Koordinasion birikmalarning oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari

Koordinasion birikmalarning oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari
Markaziy ion ligandlarni Kulon qonuniga muvofiq elektrostatik kuch bilan tortadi; ligandlar esa bir-biriga elektrostatik qarshilik ko’rsatadi. Kossel va magnus fikricha n ta manfiy bir zaryadli ionlar bilan neytrallangan n ta zaryadli musbat zarracha yana boshqa manfiy zarrachalarni o’ziga tortish qobiliyatini yo’qotmaydi. Biroq bu vaqtda markaziy ion bilan ligandlar orasida o’zaro tortishuv va manfiy zarrachalar orasida o’zaro tortishish kuchlari hosil bo’ladi. Bu nazariyada har qaysi ion elastik shar deb qaraladi. Sharlarning markazlari orasidagi masofa qo’shni ionlar radiuslari yig’indisi (r₁+r₂) teng deb olinadi. Manfiy ionlar orasidagi o’zaro qarshilik kuchini markaziy ion bilan ligandlar orasidagi o’zaro tortishish kuchiga nisbati ayni sistemaning niqoblanish (ekranlanish) koeffitsienti (HK) deb ataladi. Biror koordinatsion sistema hosil bo’lganida ajralib chiqadigan energiyaning miqdori shu sistemaning niqoblanish koeffitsientiga bog’liq bo’ladi.
Ba’zi oraliq elementlarning birikmalari uchun Kossel va Magnus tenglamasi asosida hisoblab topilgan bog’lanish energiyalarining qiymati tajribada topilgan qiymatga mos kelmadi. Shu sababli Bete va Van-Flek elektrostatik nazariya o’rniga kristall maydon nazariyasini taklif qildilar.
Kompleks birikmalar gal’vanik qoplamalar hosil qilishda ham katta ahamiyatga egadir. Buning uchun ishqoriy metallarning sionitlari eritmalariga mis, rux, oltin va boshqa metallarning sionitli komplekslari K₂[Cu(CN)₃], Na₂[Zn(CN)₄], K[Au(CN)₄] qo’shiladi.
Sianli elektrolitlar zaharli bo’lgani uchun ularni boshqa tuzlarga almashtirish zarurati tug’ilgan. Masalan, K₂[Cu(CN)₃] o’rnida misning etanolaminli kompleks tuzi K₂[Cu(H₂NCH₂CH₂O)₄] qo’llanilmoqda.
Po’lat zanglashini kislotali muhitda susaytirish uchun urotropin bilan kaliy yodit aralashmasi qo’shiladi. Bunda [Fe{(CH₃)₂NH}₆]I₂ tarkibli, kislotada erimaydigan kompleks birikmasi hosil bo’ladi.
Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari 4 turga bo’linadi: 1) molekulalararo (yoki ionlararo) reaksiyalar, 2) bir molekulaning (yoki bir ionning) o’zida sodir bo’ladigan ichki oksidlanish-qaytarilish jarayonlari, 3) Oksidlovchi va qaytaruvchi vazifasini ayni bir xil zarrachalarning o’zi bajaradigan disproporsiyalanish reaksiyal;ari, 4) ayni elementning turli oksidlanish darajasiga o’tishi – sinproporsiya reaksiyalari.
Molekulalararo oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida oksidlovchi element bir modda tarkibida, qaytaruvchi element ikkinchi moddada bo’ladi. Reaksiya jarayonida turli molekulalardagi elementlarning oksidlanish darajasi bir vaqtda o’zgaradi. Masalan; FeO + CO → Fe + CO₂ reaksiyada temirning oksidlanish darajasi pasayadi, uglerodniki esa, yuqorilashadi. Shuni takidlash kerakki, bunday reaksiyalarda valentlik tushunchasi emas, faqat oksidlanish darajasi to’g’risidagina so’z borishi mumkin. Molekulalarning o’zida sodir bo’ladigan ichki oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida ayni molekula tarkibidagi boshqa-boshqa elementlarning oksidlanish darajasi o’zgaradi. Masalan;
2KClO₃ → 2KCl + 3O₂
Bu erda: Cl⁺⁵ oksidlovchi, O^-2 esa qaytaruvchidir.
Disproporsiyalanish reaksiyasiga
3H₂MnO₄ → 2HMnO₄ + MnO₂ + 2H₂O
Eng oxirgi tenglama quyidagi shaklda yoziladi:
2KMnO₄ + 10FeSO₄ + 8H₂SO₄ = 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + 8H₂O
a. Agar bir modda molekulasida ikki element atomi qaytaruvchi xossalarini namoyon qilsa, balans chiqarishda qaytaruvchi tarkibidagi barcha atomlar yuqotgan elektronlar sonining yig’indisi hisoblanadi. Masalan:
As₂S₃ + HNO₃ + H₂SO₄ + H₂O → H₃AsO₄ + H₂SO₄ + NO
Reaksiyasi uchun quyidagicha sxema tuzish kerak:
As+3 -2.2e- → 2As+5 } :
3S-2 -3.8e- → 3S+6 } 28e- : 3
N+5 + 3e- → N+2 3e- : 28
Demak, As₂S₃ ning uchta molekulasi yuqotgan 84 elektronni HNO₃ ning 28 ta molekulasi qabul qiladi. Shuning uchun tenglama quyidagi koeffesiyentlarga ega bo’ladi: 3As₂S₃+28HNO₃+4H₂O=6H₃AsO₄+9H₂SO₄+2NO
b. Agar biror element oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi natijasida ikki birikma tarkibida uchrab, ularning birida o’zining oksidlanish darajasini o’zgartirib, ikkinchisida o’zgartirmasa, sxema tuzishni oksidlanish darajasini o’zgartirgan birikmadan boshlaymiz, so’ngra, oksidlanish darajasi o’zgarmagan birikmalar molekulalar atomlarining sonini hisobga olamiz. Masalan:
Cu₂S+HNO₃→Cu(NO₃)₂+H₂SO₄+NO+H₂O
Reaksiya uchun quyidagicha oksidlanish-qaytarilish sxemalarini tuzish kerak:
2Cu⁺¹ – 2^.1e^- → Cu⁺² I I 3
S^-2 – 8e^- → 3S⁺⁶ 10 e^- I 30 I
N⁺⁵ + 3e^- → N⁺² 3e^- I I 10
Demak, 3ta Cu₂S molekulasi yuqotgan 30 ta elektronni 10 ta HNO₃ molekulasi qabul qiladi va 6 ta mis atomi bilan birikkan 12 ta NO₃ – ni nazarda tutsak, tenglama quyidagicha yoziladi:
3Cu₂S+22HNO₃=6Cu(NO₃)₂+3H₂SO₄+10NO+8H₂O
B. Ion – elektron (yoki yareim reaksiyalar) usuli. Bu usuldan foydalanish uchun eng avval reaksiya tenglamasining sxemasini ionli shaklda yozin olish kerak. Bunda oz dissotsiyalanadigan va cho’kmaga tushgan moddalar ionlar shaklida yozilmaydi.
Masalan, KJ ning kislotali muhitda K₂Gr₂O₇ bilan oksidlanish reaksiyasini ko’rib chiqaylik.
Reaksiya sxemasi:
KJ+K₂Cr₂O₇+H₂SO₄→J₂+Cr₂(SO₄)₃+K₂SO₄+H₂O
Bu sxemani ionli shaklda yozaylik:
J^-+Cr₂O₇²+H⁺→2Cr³⁺+H₂O+J₂
Bu reaksiya J^- qaytaruvchi bo’lib, u oksidlanadi:
2J^- - 2e → I₂
Cr₂O₇^2- ioni esa oksidlovchidir, u qaytarilib Cr³⁺ ioniga aylanadi; bixromat ioni tarkibidagi 7 ta kislorod atomi 14 ta vodorod ioni bilan birikib 7 molekula suv hosil qiladi.
Cr₂O₇^2-+6e+14H⁺→2Cr³⁺+7H₂O
Tenglamaning chap qismida ham, o’ng qismida ham musbat zaryadli yig’indisi +6 ga teng (chap tomonda – 2 – 6+14=+6, o’ng tomonda esa +3^.2=+6)
Shu tariqa ayrim-yarim reaksiyalar yozilganidan keyin ulardan birining tagiga ikkinchisini yozib balans qilinadi:
2J^- - 2e^- → J₂ I 6 I 3
Gr₂O₇^2- + 6e^- + 14 H⁺ → 2Gr³⁺ + 7H₂O I 2 I 1
Bundan keyin tenglamalarni topilgan koeffisientlarga ko’paytiriladi va bir-biriga qo’shiladi:
6J- - 6e- → 3J2
Gr₂O₇^2- + 6e^- + 14H⁺ → 2Gr³⁺ + 7H₂O
6J^- + Gr₂O₇^2- + 14H⁺ → 3J₂ + 2Gr³⁺ + 7H₂O

Shunday qilib topilgan oksidlanish-qaytarilish reaksiya tenglamasini ionli ko’rinishidan uning molekulyar holatiga o’tkazish qiyin emas:

6KJ + K₂Gr₂O₇ + 7H₂SO₄ = 3J₂ + Gr₂(SO₄)₃ + 7H₂O + 4K₂SO₄