ඔක්සිකරණ අංකයක් වාර්තා කරන්නේ කුමක්ද
ඔක්සිකරණ අංකය යනු විවිධ පරමාණු අතර සෑම බන්ධනයක්ම සම්පූර්ණයෙන් අයනික නම්, බෙදාගත් ඉලෙක්ට්‍රෝන වඩා විද්‍යුත් සෘණ පරමාණුවට ආරෝපණය කෙරෙන විට, පරමාණුවක් දරන ආරෝපණයයි; සර්වසම පරමාණු අතර බෙදාගත් ඉලෙක්ට්‍රෝන සමානව බෙදේ. එය විධිමත් ගණනකි, මනින ලද ආරෝපණයක් නොවේ. ජලයේ, සැබෑ ආංශික ආරෝපණ වඩා බොහෝ කුඩා වුවද, ඔක්සිජන් වලට −2 ද සෑම හයිඩ්‍රජන් එකකටම +1 ද නියම කෙරේ.
ඔක්සිකරණය යනු ඉලෙක්ට්‍රෝන අහිමි වීමට අනුරූප වන ඔක්සිකරණ අංකයේ වැඩිවීමකි. ඔක්සිහරණය යනු ඔක්සිකරණ අංකයේ අඩුවීමකි, ඉලෙක්ට්‍රෝන ලැබීමකි. එක් විශේෂයක් අහිමි කරන ඉලෙක්ට්‍රෝන තවත් විශේෂයක් ලබාගත යුතු බැවින් මේ දෙක සැමවිටම එකට සිදුවේ. ඕනෑම ඔක්සිහරණ සමීකරණයක, ඔක්සිකරණ අංකයේ මුළු වැඩිවීම මුළු අඩුවීමට සමාන වන අතර, සෑම තුලනය කිරීමේ ක්‍රමයක්ම රඳා පවතින්නේ එම සමානතාව මතය.
ප්‍රමුඛතා අනුපිළිවෙලින් ඔක්සිකරණ අංක නියම කිරීම
රීති ලැයිස්තුවේ ඉහළින් පහළට යොදන්න. රීති දෙකක් ගැටෙන විට ඉහළ එක ජය ගනී, සහ සූත්‍රයක අවසාන නොදන්නා පරමාණුව අන්තරයෙන් සොයා ගනී.
ඩයිහයිඩ්‍රජන් පොස්ෆේට් අයනය H₂PO₄⁻ සඳහා: 2(+1) + P + 4(−2) = −1, එබැවින් P = +5. ටෙට්‍රාතයෝනේට් අයනය S₄O₆²⁻ සඳහා: 4S + 6(−2) = −2, එබැවින් සල්ෆර් පරමාණු හතරේ එකතුව +10 වන අතර සාමාන්‍යය +2.5 වේ. භාගික ප්‍රතිඵලයක් යනු එකම මූලද්‍රව්‍යයේ පරමාණු වෙනස් පරිසරවල පිහිටන බවත් වාර්තා කළ අංකය සාමාන්‍යයක් බවත්ය. මැග්නටයිට්, Fe₃O₄, සාමාන්‍යය +8/3 වේ, මන්ද එහි සෑම Fe³⁺ දෙකකටම Fe²⁺ එකක් අඩංගුය.
- පිරිසිදු මූලද්‍රව්‍යයක පරමාණුවක් 0 වේ (Fe, O₂, S₈).
- ඒක පරමාණුක අයනයක් එහි ආරෝපණයට සමාන වේ (Mg²⁺ යනු +2, Br⁻ යනු −1).
- සූත්‍රයක ඇති ඔක්සිකරණ අංක එහි සමස්ත ආරෝපණයට එකතු වේ.
- ෆ්ලෝරීන් එහි සියලුම සංයෝගවල −1 වේ.
- සංයෝග වල 1 කාණ්ඩයේ ලෝහ +1 ද 2 කාණ්ඩයේ ලෝහ +2 ද වේ.
- හයිඩ්‍රජන් අලෝහ සමඟ +1 වන අතර NaH වැනි ලෝහ හයිඩ්‍රයිඩ වල −1 වේ.
- ඔක්සිජන් සාමාන්‍යයෙන් −2 වේ, නමුත් පෙරොක්සයිඩ (H₂O₂) වල −1, සුපර්ඔක්සයිඩ (KO₂) වල −½, සහ OF₂ හි +2 වේ.
- ක්ලෝරීන්, බ්‍රෝමීන් සහ අයඩීන් සාමාන්‍යයෙන් −1 වේ, ඔක්සිජන් හෝ සැහැල්ලු හැලජනයක් සමඟ බන්ධනය වූ විට හැර.
ඔක්සිකාරකය සහ ඔක්සිහාරකය නම් කිරීම
ඔක්සිකාරකය ඉලෙක්ට්‍රෝන පිළිගන්නා අතර වෙනත් දෙයක් ඔක්සිකරණය වීමට හේතු වේ, එබැවින් එය ම ඔක්සිහරණය වේ. ඔක්සිහාරකය ඉලෙක්ට්‍රෝන පරිත්‍යාග කරන අතර එය ම ඔක්සිකරණය වේ. තනි පරමාණුවක් නොව සම්පූර්ණ විශේෂයම නම් කරන්න.
2Fe²⁺(aq) + H₂O₂(aq) + 2H⁺(aq) → 2Fe³⁺(aq) + 2H₂O(l) සලකන්න. යකඩ +2 සිට +3 දක්වා ඉහළ යන බැවින් Fe²⁺ ඔක්සිකරණය වන අතර ඔක්සිහාරකය වේ. ඔක්සිජන් පෙරොක්සයිඩ් වල −1 සිට ජලයේ −2 දක්වා පහළ යන බැවින් H₂O₂ ඔක්සිහරණය වන අතර ඔක්සිකාරකය වේ. හයිඩ්‍රජන් සෑම තැනකම +1 ලෙස පවතී. යකඩ අයන දෙක එකිනෙක ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් අහිමි කරන අතර පෙරොක්සයිඩ් ඔක්සිජන් පරමාණු දෙක එකිනෙක එකක් ලබා ගනී, එබැවින් ඉලෙක්ට්‍රෝන දෙකක් අහිමි වී දෙකක් ලැබේ.
එක් විශේෂයකට භූමිකා දෙකම රඟපෑ හැක. Cl₂ + 2OH⁻ → Cl⁻ + ClO⁻ + H₂O හි, එක් ක්ලෝරීන් පරමාණුවක් 0 සිට −1 දක්වාත් අනෙක 0 සිට +1 දක්වාත් යයි. මෙය විෂමානුපාතනයයි, සහ Cl₂ ඔක්සිකාරකය සහ ඔක්සිහාරකය දෙකම වේ.
අම්ල ද්‍රාවණයේ අර්ධ-ප්‍රතික්‍රියා තුලනය
ඔක්සිකරණය ඔක්සිහරණයෙන් වෙන් කිරීමෙන් සෑම ඉලෙක්ට්‍රෝන මාරුවක්ම තනිවම තුලනය කර, ඉලෙක්ට්‍රෝන කැපී යන පරිදි අර්ධ දෙක ඒකාබද්ධ කිරීමට ඉඩ සලසයි. ජලය ඔක්සිජන් පරමාණු සපයන අතර H⁺ හයිඩ්‍රජන් පරමාණු සපයයි, මන්ද අම්ල ජලයේ සැබවින්ම ඇත්තේ ඒ විශේෂයි.
විසඳූ උදාහරණය 1. අම්ලයේදී, ඩයික්‍රෝමේට් නයිට්‍රයිට් ඔක්සිකරණය කරයි: Cr₂O₇²⁻ + NO₂⁻ → Cr³⁺ + NO₃⁻. ක්‍රෝමියම් +6 සිට +3 දක්වාත් නයිට්‍රජන් +3 සිට +5 දක්වාත් යයි. ඔක්සිකරණ අර්ධය: NO₂⁻ + H₂O → NO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻, දෙපැත්තේම ආරෝපණය −1. ඔක්සිහරණ අර්ධය: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O, දෙපැත්තේම ආරෝපණය +6. ඉලෙක්ට්‍රෝන හය ක්‍රෝමියම් පරමාණු දෙකක් එක බැගින් ඒකක තුනකින් වෙනස් වීමට ගැළපේ.
ඔක්සිකරණ අර්ධය 3 න් ගුණ කර අර්ධ දෙකටම 6e⁻ ඇතුළත් කර, ඉන්පසු එකතු කරන්න: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 3NO₂⁻ + 3H₂O → 2Cr³⁺ + 7H₂O + 3NO₃⁻ + 6H⁺. සෑම පැත්තකින්ම 6H⁺ සහ 3H₂O කපා හරින්න: Cr₂O₇²⁻ + 8H⁺ + 3NO₂⁻ → 2Cr³⁺ + 3NO₃⁻ + 4H₂O. පරීක්ෂාව: Cr 2 සහ 2; N 3 සහ 3; O 7 + 6 = 13 සහ 9 + 4 = 13; H 8 සහ 8; ආරෝපණය −2 + 8 − 3 = +3 සහ +6 − 3 = +3.
- ඉතිරි සමීකරණ රාමුව ඔක්සිකරණ අර්ධයක් සහ ඔක්සිහරණ අර්ධයක් ලෙස බෙදන්න.
- O සහ H හැර සෑම මූලද්‍රව්‍යයක්ම තුලනය කරන්න.
- H₂O එකතු කිරීමෙන් O තුලනය කර, ඉන්පසු H⁺ එකතු කිරීමෙන් H තුලනය කරන්න.
- වඩා ධන පැත්තට ඉලෙක්ට්‍රෝන එකතු කිරීමෙන් ආරෝපණය තුලනය කරන්න.
- ඉලෙක්ට්‍රෝන ගැළපෙන පරිදි අර්ධ පරිමාණගත කර, ඒවා එකතු කර, දෙපැත්තේම ඇති ඕනෑම දෙයක් කපා හරින්න.
- පරමාණු සහ ආරෝපණය පරීක්ෂා කර, ඉලෙක්ට්‍රෝන කිසිවක් ඉතිරි නොවන බව තහවුරු කරන්න.
ක්‍රමය භාස්මික ද්‍රාවණය සඳහා පරිවර්තනය කිරීම
භාස්මික ද්‍රාවණයේ OH⁻ බහුල වන අතර අවසාන සමීකරණයේ H⁺ අඩංගු නොවිය යුතුය. ද්‍රාවණය අම්ලීය යැයි සලකා තුලනය කර, ඉන්පසු සෑම H⁺ එකක්ම ජලය බවට හැරවීමට ප්‍රමාණවත් OH⁻ දෙපැත්තටම එකතු කරන්න. දෙපැත්තටම එකම විශේෂය එකතු කිරීමෙන් සමීකරණය තුලිතව පවතී.
විසඳූ උදාහරණය 2. භස්මයේදී හයිපොක්ලෝරයිට් ක්‍රෝමියම්(III) හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් ක්‍රෝමේට් බවට ඔක්සිකරණය කරයි: Cr(OH)₃ + ClO⁻ → CrO₄²⁻ + Cl⁻. ක්‍රෝමියම් +3 සිට +6 දක්වාත් ක්ලෝරීන් +1 සිට −1 දක්වාත් යයි. ඔක්සිකරණ අර්ධය: Cr(OH)₃ + H₂O → CrO₄²⁻ + 5H⁺ + 3e⁻. ඔක්සිහරණ අර්ධය: ClO⁻ + 2H⁺ + 2e⁻ → Cl⁻ + H₂O. 3 සහ 2 හි කුඩාම පොදු ගුණාකාරය 6 වන බැවින්, පළමු අර්ධය දෙගුණ කර දෙවැන්න තෙගුණ කරන්න.
එකතු කර කපා හැරීමෙන් 2Cr(OH)₃ + 3ClO⁻ → 2CrO₄²⁻ + 3Cl⁻ + 4H⁺ + H₂O ලැබේ. දෙපැත්තටම 4OH⁻ එකතු කරන්න; දකුණුපස 4H⁺ + 4OH⁻ යන්න 4H₂O බවට පත්වේ. අවසාන: 2Cr(OH)₃(s) + 3ClO⁻(aq) + 4OH⁻(aq) → 2CrO₄²⁻(aq) + 3Cl⁻(aq) + 5H₂O(l). පරීක්ෂාව: Cr 2 සහ 2; Cl 3 සහ 3; O 6 + 3 + 4 = 13 සහ 8 + 5 = 13; H 6 + 4 = 10 සහ 10; ආරෝපණය දෙපැත්තේම −7.
ඔක්සිහරණ ගිණුම්කරණයේ පොදු වැරදි
බොහෝ ඔක්සිහරණ වැරදි ගිණුම්කරණ වැරදි වන අතර, සෑම එකකටම නිශ්චිත පරීක්ෂාවක් ඇත.
අවසාන පරීක්ෂාවක් ලෙස, අහිමි වූ ඉලෙක්ට්‍රෝන ලැබුණු ඉලෙක්ට්‍රෝනවලට සමාන බව ඔක්සිකරණ අංක වලින් පමණක් තහවුරු කරන්න. විසඳූ උදාහරණය 2 හි, ක්‍රෝමියම් පරමාණු දෙක එකිනෙක ඉලෙක්ට්‍රෝන 3ක් අහිමි කරන අතර (මුළු 6), ක්ලෝරීන් පරමාණු තුන එකිනෙක 2ක් ලබා ගනී (එයද 6).
- පරමාණුවක් කාරකය ලෙස නම් කිරීම: ක්‍රෝමියම් නොව Cr₂O₇²⁻ ඔක්සිකාරකය බව ලියන්න.
- වෙනස ප්‍රකාශ ඒකකයකට නොව පරමාණුවකට ගණන් කිරීම: Cr₂O₇²⁻ → 2Cr³⁺ සඳහා ඉලෙක්ට්‍රෝන 6ක් අවශ්‍යයි, 3ක් නොවේ.
- ඉලෙක්ට්‍රෝන වැරදි පැත්තේ තැබීම: ඒවා ඔක්සිකරණ අර්ධයේ ඵල වන අතර ඔක්සිහරණ අර්ධයේ ප්‍රතික්‍රියක වේ. ආරෝපණ පරීක්ෂාව අසාර්ථක වුවහොත්, මුලින්ම මෙහි බලන්න.
- H₂O වෙනුවට O, O₂ හෝ O²⁻ සමඟ ඔක්සිජන් තුලනය කිරීම. නිදහස් ඔක්සයිඩ් අයන ජලයේ නොපවතී.
- භාස්මික-ද්‍රාවණ පිළිතුරක H⁺ තැබීම, හෝ OH⁻ එකතු කිරීමෙන් පසු ජලය කපා හැරීම අමතක කිරීම.
- ඔක්සිජන් සැමවිටම −2 යැයි උපකල්පනය කිරීම: පෙරොක්සයිඩ, සුපර්ඔක්සයිඩ සහ O–F බන්ධන පරීක්ෂා කරන්න.
- අංකනය මිශ්‍ර කිරීම: ඔක්සිකරණ අංකයක් ලියන්නේ ලකුණ මුලින් (+3); අයන ආරෝපණයක් ලියන්නේ සංඛ්‍යාව මුලින් (3+).
සීමාවන් සහ සුදුසු භාවිතය
- ඔක්සිකරණ අංක යනු විධිමත් සම්මුතියක් මිස සැබෑ පරමාණුක ආරෝපණ නොවේ. සමහර කාබනික අණු සහ ලෝහ සංකීර්ණ වල, සාධාරණ නියම කිරීම් එකකට වඩා පවතී.
- ඵල දන්නා විට අර්ධ-ප්‍රතික්‍රියා ක්‍රමය සමීකරණයක් තුලනය කරයි; කුමන ඵල සෑදේදැයි එය පුරෝකථනය නොකරයි.
- තුලිත ඔක්සිහරණ සමීකරණයකින් ප්‍රතික්‍රියාව තාපගති විද්‍යාත්මකව හිතකරද හෝ වේගවත්ද යන්න ගැන කිසිවක් නොකියයි. සම්මත ඔක්සිහරණ විභව සහ ශාස්ත්‍රීය වශයෙන් වාලක විද්‍යාව වෙනම මාතෘකා වේ.