تکسیدی اعداد، ریڈاکس عوامل اور نصف تعامل سے توازن

تکسیدی عدد کیا درج کرتا ہے

تکسیدی عدد وہ چارج ہے جو ایٹم اس صورت میں رکھتا اگر مختلف ایٹموں کے درمیان ہر بندھن مکمل طور پر آئنی ہوتا، اور مشترک الیکٹران زیادہ برق منفی ایٹم کو دیے جاتے؛ ایک جیسے ایٹموں کے درمیان مشترک الیکٹران برابر تقسیم کیے جاتے ہیں۔ یہ ایک رسمی شمار ہے، ناپا گیا چارج نہیں۔ پانی میں آکسیجن کو −2 اور ہر ہائیڈروجن کو +1 دیا جاتا ہے، حالانکہ حقیقی جزوی چارج اس سے بہت چھوٹے ہوتے ہیں۔

تکسید تکسیدی عدد میں اضافہ ہے، جو الیکٹران کھونے کے مطابق ہے۔ تخفیف تکسیدی عدد میں کمی ہے، یعنی الیکٹران حاصل کرنا۔ دونوں ہمیشہ ساتھ ہوتے ہیں، کیونکہ ایک نوع کے کھوئے ہوئے الیکٹران کسی دوسری کو ملنے چاہییں۔ ہر ریڈاکس مساوات میں تکسیدی عدد کا کل اضافہ کل کمی کے برابر ہوتا ہے، اور توازن کا ہر طریقہ اسی برابری پر قائم ہے۔

ترجیحی ترتیب میں تکسیدی اعداد مقرر کرنا

قواعد کو فہرست کے اوپر سے نیچے کی طرف لاگو کریں۔ جب دو قواعد میں ٹکراؤ ہو تو اوپر والا غالب آتا ہے، اور فارمولے کا آخری نامعلوم ایٹم فرق سے معلوم کیا جاتا ہے۔

ڈائی ہائیڈروجن فاسفیٹ آئن، H₂PO₄⁻، کے لیے: 2(+1) + P + 4(−2) = −1، اس لیے P = +5۔ ٹیٹراتھایونیٹ آئن، S₄O₆²⁻، کے لیے: 4S + 6(−2) = −2، اس لیے چاروں سلفر ایٹموں کا مجموعہ +10 ہے اور اوسط +2.5۔ کسری نتیجے کا مطلب ہے کہ ایک ہی عنصر کے ایٹم مختلف ماحول میں ہیں اور بتایا گیا عدد ایک اوسط ہے۔ میگنیٹائٹ، Fe₃O₄، کا اوسط +8/3 ہے کیونکہ اس میں ہر دو Fe³⁺ کے لیے ایک Fe²⁺ ہے۔

• خالص عنصر میں ایٹم کا عدد 0 ہوتا ہے (Fe، O₂، S₈)۔
• یک ایٹمی آئن کا عدد اس کے چارج کے برابر ہوتا ہے (Mg²⁺ کا +2، Br⁻ کا −1)۔
• فارمولے کے تکسیدی اعداد کا مجموعہ اس کے کل چارج کے برابر ہوتا ہے۔
• فلورین اپنے تمام مرکبات میں −1 ہوتی ہے۔
• مرکبات میں گروہ 1 کی دھاتیں +1 اور گروہ 2 کی دھاتیں +2 ہوتی ہیں۔
• ہائیڈروجن غیر دھاتوں کے ساتھ +1 اور NaH جیسے دھاتی ہائیڈرائیڈوں میں −1 ہوتی ہے۔
• آکسیجن عموماً −2 ہوتی ہے، لیکن پر آکسائیڈوں (H₂O₂) میں −1، سپر آکسائیڈوں (KO₂) میں −½، اور OF₂ میں +2 ہوتی ہے۔
• کلورین، برومین اور آیوڈین عموماً −1 ہوتی ہیں، سوائے اس کے کہ وہ آکسیجن یا ہلکے ہیلوجن سے بندھی ہوں۔

تکسیدی عامل اور تخفیفی عامل کا نام بتانا

تکسیدی عامل الیکٹران قبول کرتا ہے اور کسی دوسری شے کی تکسید کا سبب بنتا ہے، اس لیے وہ خود تخفیف پاتا ہے۔ تخفیفی عامل الیکٹران دیتا ہے اور خود تکسید پاتا ہے۔ ایک ایٹم کی بجائے پوری نوع کا نام لیں۔

2Fe²⁺(aq) + H₂O₂(aq) + 2H⁺(aq) → 2Fe³⁺(aq) + 2H₂O(l) پر غور کریں۔ آئرن +2 سے +3 پر جاتا ہے، اس لیے Fe²⁺ کی تکسید ہوتی ہے اور وہ تخفیفی عامل ہے۔ آکسیجن پر آکسائیڈ میں −1 سے پانی میں −2 پر آتی ہے، اس لیے H₂O₂ کی تخفیف ہوتی ہے اور وہ تکسیدی عامل ہے۔ ہائیڈروجن پورے وقت +1 رہتی ہے۔ دو آئرن آئن ہر ایک ایک الیکٹران کھوتے ہیں اور دو پر آکسائیڈ آکسیجن ایٹم ہر ایک ایک حاصل کرتے ہیں، اس لیے دو الیکٹران کھوئے جاتے ہیں اور دو حاصل ہوتے ہیں۔

ایک نوع دونوں کردار ادا کر سکتی ہے۔ Cl₂ + 2OH⁻ → Cl⁻ + ClO⁻ + H₂O میں ایک کلورین ایٹم 0 سے −1 اور دوسرا 0 سے +1 پر جاتا ہے۔ یہ ڈسپروپورشنیشن (ایک ہی نوع کی بیک وقت تکسید اور تخفیف) ہے، اور Cl₂ تکسیدی اور تخفیفی دونوں عامل ہے۔

تیزابی محلول میں نصف تعامل سے توازن

تکسید کو تخفیف سے الگ کرنے سے آپ ہر الیکٹرانی منتقلی کو علیحدہ متوازن کر سکتے ہیں، پھر دونوں حصوں کو یوں ملاتے ہیں کہ الیکٹران منسوخ ہو جائیں۔ پانی آکسیجن ایٹم فراہم کرتا ہے اور H⁺ ہائیڈروجن ایٹم، کیونکہ تیزابی پانی میں یہی انواع اصل میں موجود ہوتی ہیں۔

حل شدہ مثال 1۔ تیزاب میں ڈائی کرومیٹ نائٹرائٹ کی تکسید کرتا ہے: Cr₂O₇²⁻ + NO₂⁻ → Cr³⁺ + NO₃⁻۔ کرومیم +6 سے +3 پر اور نائٹروجن +3 سے +5 پر جاتی ہے۔ تکسیدی نصف: NO₂⁻ + H₂O → NO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻، ہر طرف چارج −1 کے ساتھ۔ تخفیفی نصف: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O، ہر طرف چارج +6 کے ساتھ۔ چھ الیکٹران دو کرومیم ایٹموں کی تین تین اکائیوں کی تبدیلی سے مطابقت رکھتے ہیں۔

تکسیدی نصف کو 3 سے ضرب دیں تاکہ دونوں حصوں میں 6e⁻ ہوں، پھر جمع کریں: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 3NO₂⁻ + 3H₂O → 2Cr³⁺ + 7H₂O + 3NO₃⁻ + 6H⁺۔ ہر طرف سے 6H⁺ اور 3H₂O کاٹ دیں: Cr₂O₇²⁻ + 8H⁺ + 3NO₂⁻ → 2Cr³⁺ + 3NO₃⁻ + 4H₂O۔ جانچ: Cr 2 اور 2؛ N 3 اور 3؛ O 7 + 6 = 13 اور 9 + 4 = 13؛ H 8 اور 8؛ چارج −2 + 8 − 3 = +3 اور +6 − 3 = +3۔

• ڈھانچہ مساوات کو تکسیدی نصف اور تخفیفی نصف میں تقسیم کریں۔
• O اور H کے سوا ہر عنصر کو متوازن کریں۔
• H₂O شامل کر کے O کو متوازن کریں، پھر H⁺ شامل کر کے H کو متوازن کریں۔
• زیادہ مثبت جانب الیکٹران شامل کر کے چارج کو متوازن کریں۔
• حصوں کو یوں ضرب دیں کہ الیکٹران برابر ہوں، انہیں جمع کریں، اور دونوں اطراف کی مشترک انواع کاٹ دیں۔
• ایٹموں اور چارج کی جانچ کریں، اور تصدیق کریں کہ کوئی الیکٹران باقی نہیں رہا۔

طریقے کو اساسی محلول کے لیے تبدیل کرنا

اساسی محلول میں OH⁻ وافر ہوتا ہے اور آخری مساوات میں H⁺ نہیں ہونا چاہیے۔ پہلے یوں توازن کریں جیسے محلول تیزابی ہو، پھر دونوں اطراف اتنا OH⁻ شامل کریں کہ ہر H⁺ پانی بن جائے۔ دونوں اطراف ایک ہی نوع شامل کرنے سے مساوات متوازن رہتی ہے۔

حل شدہ مثال 2۔ اساس میں ہائپوکلورائٹ کرومیم(III) ہائیڈروآکسائیڈ کی کرومیٹ میں تکسید کرتا ہے: Cr(OH)₃ + ClO⁻ → CrO₄²⁻ + Cl⁻۔ کرومیم +3 سے +6 پر اور کلورین +1 سے −1 پر جاتی ہے۔ تکسیدی نصف: Cr(OH)₃ + H₂O → CrO₄²⁻ + 5H⁺ + 3e⁻۔ تخفیفی نصف: ClO⁻ + 2H⁺ + 2e⁻ → Cl⁻ + H₂O۔ 3 اور 2 کا ذواضعاف اقل 6 ہے، اس لیے پہلے نصف کو دگنا اور دوسرے کو تین گنا کریں۔

جمع کرنے اور کاٹنے سے 2Cr(OH)₃ + 3ClO⁻ → 2CrO₄²⁻ + 3Cl⁻ + 4H⁺ + H₂O ملتا ہے۔ دونوں اطراف 4OH⁻ شامل کریں؛ دائیں جانب 4H⁺ + 4OH⁻ بن جاتا ہے 4H₂O۔ حتمی: 2Cr(OH)₃(s) + 3ClO⁻(aq) + 4OH⁻(aq) → 2CrO₄²⁻(aq) + 3Cl⁻(aq) + 5H₂O(l)۔ جانچ: Cr 2 اور 2؛ Cl 3 اور 3؛ O 6 + 3 + 4 = 13 اور 8 + 5 = 13؛ H 6 + 4 = 10 اور 10؛ چارج ہر طرف −7۔

ریڈاکس کے حساب کتاب کی عام غلطیاں

ریڈاکس کی زیادہ تر غلطیاں حساب کتاب کی غلطیاں ہوتی ہیں، اور ہر ایک کی ایک مخصوص جانچ ہے۔

آخری امتحان کے طور پر صرف تکسیدی اعداد سے تصدیق کریں کہ کھوئے گئے الیکٹران حاصل کیے گئے الیکٹرانوں کے برابر ہیں۔ حل شدہ مثال 2 میں دو کرومیم ایٹم ہر ایک 3 الیکٹران کھوتے ہیں (کل 6) اور تین کلورین ایٹم ہر ایک 2 حاصل کرتے ہیں (یہ بھی 6)۔

• ایٹم کو عامل قرار دینا: لکھیں کہ Cr₂O₇²⁻ تکسیدی عامل ہے، کرومیم نہیں۔
• تبدیلی کو فی ایٹم گننا مگر فی فارمولا نہیں: Cr₂O₇²⁻ → 2Cr³⁺ میں 6 الیکٹران لگتے ہیں، 3 نہیں۔
• الیکٹرانوں کو غلط جانب رکھنا: وہ تکسیدی نصف میں حاصلات اور تخفیفی نصف میں متعاملات ہوتے ہیں۔ اگر چارج کی جانچ ناکام ہو تو پہلے یہاں دیکھیں۔
• آکسیجن کو H₂O کی بجائے O، O₂ یا O²⁻ سے متوازن کرنا۔ آزاد آکسائیڈ آئن پانی میں موجود نہیں ہوتے۔
• اساسی محلول کے جواب میں H⁺ چھوڑ دینا، یا OH⁻ شامل کرنے کے بعد پانی کاٹنا بھول جانا۔
• یہ فرض کرنا کہ آکسیجن ہمیشہ −2 ہوتی ہے: پر آکسائیڈوں، سپر آکسائیڈوں اور O–F بندھنوں کی جانچ کریں۔
• علامات گڈمڈ کرنا: تکسیدی عدد علامت پہلے لکھا جاتا ہے (+3)؛ آئن کا چارج عدد پہلے (3+)۔