Blackcurse

Eng muhim qaytaruvchilarga–metallar, H₂, ko`mir, CO, H₂S, SO₂, H₂SO₃, HI, HBr, HCl, SnCl₂, FeSO₄, MnSO₄, Cr₂(SO₄)₃, HNO₂, NH₃, N₂H₄, NO, H₃PO₃, aldegidlar, spirtlar, chumoli va oksalat kislotalar, glyukoza, elektrolizda katod kiradi.

Eng muhim oksidlovchilarga galogenlar, KmnO₄, K₂MnO₄, MnO₂, K₂Cr₂O₇, K₂CrO₄, HNO₃, O₂, O₃, H₂O₂, kons. H₂SO₄, H₂SeO₄, CuO, Ag₂O, PbO₂, Ag⁺, Au⁺³, FeCl₃, zar suvi, kons. HNO₃ va HF larning aralashmasi, elektrolizda anod kiradi.

2. Oksidlanish–qaytarilish reaksiyalarining tenglamalarini tuzish.

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining tenglamalarini tuzishning ikki xil usuli - elektronlar balansi usuli bilan yarim reaksiyalar usuli qo`llaniladi.

Elektronlar balansi usuli: Bu usulda boshlang`ich va oxirgi moddalardagi atomlarning oksidlanish darajalari taqqoslanadi, bunda qaytaruvchi bergan elektronlar soni oksidlovchi biriktirib olgan elektronlar soniga teng bo`lishi kerak. Tenglama tuzish uchun reaksiyaga kirishayotgan moddalarning va reaksiya mahsulotlarining formularini bilish kerak. Reaksiya mahsulotlari tajriba yo`li bilan yoki elementlarning ma`lum xossalari asosida aniqlanadi. Masalan, 1-misol.

Cu⁰ + Pd⁺²(NO₃)₂  Cu⁺²(NO₃)₂ + Pd⁰

Cu⁰ – 2e^-  Cu⁺²  2  1

Pd⁺² + 2e^-  Pd⁰ 2 1

Cu + Pd(NO₃)₂ = Cu(NO₃)₂ + Pd

2-misol. HCl^- + Mn⁺⁴O₂  Cl₂⁰ + Mn⁺²Cl₂ + H₂O

2Cl^-1 – 2e^- = Cl₂ 2 1

Mn⁺⁴ + 2e^- = Mn⁺² 2 1

4HCl + MnO₂ = Cl₂ + MnCl₂ + 2H₂O

3-misol. H₂S^-2 + KMn⁺⁷O₄ + H₂SO₄  S⁰ + Mn⁺²SO₄ + K₂SO₄ + H₂O

S^-2 – 2e^- = S⁰ 2 5

Mn⁺⁷ + 5e^- = Mn⁺² 5 2

5H₂S + 2KmnO₄ + 3H₂SO₄ = 5S + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O

Yarim reaksiyalar usuli, ya`ni ion-elektronli usul: Nomidan ko`rinib turibdiki, bu usul oksidlanish jarayoni va qaytarilish jarayoni uchun ionli tenglamalarni tuzish va ularni umumiy tenglama tarzida birlashtirishga asoslangan. Misol uchun, ozroq kislota qo`shilgan KMnO<sub>4</sub> eritmasi orqali H<sub>2</sub>S o`tkazilganda pushti rang yo`qoladi va eritma loyqalanadi.

H₂S  S + 2H⁺ H₂S – 2e^- = S + 2H⁺ oksidlanish jarayoni

MnO₄^-  Mn⁺² MnO₄^- + 8H⁺ = Mn⁺² + 4H₂O

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e^- = Mn⁺² + 4H₂O qaytarilish jarayoni

Reaksiyaning umumiy tenglamasini tuzish uchun oldin berilgan va biriktirib olingan elektronlar sonini tenglashtirib, so`ngra yarim reaksiyalarning tenglamalarini hadma-had qo`shish kerak.

H₂S - 2e^- = S + 2H⁺ │2 │5

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e^- = Mn⁺² + 4H₂O │5 │2

5H₂S + 2MnO₄^- + 16H⁺ = 5S + 10H⁺ + Mn⁺² + 8H₂O

Tenglamaning ikkala qismini 10H⁺ ga qisqartirsak yakuniy tenglama olinadi: 5H₂S + 2MnO₄^- + 6H⁺ = 5S + 2Mn⁺² + 8H₂O

5H₂S + 2MnO₄^- + 6H⁺ = 5S + 2Mn⁺² + 8H₂O

2K⁺ + 3SO₄^-2 = 2K⁺ + 3SO₄^-2

5H₂S + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 5S + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O

3. Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining klassifikatsiyasi.

Odatda oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining uch turi: molekulalararo, ichki molekulyar va disproporsiyalanish reaksiyalari bo`ladi.

Molekulalararo reaksiyalarga oksidlovchi va qaytaruvchi turli moddalarda bo`ladigan reaksiyalar kiradi. Bitta elementning atomlari turli xil oksidlanish darajalarida bo`ladigan har xil moddalar orasidagi reaksiyalarni ham ana shu turga kiritish kerak:

2H₂S^-2 + H₂S⁺⁴O₃ = 3S⁰ + 3H₂O 5HCl^-1 + HCl⁺⁵O₃ = 5Cl₂⁰ + 3H₂O

Ichki molekulyar reaksiyalarga oksidlovchi bilan qaytaruvchi bitta moddaning o`zida bo`ladigan reaksiyalar kiradi. Bu holda oksidlanish darajasi musbatroq bo`lgan atom oksidlanish darajasi kichikroq atomni oksidlaydi. Termik parchalanish reaksiyalari ana shu tur reaksiyalarga kiradi, masalan,

2NaN⁺⁵O₃^-2 = 2NaN⁺³O₂ + O₂⁰ 2KCl⁺⁵O₃^-2 = 2KCl^-1 + 3O₂⁰

Tarkibidagi bitta elementning atomlari turli xil oksidlanish darajalariga ega bo`ladigan moddalarning parchalanishini ham ana shunday reksiyalar qatoriga kiritiladi, masalan,

N^-3H₄N⁺³O₂ = N₂⁰ + 2H₂O N^-3H₄N⁺⁵O₃ = N₂⁺¹O + 2H₂O

Disproporsiyalanish reaksiyasining borishida bitta element atomlarining oksidlanish darajalari bir vaqtning o`zida ortadi ham kamayadi. Bunda boshlang`ich modda hosil qilgan birikmalarning birida atomlarning oksidlanish darajalari yuqori, ikkinchisida esa pastroq bo`ladi. Bunday reaksiyalar molekulasida oraliq oksidlanish darajasiga ega bo`lgan atomlar bor moddalardagina bo`ladi. Masalan, molekulasidagi Mn oraliq oksidlanish darajasi +6 ga ega bo`lgan (+7 bilan +4 orasida) K₂MnO₄ ning o`zgarishini ko`rsatish mumkin. Bu tuzning eritmasi chiroyli to`q yashil tusli (MnO<sub>4</sub><sup>-2</sup> rangi) bo`ladi, lekin eritmaning rangi qo`ng`irga o`zgaradi. Bu MnO<sub>2</sub> cho`kmasi tushishi va MnO₄^-1 ioni hosil bo`lishi tufaylidir. Quyidagicha reaksiya sodir bo`ladi:

3K₂Mn⁺⁶O₄ +2H₂O = 2KMn⁺⁷O₄ + Mn⁺⁴O₂ + 4KOH

Mn⁺⁶ – e^- = Mn⁺⁷ │1│2

Mn⁺⁶ + 2e^- = Mn⁺⁴ │2 | 1

3K₂MnO₄ +2H₂O = 2KMnO₄ + MnO₂ + 4KOH
Quyidagi reaksiyalar ham disproporsiyalanish reaksiyalari qatoriga kiradi:

3HN⁺³O₂ = HN⁺⁵O₃ + 2N⁺²O + H₂O

Cl₂⁰ + H₂O HCl⁺¹O + HCl^-1

4. Elektroliz jarayoni va uning qo`llanilishi.

Elektrolitlarning eritmalari va suyuqlanmalarida har xil ishorali ionlar bo`ladi, ular suyuqlikning barcha zarrachalari kabi tartibsiz harakatda bo`ladi. Agar NaCl ning suyuqlanmasiga (NaCl 801 ⁰C da suyuqlanadi) inert (ko`mir) elektrodlar botirilsa va o`zgarmas elektr toki o`tkazilsa, u holda ionlar elektrodlarga: Na⁺ kationlari-katodga, Cl^- anionlari-anodga tomon harakatlanadi. Na⁺ ionlari katoddan elektronlar oladi va qaytariladi: Na⁺ + e^- = Na

Cl^- ionlari esa elektronlarini anodga berib oksidlanadi: 2Cl^-1 - 2e^- = Cl₂

Agar endi bu ikki elektrod reaksiyalarni hadlab qo`shsak, u holda NaCl elektrolizining umumiy tenglamasini olamiz:

Na⁺ + e^- = Na | 2

2Cl^-1 - 2e^- = Cl₂ | 1

2Na⁺ + 2Cl^-1  2Na + Cl₂ yoki 2NaCl  2Na + Cl₂

Bu reaksiya oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi hisoblanadi: anodda oksidlanish jarayoni, katodda qaytarilish jarayoni sodir bo`ladi.

Elektrolitning suyuqlanmasi yoki eritmasi orqali elektr toki o`tganda elektrodlarda sodir bo`ladigan oksidlanish-qaytarilish jarayoni elektroliz deyiladi. Elektrolizni o`tkazish uchun elektrodlar elektrolitning suyuqlanmasi yoki eritmasiga botiriladi va ular o`zgarmas tok manbaiga ulanadi. Elektroliz o`tkaziladigan asbob elektrolizyor yoki elektrolitik vanna deyiladi.

Elektroliz ancha keng ko`lamda qo`llaniladi. Metall buyumlarni korroziyalanishdan himoya qilish uchun ularning sirtiga boshqa metallarning–Cr, Ag, Au, Cu, Ni larning yupqa qatlami qoplanadi. Elektrolizdan ko`pchilik metallarni-ishqoriy metallar, ishqoriy-er metallari, alyuminiy, lantanoidlar va boshqalar olish uchun, shuningdek, ba`zi metallarni aralashmalardan tozalash uchun foydalaniladi.

5. Elektrolitlar suvdagi eritmalarining elektrolizi.

Suyuqlantirilgan elektrolitlarning elektrolizi bilan elektrolitlar eritmalarining elektrolizini bir-biridan farqlash lozim. Elektrolitlar eritmalarining elektrolizi jarayonlarida suv molekulalari ham ishtirok etishi mumkin.

Misol uchun NaCl ning suvdagi konsentrlangan eritmasining elektrolizini ko`rib chiqamiz. Bu holda eritmada gidratlangan Na<sup>+</sup> va Cl<sup>-</sup> ionlari, shuningdek, suv molekulalari bo`ladi. Eritma orqali elektr toki o`tganida Na<sup>+</sup> kationlari katodga, Cl<sup>-</sup> anionlari anodga tomon harakatlanadi. Lekin elektrodlarda sodir bo`ladigan reaksiyalar tuz suyuqlanmasida boradigan reaksiyadan tubdan farq qiladi. Masalan, katodda Na⁺ ionlarining o`rniga suv molekulalari qaytariladi:

2H₂O + 2e^- = H₂ + 2OH^-1

Anodda esa Cl^- ionlar oksidlanadi:

2Cl^-1 - 2e^- = Cl₂

2H₂O + 2e^- = H₂ + 2OH^-

2Cl^-1 - 2e^- = Cl₂

2H₂O + 2Cl^-1  H₂ + Cl₂ + 2OH^- yoki 2H₂O + 2NaCl  H₂ + Cl₂ + 2NaOH

Suvdagi eritmalarda katodda qaytarilish jarayoni qanday sodir bo`ladi? Bu savolga standart elektrod potensiallar qatori yordamida javob topish mumkin. Bu erda uch xil hol bo`lishi mumkin:

1. 
   Standart elektrod potensiali vodorodnikidan katta bo`lgan metallarning (Cu<sup>+2</sup> dan Au<sup>+3</sup> gacha) kationlari elektrolizda katodda deyarli to`liq qaytariladi;
   
2. 
   Standart elektrod potensiali vodorodnikidan kichik bo`lgan metallarning (Li<sup>+1</sup> dan Al<sup>+3</sup> gacha) kationlari katodda qaytarilmaydi, ularning o`rniga suv molekulalari qaytariladi;
   
3. 
   Standart elektrod potensiali vodorodnikidan kichik, lekin alyuminiynikidan katta bo`lgan metallarning (Al⁺³ dan H⁺¹ gacha) kationlari elektroliz vaqtida katodda suv molekulalari bilan birga qaytariladi.
   

Anodda sodir bo`ladigan reaksiyalarning xususiyati suv molekulalarining bor-yo`qligiga va anod qanday moddadan yasalganligiga bog`liq. Odatda anodlar erimaydigan va eriydigan anodlarga bo`linadi. Erimaydiganlari ko`mir, grafit, platina va iridiydan, eriydiganlari mis, kumush, rux, nikel va boshqa metallardan yasaladi.

Erimaydigan anodda elektroliz jarayonida anionlar yoki suv molekulalari oksidlanadi. Bunda kislorodsiz kislotalarning anionlari (S^-2, J^-1, Br^-1, Cl^-1)oson oksidlanadi, agar eritma tarkibida kislorodli kislotalarning anionlari (SO₄^-2, NO₃^-1, CO₃^-2, PO₄^-3) bor bo`lsa, u holda anodda bu ionlar emas, balki suv molekulalari oksidlanib, kislorod ajralib chiqadi.

Eriydigan anod elektrolizda oksidlanishga uchraydi, ya`ni tashqi zanjirga elektronlar beradi. Elektronlar berilganda elektrod bilan eritma orasidagi muvozanat siljiydi:

Me Me⁺ⁿ + ne^-

anod eritmaga tashqi zan-

metalli o`tadi jirga ketadi

va anod eriydi.

Takrorlash uchun savollar.

1. Qanday reaksiyalar oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari deyiladi?

2. Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining tenglamalarini qanday usullar bilan tuzish mumkin.

3. Oksidlanish–qaytarilish reaksiyalari qanday turlarga bo`linadi?

4. Elektroliz jarayoni deganda qanday jarayon tushuniladi.

5. Elektrolitlar suvdagi eritmalarining elektrolizi qanday usullar bilan amalga oshiriladi?

6. Anodlar qanday turlarga bo`linadi?

Mavzuga oid tayanch iboralar.

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari, oksidlanish, qaytarilish, oksidlovchilar, qaytaruvchilar, elektron-balans usuli, yarim reaksilar usuli, ion-elektronli usul, molekulalararo oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari, ichki molekulyar oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari, disproporsiyalanish reaksiyalari, elektroliz, elektrolizyor, elektrolitik vanna, standart elektrod potensiallar qatori, elektrolitlar elektrolizi, eriydigan anod, erimaydigan anod.

Mavzuga oid adabiyotlar.

1. G. P. Xomchenko. Kimyo. Oliy o`quv yurtlariga kiruvchilar uchun. Toshkent, «O`qituvchi», 2001.

2. K. R. Rasulov va boshqalar. «Umumiy va anorganik kimyo». Toshkent, «O`qituvchi», 1996.

3. G. Ye. Rudzitis, F. G. Feldman. Kimyo. 8-9-sinf darsliklari. Toshkent, «O`qituvchi», 1992.

4. A. G. Muftahov, H. T. Omonov, R. O. Mirzayev. Umumiy kimyo. Toshkent, «O`qituvchi», 2002.

5. M. M. Abdulxayeva, O`. M. Mardonov. Kimyo. Toshkent, «O`qituvchi», 2002.

6. S. Masharipov, I. Tirkashev. Kimyo. Toshkent, «O`qituvchi», 2002.