അതിനാൽ ആദ്യ പകുതി ഇരട്ടിയാക്കുക, രണ്ടാമത്തേത് മൂന്നിരട്ടിയാക്കുക.

കൂട്ടി ഒഴിവാക്കുമ്പോൾ 2Cr(OH)₃ + 3ClO⁻ → 2CrO₄²⁻ + 3Cl⁻ + 4H⁺ + H₂O ലഭിക്കുന്നു. ഇരുവശത്തും 4OH⁻ ചേർക്കുക; വലതുവശത്ത് 4H⁺ + 4OH⁻ എന്നത് 4H₂O ആകുന്നു. അന്തിമം: 2Cr(OH)₃(s) + 3ClO⁻(aq) + 4OH⁻(aq) → 2CrO₄²⁻(aq) + 3Cl⁻(aq) + 5H₂O(l). പരിശോധന: Cr 2, 2; Cl 3, 3; O 6 + 3 + 4 = 13, 8 + 5 = 13; H 6 + 4 = 10, 10; ഇരുവശത്തും ചാർജ് −7.

റെഡോക്സ് കണക്കെഴുത്തിലെ സാധാരണ പിഴവുകൾ

മിക്ക റെഡോക്സ് പിശകുകളും കണക്കെഴുത്ത് പിശകുകളാണ്, ഓരോന്നിനും ഒരു പ്രത്യേക പരിശോധനയുണ്ട്.

അവസാന പരിശോധനയായി, നഷ്ടപ്പെട്ട ഇലക്ട്രോണുകൾ നേടിയവയ്ക്ക് തുല്യമാണെന്ന് ഓക്സീകരണ സംഖ്യകൾ മാത്രം ഉപയോഗിച്ച് ഉറപ്പാക്കുക. ഉദാഹരണം 2-ൽ രണ്ട് ക്രോമിയം ആറ്റങ്ങൾ ഓരോന്നും 3 ഇലക്ട്രോണുകൾ നഷ്ടപ്പെടുത്തുന്നു (ആകെ 6), മൂന്ന് ക്ലോറിൻ ആറ്റങ്ങൾ ഓരോന്നും 2 വീതം നേടുന്നു (ഇതും 6).

• ഒരു ആറ്റത്തെ കാരിയായി പേരെടുത്ത് പറയൽ: ക്രോമിയമല്ല, Cr₂O₇²⁻ ആണ് ഓക്സീകാരി എന്ന് എഴുതുക.
• മാറ്റം ഒരു ആറ്റത്തിന് കണക്കാക്കുകയും സൂത്രവാക്യത്തിന് കണക്കാക്കാതിരിക്കുകയും ചെയ്യൽ: Cr₂O₇²⁻ → 2Cr³⁺ എടുക്കുന്നത് 6 ഇലക്ട്രോണുകളാണ്, 3 അല്ല.
• ഇലക്ട്രോണുകളെ തെറ്റായ വശത്ത് വയ്ക്കൽ: ഓക്സീകരണ പകുതിയിൽ അവ ഉൽപ്പന്നങ്ങളാണ്, നിരോക്സീകരണ പകുതിയിൽ അഭികാരകങ്ങളും. ചാർജ് പരിശോധന പരാജയപ്പെട്ടാൽ ആദ്യം ഇവിടെ നോക്കുക.
• H₂O-യ്ക്ക് പകരം O, O₂, അല്ലെങ്കിൽ O²⁻ ഉപയോഗിച്ച് ഓക്സിജൻ സമീകരിക്കൽ. സ്വതന്ത്ര ഓക്സൈഡ് അയോണുകൾ വെള്ളത്തിൽ നിലനിൽക്കുന്നില്ല.
• ക്ഷാരീയ ലായനിയിലെ ഉത്തരത്തിൽ H⁺ ശേഷിപ്പിക്കൽ, അല്ലെങ്കിൽ OH⁻ ചേർത്ത ശേഷം വെള്ളം ഒഴിവാക്കാൻ മറക്കൽ.
• ഓക്സിജൻ എപ്പോഴും −2 ആണെന്ന് കരുതൽ: പെറോക്സൈഡുകൾ, സൂപ്പറോക്സൈഡുകൾ, O–F ബന്ധനങ്ങൾ എന്നിവ പരിശോധിക്കുക.
• സൂചനാരീതികൾ കൂട്ടിക്കലർത്തൽ: ഓക്സീകരണ സംഖ്യ ചിഹ്നം ആദ്യം എഴുതുന്നു (+3); അയോൺ ചാർജ് സംഖ്യ ആദ്യം എഴുതുന്നു (3+).