"ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाएं" विषय पर रसायन विज्ञान का पाठ (9वीं कक्षा)। समाधान के साथ रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के उदाहरण। ओवीआर: सामान्य और अकार्बनिक रसायन शास्त्र पर योजनाएं समस्या पुस्तक

लक्ष्य: कार्बनिक यौगिकों से युक्त रेडॉक्स प्रक्रियाओं के समीकरण बनाने में कौशल का विकास।

तरीके:कहानी, प्रस्तुतिकरण के साथ कार्य, चर्चा, स्वतंत्र कार्य, समूह कार्य।

अध्यापक:

"रासायनिक तत्वों के ऑक्सीकरण की डिग्री" की अवधारणा के दृष्टिकोण से ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाएं क्या हैं? (स्लाइड 2)

/ ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रियाएँ वे अभिक्रियाएँ हैं जिनमें ऑक्सीकरण और अपचयन प्रक्रियाएँ एक साथ होती हैं और, एक नियम के रूप में, तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ बदल जाती हैं।/

आइए सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड के साथ एसीटैल्डिहाइड की परस्पर क्रिया के उदाहरण का उपयोग करके प्रक्रिया पर विचार करें:

इस समीकरण को संकलित करते समय इलेक्ट्रॉनिक संतुलन विधि का उपयोग किया जाता है। यह विधि प्रारंभिक सामग्रियों और प्रतिक्रिया उत्पादों में परमाणुओं के ऑक्सीकरण राज्यों की तुलना पर आधारित है। इस विधि का उपयोग करके समीकरण बनाते समय मुख्य आवश्यकता यह है कि दिए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्राप्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होनी चाहिए।

ऑक्सीकरण-कमी अभिक्रियाएँ वे अभिक्रियाएँ होती हैं जिनमें इलेक्ट्रॉन एक परमाणु, अणु या आयन से दूसरे में स्थानांतरित होते हैं।

ऑक्सीकरण इलेक्ट्रॉनों को खोने और ऑक्सीकरण अवस्था को बढ़ाने की प्रक्रिया है।

कमी इलेक्ट्रॉनों को जोड़ने की प्रक्रिया है, और ऑक्सीकरण अवस्था कम हो जाती है।

परमाणु, अणु या आयन जो इलेक्ट्रॉन दान करते हैं, ऑक्सीकृत हो जाते हैं; कम करने वाले एजेंट हैं।
इलेक्ट्रॉन स्वीकार करने वाले परमाणु, आयन या अणु कम हो जाते हैं; ऑक्सीकरण एजेंट हैं.

ऑक्सीकरण हमेशा कमी के साथ होता है; कमी ऑक्सीकरण के साथ जुड़ी होती है।

ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाएं दो विपरीत प्रक्रियाओं की एकता हैं: ऑक्सीकरण और कमी।

निर्देश कार्ड के अनुसार स्वतंत्र कार्य संख्या 2: इलेक्ट्रॉनिक संतुलन विधि का उपयोग करके, निम्नलिखित रेडॉक्स प्रतिक्रिया योजना में गुणांक खोजें और डालें:

MnO 2 + H 2 SO 4 → MnSO 4 + O 2 + H 2 O (2MnO 2 + 2H 2 SO 4 → 2MnSO 4 + O 2 +2H 2 O)

अध्यापक:

हालाँकि, ओवीआर में गुणांक ढूंढना सीखने का मतलब उन्हें संकलित करने में सक्षम होना नहीं है। प्रतिक्रिया की स्थिति के आधार पर परिणामी उत्पादों की संरचना निर्धारित करने के लिए, प्रतिक्रियाओं के पाठ्यक्रम को प्रदान करने के लिए, प्रतिक्रिया प्रतिक्रिया में पदार्थों के व्यवहार को जानना आवश्यक है।

यह समझने के लिए कि किन मामलों में तत्व ऑक्सीकरण एजेंटों के रूप में व्यवहार करते हैं, और किन मामलों में - कम करने वाले एजेंटों के रूप में, आपको डी.आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी की ओर रुख करना होगा। यदि हम सरल पदार्थों के बारे में बात कर रहे हैं, तो कम करने वाले गुण उन तत्वों में निहित होने चाहिए जिनकी परमाणु त्रिज्या दूसरों की तुलना में बड़ी है और बाहरी ऊर्जा स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या कम (1 - 3) है। इसलिए, वे उन्हें अपेक्षाकृत आसानी से दे सकते हैं। ये अधिकतर धातुएँ हैं। उनमें से सबसे शक्तिशाली कम करने वाले गुण समूह I और II के मुख्य उपसमूहों में स्थित क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुएं हैं (उदाहरण के लिए, सोडियम, पोटेशियम, कैल्शियम, आदि)।

सबसे विशिष्ट अधातुएँ, जिनकी बाहरी इलेक्ट्रॉन परत की संरचना लगभग पूरी होती है और समान अवधि की धातुओं की तुलना में काफी छोटी परमाणु त्रिज्या होती है, काफी आसानी से इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करती हैं और रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में ऑक्सीकरण एजेंटों के रूप में व्यवहार करती हैं। सबसे शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंट मुख्य उपसमूह VI - VII समूहों के हल्के तत्व हैं, उदाहरण के लिए फ्लोरीन, क्लोरीन, ब्रोमीन, ऑक्सीजन, सल्फर, आदि।

साथ ही, हमें यह याद रखना चाहिए कि सरल पदार्थों का ऑक्सीकरण एजेंटों और कम करने वाले एजेंटों में विभाजन उतना ही सापेक्ष है जितना कि धातुओं और गैर-धातुओं में विभाजन। यदि गैर-धातुएं ऐसे वातावरण में प्रवेश करती हैं जहां एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट मौजूद है, तो वे कम करने वाले गुण प्रदर्शित कर सकते हैं। विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं में तत्व अलग-अलग व्यवहार कर सकते हैं।

यदि किसी तत्व की ऑक्सीकरण अवस्था उच्चतम है, तो वह केवल ऑक्सीकरण एजेंट हो सकता है। उदाहरण के लिए, HN +5 O3 में नाइट्रोजन +5 अवस्था में केवल ऑक्सीकरण एजेंट हो सकता है और इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार कर सकता है।

केवल न्यूनतम ऑक्सीकरण अवस्था वाला तत्व ही कम करने वाला एजेंट हो सकता है। उदाहरण के लिए, N -3 H 3 में -3 ​​अवस्था में नाइट्रोजन इलेक्ट्रॉन दान कर सकती है, अर्थात। एक कम करने वाला एजेंट है.

मध्यवर्ती सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था में तत्व इलेक्ट्रॉन दान और स्वीकार दोनों कर सकते हैं और इसलिए स्थितियों के आधार पर ऑक्सीकरण या कम करने वाले एजेंट के रूप में व्यवहार करने में सक्षम होते हैं। उदाहरण के लिए, एन +3, एस +4। जब एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट वाले वातावरण में रखा जाता है, तो वे कम करने वाले एजेंट के रूप में व्यवहार करते हैं। और, इसके विपरीत, कम करने वाले वातावरण में वे ऑक्सीकरण एजेंटों के रूप में व्यवहार करते हैं।

उनके रेडॉक्स गुणों के आधार पर, पदार्थों को तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

ऑक्सीडाइज़िंग एजेंट

अपचायक कारक

ऑक्सीकरण एजेंट - कम करने वाले एजेंट

निर्देश कार्ड पर स्वतंत्र कार्य संख्या 3: दी गई प्रतिक्रिया समीकरण योजनाओं में से कौन सी एमएनओ 2 एक ऑक्सीकरण एजेंट के गुणों को प्रदर्शित करती है, और किसमें - एक कम करने वाले एजेंट के गुणों को प्रदर्शित करती है:

2MnO 2 + O 2 + 4KOH = 2K 2 MnO 4 + 2H 2 O (MnO 2 एक अपचायक है)

MnO 2 + 4HCI = MnCI 2 + CI 2 + 2H 2 O (MnO 2 एक ऑक्सीकरण एजेंट है)

सबसे महत्वपूर्ण ऑक्सीकरण एजेंट और उनके अपचयन उत्पाद

1. सल्फ्यूरिक एसिड - H 2 SO 4 एक ऑक्सीकरण एजेंट है

ए) पतला एच 2 एसओ 4 के साथ जस्ता की बातचीत के लिए समीकरण (स्लाइड 3)

इस प्रतिक्रिया में कौन सा आयन ऑक्सीकरण एजेंट है? (एच+)

हाइड्रोजन तक वोल्टेज श्रृंखला में धातु की कमी का उत्पाद H2 है।

बी) आइए एक और प्रतिक्रिया पर विचार करें - केंद्रित एच 2 एसओ 4 के साथ जस्ता की बातचीत (स्लाइड 4)

कौन से परमाणु ऑक्सीकरण अवस्था बदलते हैं? (जस्ता और सल्फर)

सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड (98%) में 2% पानी होता है, और नमक घोल में प्राप्त होता है। प्रतिक्रिया में वास्तव में सल्फेट आयन शामिल होते हैं। अपचयन उत्पाद हाइड्रोजन सल्फाइड है।

धातु की गतिविधि के आधार पर, सांद्रित H 2 SO 4 के अपचयन उत्पाद भिन्न होते हैं: H 2 S, S, SO 2।

2. एक अन्य अम्ल - नाइट्रिक - भी नाइट्रेट आयन NO 3 - के कारण ऑक्सीकरण एजेंट है। नाइट्रेट आयन की ऑक्सीकरण क्षमता H+ आयन की तुलना में काफी अधिक है, और हाइड्रोजन आयन एक परमाणु में कम नहीं होता है, इसलिए, जब नाइट्रिक एसिड धातुओं के साथ संपर्क करता है, तो हाइड्रोजन कभी जारी नहीं होता है, लेकिन विभिन्न नाइट्रोजन यौगिक बनते हैं। यह एसिड सांद्रता और धातु की गतिविधि पर निर्भर करता है। पतला नाइट्रिक एसिड सांद्र (समान धातु के लिए) की तुलना में अधिक गहराई से कम हो जाता है (स्लाइड 6)

आरेख उन उत्पादों को दर्शाते हैं जिनकी सामग्री संभावित एसिड कम करने वाले उत्पादों में सबसे अधिक है

सोना और प्लैटिनम HNO3 के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं, लेकिन ये धातुएं "रेजिया वोदका" में घुल जाती हैं - 3: 1 के अनुपात में केंद्रित हाइड्रोक्लोरिक और नाइट्रिक एसिड का मिश्रण।

Au + 3HCI (सांद्र) + HNO 3 (सांद्र) = AuCI 3 + NO + 2H 2 O

3. सरल पदार्थों में सबसे शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंट फ्लोरीन है। लेकिन यह बहुत सक्रिय है और इसे मुक्त रूप में प्राप्त करना कठिन है। इसलिए, प्रयोगशालाओं में, पोटेशियम परमैंगनेट KMnO4 का उपयोग ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में किया जाता है। इसकी ऑक्सीकरण क्षमता घोल की सांद्रता, तापमान और पर्यावरण पर निर्भर करती है।

एक समस्या की स्थिति पैदा करना: मैं पाठ के लिए पोटेशियम परमैंगनेट ("पोटेशियम परमैंगनेट") का एक समाधान तैयार कर रहा था, समाधान के साथ एक गिलास गिरा दिया और मेरे पसंदीदा रासायनिक कोट को दाग दिया। (प्रयोगशाला प्रयोग करने के बाद) एक ऐसा पदार्थ सुझाएं जिसका उपयोग वस्त्र को साफ करने के लिए किया जा सके।

ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाएँ विभिन्न वातावरणों में हो सकती हैं। पर्यावरण के आधार पर, समान पदार्थों के बीच प्रतिक्रिया की प्रकृति बदल सकती है: पर्यावरण परमाणुओं के ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन को प्रभावित करता है।

आमतौर पर, अम्लीय वातावरण बनाने के लिए सल्फ्यूरिक एसिड मिलाया जाता है। हाइड्रोक्लोरिक और नाइट्रोजन का प्रयोग कम होता है, क्योंकि पहला ऑक्सीकरण करने में सक्षम है, और दूसरा स्वयं एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है और साइड प्रक्रियाओं का कारण बन सकता है। क्षारीय वातावरण बनाने के लिए पोटेशियम या सोडियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग किया जाता है, और तटस्थ वातावरण बनाने के लिए पानी का उपयोग किया जाता है।

प्रयोगशाला अनुभव: (टीबी नियम)

पोटेशियम परमैंगनेट के 1-2 मिलीलीटर पतला घोल को चार क्रमांकित परखनलियों में डाला जाता है। पहली परखनली में सल्फ्यूरिक एसिड घोल की कुछ बूंदें डालें, दूसरी में पानी, तीसरी में पोटैशियम हाइड्रॉक्साइड और चौथी परखनली को नियंत्रण के तौर पर छोड़ दें। फिर पहले तीन परखनलियों में धीरे-धीरे हिलाते हुए सोडियम सल्फाइट घोल डालें। जाँच करना। प्रत्येक परखनली में घोल का रंग कैसे बदलता है? (स्लाइड्स 7, 8)

प्रयोगशाला प्रयोग के परिणाम:

कमी उत्पाद KMnO 4 (MnO 4) -:

अम्लीय वातावरण में - एमएन+ 2 (नमक), रंगहीन घोल;

तटस्थ वातावरण में - एमएनओ 2, भूरा अवक्षेप;

क्षारीय माध्यम में - MnO4 2-, हरा घोल। (स्लाइड 9,)

प्रतिक्रिया योजनाओं के लिए:

KMnO 4 + Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 → MnSO 4 + Na 2 SO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

KMnO 4 + Na 2 SO 3 + H 2 O → MnO 2 ↓ + Na 2 SO 4 + KOH

KMnO 4 + Na 2 SO 3 + KOH → Na 2 SO 4 + K 2 MnO 4 + H 2 O

इलेक्ट्रॉनिक बैलेंस पद्धति का उपयोग करके बाधाओं का चयन करें। ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाले एजेंट निर्दिष्ट करें (स्लाइड 10)

(कार्य बहु-स्तरीय है: मजबूत छात्र प्रतिक्रिया उत्पादों को स्वतंत्र रूप से लिखते हैं)

आपने एक प्रयोगशाला प्रयोग किया है, एक ऐसा पदार्थ सुझाएं जिसका उपयोग गाउन को साफ करने के लिए किया जा सकता है।

प्रदर्शन अनुभव:

पोटेशियम परमैंगनेट के घोल से दाग एसिटिक एसिड के साथ अम्लीकृत हाइड्रोजन पेरोक्साइड के घोल से जल्दी हटा दिए जाते हैं:

2KMnO 4 + 9H 2 O2 + 6CH 3 COOH = 2Mn(CH 3 COO) 2 + 2CH 3 कुक + 7O 2 + 12H 2 O

पुराने पोटेशियम परमैंगनेट के दागों में मैंगनीज (IV) ऑक्साइड होता है, इसलिए एक और प्रतिक्रिया होगी:

एमएनओ 2 + 3एच 2 ओ 2 + 2सीएच 3 सीओओएच = एमएन(सीएच 3 सीओओ) 2 + 2ओ 2 + 4एच 2 ओ (स्लाइड 12)

दाग हटाने के बाद कपड़े के टुकड़े को पानी से धोना चाहिए।

अध्यापक:

रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं का महत्व

लक्ष्य: छात्रों को रसायन विज्ञान, प्रौद्योगिकी और रोजमर्रा के मानव जीवन में रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं का महत्व दिखाएं। तरीके: प्रस्तुति, चर्चा, स्वतंत्र कार्य, समूह कार्य।

एक पाठ के ढांचे के भीतर सभी प्रकार की रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं पर विचार करना असंभव है। लेकिन रसायन विज्ञान, प्रौद्योगिकी और रोजमर्रा के मानव जीवन में उनके महत्व को कम करके आंका नहीं जा सकता है। रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं धातुओं और मिश्र धातुओं, हाइड्रोजन और हैलोजन, क्षार और दवाओं के उत्पादन का आधार बनती हैं। जैविक झिल्लियों की कार्यप्रणाली और कई प्राकृतिक प्रक्रियाएं रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं से जुड़ी हैं: चयापचय, किण्वन, श्वसन, प्रकाश संश्लेषण। रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के सार और तंत्र को समझे बिना, रासायनिक ऊर्जा स्रोतों (संचायक और बैटरी) के संचालन, सुरक्षात्मक कोटिंग्स के उत्पादन और उत्पादों की धातु सतहों के उत्कृष्ट प्रसंस्करण की कल्पना करना असंभव है। ब्लीचिंग और कीटाणुशोधन के प्रयोजनों के लिए, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, पोटेशियम परमैंगनेट, क्लोरीन और क्लोरीन, या ब्लीच जैसे प्रसिद्ध एजेंटों के ऑक्सीकरण गुणों का उपयोग किया जाता है। क्लोरीन, एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में, साफ पानी को कीटाणुरहित करने और अपशिष्ट जल को कीटाणुरहित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

प्रेजेंटेशन के साथ काम करना, नोटबुक में लिखना।

किसी समाधान के साथ रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के उदाहरण देने से पहले, हम इन परिवर्तनों से जुड़ी मुख्य परिभाषाओं पर प्रकाश डालते हैं।

वे परमाणु या आयन, जो परस्पर क्रिया के दौरान कमी के साथ अपनी ऑक्सीकरण अवस्था बदलते हैं (इलेक्ट्रॉन स्वीकार करते हैं) ऑक्सीकरण एजेंट कहलाते हैं। ऐसे गुणों वाले पदार्थों में मजबूत अकार्बनिक एसिड हैं: सल्फ्यूरिक, हाइड्रोक्लोरिक, नाइट्रिक।

आक्सीकारक

क्षार धातु परमैंगनेट और क्रोमेट भी मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट हैं।

ऑक्सीडाइज़र प्रतिक्रिया के दौरान स्वीकार करता है कि ऊर्जा स्तर को पूरा करने (पूर्ण कॉन्फ़िगरेशन स्थापित करने) से पहले उसे क्या चाहिए।

संदर्भ पुस्तकें

किसी भी रेडॉक्स प्रतिक्रिया योजना में एक कम करने वाले एजेंट की पहचान शामिल होती है। इसमें आयन या तटस्थ परमाणु शामिल हैं जो परस्पर क्रिया के दौरान अपनी ऑक्सीकरण अवस्था को बढ़ा सकते हैं (वे अन्य परमाणुओं को इलेक्ट्रॉन दान करते हैं)।

विशिष्ट कम करने वाले एजेंटों में धातु परमाणु शामिल हैं।

ओवीआर में प्रक्रियाएं

प्रारंभिक पदार्थों की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन से उन्हें और क्या विशेषता मिलती है।

ऑक्सीकरण में नकारात्मक कणों को छोड़ने की प्रक्रिया शामिल है। कमी में उन्हें अन्य परमाणुओं (आयनों) से स्वीकार करना शामिल है।

पार्सिंग एल्गोरिदम

हाई स्कूल के छात्रों को अंतिम रसायन विज्ञान परीक्षणों के लिए तैयार करने के लिए डिज़ाइन की गई विभिन्न संदर्भ सामग्रियों में समाधान के साथ रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के उदाहरण पेश किए जाते हैं।

ओजीई और यूनिफाइड स्टेट परीक्षा में प्रस्तावित कार्यों को सफलतापूर्वक पूरा करने के लिए, रेडॉक्स प्रक्रियाओं के संकलन और विश्लेषण के लिए एल्गोरिदम में महारत हासिल करना महत्वपूर्ण है।

1. सबसे पहले, आरेख में प्रस्तावित पदार्थों के सभी तत्वों को आवेश मान निर्दिष्ट किए जाते हैं।
2. प्रतिक्रिया के बाईं ओर से परमाणु (आयन) लिखे गए हैं, जिन्होंने बातचीत के दौरान अपने संकेतक बदल दिए हैं।
3. जब ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ती है, तो चिन्ह "-" का उपयोग किया जाता है, और जब ऑक्सीकरण अवस्था घटती है, तो "+" चिह्न का उपयोग किया जाता है।
4. दिए गए और स्वीकृत इलेक्ट्रॉनों के बीच लघुत्तम समापवर्त्य (वह संख्या जिससे उन्हें बिना किसी शेषफल के विभाजित किया जाता है) निर्धारित किया जाता है।
5. एनओसी को इलेक्ट्रॉनों द्वारा विभाजित करने पर, हमें स्टीरियोकेमिकल गुणांक प्राप्त होते हैं।
6. हम उन्हें समीकरण में सूत्रों के सामने रखते हैं।

OGE से पहला उदाहरण

नौवीं कक्षा में, सभी छात्र रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को हल करना नहीं जानते हैं। यही कारण है कि वे कई गलतियाँ करते हैं और OGE के लिए उच्च अंक प्राप्त नहीं कर पाते हैं। क्रियाओं का एल्गोरिदम ऊपर दिया गया है, अब आइए विशिष्ट उदाहरणों का उपयोग करके इसे हल करने का प्रयास करें।

शिक्षा के बुनियादी चरण के स्नातकों को प्रस्तावित प्रतिक्रिया में गुणांक की व्यवस्था से संबंधित कार्यों की ख़ासियत यह है कि समीकरण के बाएँ और दाएँ दोनों पक्ष दिए गए हैं।

यह कार्य को बहुत सरल करता है, क्योंकि आपको स्वतंत्र रूप से इंटरैक्शन उत्पादों का आविष्कार करने या लापता शुरुआती पदार्थों का चयन करने की आवश्यकता नहीं है।

उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया में गुणांक की पहचान करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक संतुलन का उपयोग करना प्रस्तावित है:

पहली नज़र में, इस प्रतिक्रिया के लिए स्टीरियोकेमिकल गुणांक की आवश्यकता नहीं होती है। परंतु, अपनी बात की पुष्टि के लिए सभी तत्वों के लिए चार्ज नंबर होना आवश्यक है।

बाइनरी यौगिकों में, जिसमें कॉपर ऑक्साइड (2) और आयरन ऑक्साइड (2) शामिल हैं, ऑक्सीकरण अवस्थाओं का योग शून्य है, यह देखते हुए कि ऑक्सीजन के लिए यह -2 है, तांबे और लोहे के लिए यह संकेतक +2 है। सरल पदार्थ इलेक्ट्रॉनों को नहीं छोड़ते (स्वीकार नहीं करते), इसलिए उन्हें शून्य ऑक्सीकरण अवस्था की विशेषता होती है।

आइए एक इलेक्ट्रॉनिक संतुलन बनाएं, जिसमें इंटरेक्शन के दौरान प्राप्त और दिए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या को "+" और "-" चिह्न से दर्शाया जाए।

Fe 0 -2e=Fe 2+.

चूंकि इंटरैक्शन के दौरान स्वीकार किए गए और दान किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान है, इसलिए कम से कम सामान्य गुणक को खोजने, स्टीरियोकेमिकल गुणांक निर्धारित करने और उन्हें प्रस्तावित इंटरैक्शन योजना में डालने का कोई मतलब नहीं है।

कार्य के लिए अधिकतम अंक प्राप्त करने के लिए, न केवल समाधान के साथ रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के उदाहरण लिखना आवश्यक है, बल्कि ऑक्सीकरण एजेंट (CuO) और कम करने वाले एजेंट (Fe) के सूत्र को अलग से लिखना भी आवश्यक है।

OGE के साथ दूसरा उदाहरण

आइए हम समाधानों के साथ रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के और उदाहरण दें जिनका सामना नौवीं कक्षा के उन छात्रों को हो सकता है जिन्होंने रसायन विज्ञान को अपनी अंतिम परीक्षा के रूप में चुना है।

मान लीजिए कि गुणांकों को समीकरण में रखना प्रस्तावित है:

Na+HCl=NaCl+H2.

कार्य से निपटने के लिए, सबसे पहले प्रत्येक सरल और जटिल पदार्थ की ऑक्सीकरण अवस्था निर्धारित करना महत्वपूर्ण है। सोडियम और हाइड्रोजन के लिए वे शून्य के बराबर होंगे, क्योंकि वे सरल पदार्थ हैं।

हाइड्रोक्लोरिक एसिड में, हाइड्रोजन की सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था होती है और क्लोरीन की नकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था होती है। गुणांकों को व्यवस्थित करने के बाद, हमें गुणांकों के साथ एक प्रतिक्रिया प्राप्त होती है।

एकीकृत राज्य परीक्षा से प्रथम

रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को कैसे पूरक करें? एकीकृत राज्य परीक्षा (ग्रेड 11) में पाए गए समाधानों के उदाहरणों में अंतराल को पूरा करने के साथ-साथ गुणांकों की नियुक्ति की आवश्यकता होती है।

उदाहरण के लिए, आपको प्रतिक्रिया को इलेक्ट्रॉनिक संतुलन के साथ पूरक करने की आवश्यकता है:

एच 2 एस+ एचएमएनओ 4 = एस+ एमएनओ 2 +…

प्रस्तावित योजना में कम करने वाले एजेंट और ऑक्सीकरण एजेंट की पहचान करें।

रेडॉक्स प्रतिक्रियाएँ लिखना कैसे सीखें? नमूना एक विशिष्ट एल्गोरिदम के उपयोग को मानता है।

सबसे पहले, समस्या की स्थितियों के अनुसार दिए गए सभी पदार्थों में ऑक्सीकरण अवस्थाएँ निर्धारित करना आवश्यक है।

इसके बाद, आपको यह विश्लेषण करने की आवश्यकता है कि इस प्रक्रिया में कौन सा पदार्थ अज्ञात उत्पाद बन सकता है। चूँकि इसमें एक ऑक्सीकरण एजेंट (मैंगनीज अपनी भूमिका निभाता है) और एक कम करने वाला एजेंट (सल्फर इसकी भूमिका है), वांछित उत्पाद में ऑक्सीकरण अवस्थाएँ नहीं बदलती हैं, इसलिए, यह पानी है।

रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को सही ढंग से हल करने के तरीके पर चर्चा करते हुए, हम ध्यान दें कि अगला कदम इलेक्ट्रॉनिक अनुपात संकलित करना होगा:

एमएन +7 लेता है 3 ई= एमएन +4 ;

S -2 2e= S 0 देता है।

मैंगनीज धनायन एक कम करने वाला एजेंट है, और सल्फर आयन एक विशिष्ट ऑक्सीकरण एजेंट है। चूंकि प्राप्त और दान किए गए इलेक्ट्रॉनों के बीच सबसे छोटा गुणक 6 होगा, हमें गुणांक मिलते हैं: 2, 3।

अंतिम चरण गुणांकों को मूल समीकरण में सम्मिलित करना होगा।

3H 2 S+ 2HMnO 4 = 3S+ 2MnO 2 + 4H 2 O.

एकीकृत राज्य परीक्षा में ओवीआर का दूसरा नमूना

रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को सही ढंग से कैसे तैयार करें? समाधान वाले उदाहरण आपको क्रियाओं का एल्गोरिदम तैयार करने में मदद करेंगे।

प्रतिक्रिया में अंतराल को भरने के लिए इलेक्ट्रॉनिक संतुलन विधि का उपयोग करने का प्रस्ताव है:

PH 3 + HMnO 4 = MnO 2 +…+…

हम सभी तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्थाओं को व्यवस्थित करते हैं। इस प्रक्रिया में, ऑक्सीकरण गुण मैंगनीज द्वारा प्रकट होते हैं, जो संरचना का हिस्सा है और कम करने वाला एजेंट फॉस्फोरस होना चाहिए, जिससे फॉस्फोरिक एसिड में इसकी ऑक्सीकरण स्थिति सकारात्मक हो जाती है।

बनाई गई धारणा के अनुसार, हम प्रतिक्रिया योजना प्राप्त करते हैं, फिर हम इलेक्ट्रॉन संतुलन समीकरण बनाते हैं।

पी -3 8 ई देता है और पी +5 में बदल जाता है;

Mn +7 को 3e लगता है, जो Mn +4 बन जाता है।

एलओसी 24 होगी, इसलिए फॉस्फोरस का स्टीरियोमेट्रिक गुणांक 3 और मैंगनीज का -8 होना चाहिए।

हम परिणामी प्रक्रिया में गुणांक डालते हैं, हमें मिलता है:

3 पीएच 3 + 8 एचएमएनओ 4 = 8 एमएनओ 2 + 4एच 2 ओ+ 3 एच 3 पीओ 4।

एकीकृत राज्य परीक्षा से तीसरा उदाहरण

इलेक्ट्रॉन-आयन संतुलन का उपयोग करके, आपको एक प्रतिक्रिया बनाने की आवश्यकता है, कम करने वाले एजेंट और ऑक्सीकरण एजेंट को इंगित करें।

KMnO 4 + MnSO 4 +…= MnO 2 +…+ H2SO 4.

एल्गोरिथम के अनुसार, हम प्रत्येक तत्व की ऑक्सीकरण अवस्थाओं को व्यवस्थित करते हैं। इसके बाद, हम उन पदार्थों का निर्धारण करते हैं जो प्रक्रिया के दाएं और बाएं हिस्से में छूट जाते हैं। यहां एक कम करने वाला एजेंट और एक ऑक्सीकरण एजेंट दिया गया है, इसलिए लुप्त यौगिकों की ऑक्सीकरण अवस्थाएं नहीं बदलती हैं। खोया हुआ उत्पाद पानी होगा, और प्रारंभिक यौगिक पोटेशियम सल्फेट होगा। हमें एक प्रतिक्रिया योजना प्राप्त होती है जिसके लिए हम एक इलेक्ट्रॉनिक संतुलन तैयार करेंगे।

एमएन +2 -2 ई= एमएन +4 3 कम करने वाला एजेंट;

एमएन +7 +3ई= एमएन +4 2 ऑक्सीकरण एजेंट।

हम समीकरण में गुणांक लिखते हैं, प्रक्रिया के दाईं ओर मैंगनीज परमाणुओं का योग करते हैं, क्योंकि यह अनुपातहीन प्रक्रिया से संबंधित है।

2KMnO 4 + 3MnSO 4 + 2H 2 O= 5MnO 2 + K 2 SO 4 + 2H 2 SO 4।

निष्कर्ष

जीवित जीवों के कामकाज के लिए रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं विशेष महत्व रखती हैं। ओवीआर के उदाहरण सड़न, किण्वन, तंत्रिका गतिविधि, श्वसन और चयापचय की प्रक्रियाएं हैं।

ऑक्सीकरण और कमी धातुकर्म और रासायनिक उद्योगों के लिए प्रासंगिक हैं; ऐसी प्रक्रियाओं के लिए धन्यवाद, धातुओं को उनके यौगिकों से पुनर्स्थापित करना, उन्हें रासायनिक संक्षारण से बचाना और उन्हें संसाधित करना संभव है।

कार्बनिक पदार्थों में रेडॉक्स प्रक्रिया को संकलित करने के लिए, क्रियाओं के एक निश्चित एल्गोरिदम का उपयोग करना आवश्यक है। सबसे पहले, प्रस्तावित योजना में, ऑक्सीकरण अवस्थाएँ निर्धारित की जाती हैं, फिर उन तत्वों का निर्धारण किया जाता है जिन्होंने संकेतक को बढ़ाया (घटाया), और इलेक्ट्रॉनिक संतुलन दर्ज किया गया है।

यदि आप ऊपर सुझाए गए कार्यों के अनुक्रम का पालन करते हैं, तो आप परीक्षणों में दिए गए कार्यों को आसानी से पूरा कर सकते हैं।

इलेक्ट्रॉनिक संतुलन विधि के अतिरिक्त अर्ध-प्रतिक्रियाओं की रचना करके भी गुणांकों की व्यवस्था संभव है।

पाठ रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के सार और आयन एक्सचेंज प्रतिक्रियाओं से उनके अंतर की जांच करता है। ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाले एजेंट के ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन को समझाया गया है। इलेक्ट्रॉनिक संतुलन की अवधारणा पेश की गई है।

विषय: रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं

पाठ: रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं

ऑक्सीजन के साथ मैग्नीशियम की प्रतिक्रिया पर विचार करें। आइए इस प्रतिक्रिया का समीकरण लिखें और तत्वों के परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्थाओं के मानों को व्यवस्थित करें:

जैसा कि देखा जा सकता है, प्रारंभिक सामग्रियों और प्रतिक्रिया उत्पादों में मैग्नीशियम और ऑक्सीजन परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ अलग-अलग होती हैं। आइए हम मैग्नीशियम और ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ होने वाली ऑक्सीकरण और कमी प्रक्रियाओं के चित्र लिखें।

प्रतिक्रिया से पहले, मैग्नीशियम परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था शून्य थी, प्रतिक्रिया के बाद - +2। इस प्रकार, मैग्नीशियम परमाणु ने 2 इलेक्ट्रॉन खो दिए हैं:

मैग्नीशियम इलेक्ट्रॉन दान करता है और स्वयं ऑक्सीकृत होता है, जिसका अर्थ है कि यह एक कम करने वाला एजेंट है।

प्रतिक्रिया से पहले, ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था शून्य थी, और प्रतिक्रिया के बाद यह -2 हो गई। इस प्रकार, ऑक्सीजन परमाणु ने स्वयं में 2 इलेक्ट्रॉन जोड़े:

ऑक्सीजन इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करती है और स्वयं अपचयित हो जाती है, जिसका अर्थ है कि यह एक ऑक्सीकरण एजेंट है।

आइए ऑक्सीकरण और कमी की सामान्य योजना लिखें:

दिए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्राप्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर है। इलेक्ट्रॉनिक संतुलन बना रहता है.

में रेडॉक्स प्रतिक्रियाएंऑक्सीकरण और कमी की प्रक्रियाएँ होती हैं, जिसका अर्थ है कि रासायनिक तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ बदल जाती हैं। ये तो एक बानगी है रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं.

रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं वे प्रतिक्रियाएं होती हैं जिनमें रासायनिक तत्व अपनी ऑक्सीकरण अवस्था बदलते हैं

आइए रेडॉक्स प्रतिक्रिया को अन्य प्रतिक्रियाओं से अलग करने के विशिष्ट उदाहरण देखें।

1. NaOH + HCl = NaCl + H 2 O

यह कहने के लिए कि क्या कोई प्रतिक्रिया रेडॉक्स है, रासायनिक तत्वों के परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्थाओं के मान निर्दिष्ट करना आवश्यक है।

1-2+1 +1-1 +1 -1 +1 -2

1. NaOH + HCl = NaCl + H 2 O

कृपया ध्यान दें कि समान चिह्न के बाएँ और दाएँ सभी रासायनिक तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ अपरिवर्तित रहती हैं। इसका मतलब यह है कि यह प्रतिक्रिया रेडॉक्स नहीं है।

4 +1 0 +4 -2 +1 -2

2. सीएच 4 + 2ओ 2 = सीओ 2 + 2एच 2 ओ

इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, कार्बन और ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ बदल गईं। इसके अलावा, कार्बन ने अपनी ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ा दी, और ऑक्सीजन कम हो गई। आइए ऑक्सीकरण और कमी योजनाएं लिखें:

C -8e = C - ऑक्सीकरण प्रक्रिया

О +2е = О - पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया

ताकि दिए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्राप्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर हो, यानी। के साथ अनुपालन इलेक्ट्रॉनिक संतुलन, दूसरी छमाही प्रतिक्रिया को 4 के कारक से गुणा करना आवश्यक है:

C -8e = C - कम करने वाला एजेंट, ऑक्सीकरण करता है

O +2e = O 4 ऑक्सीकरण एजेंट, कम हो गया

प्रतिक्रिया के दौरान, ऑक्सीकरण एजेंट इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है, जिससे इसकी ऑक्सीकरण अवस्था कम हो जाती है और यह कम हो जाती है।

प्रतिक्रिया के दौरान कम करने वाला एजेंट इलेक्ट्रॉन छोड़ता है, जिससे इसकी ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ जाती है, यह ऑक्सीकृत हो जाता है।

1. मिकित्युक ए.डी. रसायन विज्ञान में समस्याओं और अभ्यासों का संग्रह। 8-11 ग्रेड/ए.डी. मिकित्युक। - एम.: पब्लिशिंग हाउस। "परीक्षा", 2009. (पृ.67)

2. ऑर्ज़ेकोवस्की पी.ए. रसायन विज्ञान: 9वीं कक्षा: पाठ्यपुस्तक। सामान्य शिक्षा के लिए स्थापना / पी.ए. ऑर्ज़ेकोवस्की, एल.एम. मेशचेरीकोवा, एल.एस. पोंटक। - एम.: एएसटी: एस्ट्रेल, 2007. (§22)

3. रुडज़ाइटिस जी.ई. रसायन विज्ञान: अकार्बनिक. रसायन विज्ञान। अंग। रसायन विज्ञान: पाठ्यपुस्तक। 9वीं कक्षा के लिए. / जी.ई. रुडज़ाइटिस, एफ.जी. फेल्डमैन. - एम.: शिक्षा, ओजेएससी "मॉस्को टेक्स्टबुक्स", 2009. (§5)

4. खोमचेंको आई.डी. हाई स्कूल के लिए रसायन विज्ञान में समस्याओं और अभ्यासों का संग्रह। - एम.: आरआईए "न्यू वेव": प्रकाशक उमेरेनकोव, 2008। (पृ.54-55)

5. बच्चों के लिए विश्वकोश। खंड 17. रसायन विज्ञान/अध्याय। ईडी। वी.ए. वोलोडिन, वेद. वैज्ञानिक ईडी। मैं. लीनसन. - एम.: अवंता+, 2003. (पृ. 70-77)

अतिरिक्त वेब संसाधन

1. डिजिटल शैक्षिक संसाधनों का एकीकृत संग्रह (विषय पर वीडियो अनुभव) ()।

2. डिजिटल शैक्षिक संसाधनों का एकीकृत संग्रह (विषय पर इंटरैक्टिव कार्य) ()।

3. पत्रिका "रसायन विज्ञान और जीवन" का इलेक्ट्रॉनिक संस्करण ()।

गृहकार्य

1. नंबर 10.40 - 10.42 आईजी द्वारा "हाई स्कूल के लिए रसायन विज्ञान में समस्याओं और अभ्यासों का संग्रह" से। खोमचेंको, दूसरा संस्करण, 2008

2. सरल पदार्थों की प्रतिक्रिया में भागीदारी रेडॉक्स प्रतिक्रिया का एक निश्चित संकेत है। समझाइए क्यों। ऑक्सीजन O2 से जुड़े यौगिक, प्रतिस्थापन और अपघटन की प्रतिक्रियाओं के लिए समीकरण लिखें।

सामान्य और अकार्बनिक रसायन विज्ञान पर समस्या पुस्तक

2.2. रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं

देखना कार्य >>>

सैद्धांतिक भाग

रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में रासायनिक प्रतिक्रियाएं शामिल होती हैं जो तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था में बदलाव के साथ होती हैं। ऐसी प्रतिक्रियाओं के समीकरणों में गुणांकों का चयन संकलन द्वारा किया जाता है इलेक्ट्रॉनिक संतुलन. इलेक्ट्रॉनिक संतुलन का उपयोग करके बाधाओं का चयन करने की विधि में निम्नलिखित चरण होते हैं:

ए) अभिकर्मकों और उत्पादों के सूत्र लिखें, और फिर उन तत्वों को ढूंढें जो उनके ऑक्सीकरण राज्यों को बढ़ाते और घटाते हैं और उन्हें अलग से लिखते हैं:

एमएनसीओ 3 + केसीएलओ 3 ® MnO2+ KCl + CO2

सीएल वी¼ = क्लोरीन - मैं

एमएन द्वितीय¼ = एमएन चतुर्थ

बी) प्रत्येक अर्ध-प्रतिक्रिया में परमाणुओं और आवेश की संख्या के संरक्षण के नियमों का पालन करते हुए, कमी और ऑक्सीकरण की अर्ध-प्रतिक्रियाओं के लिए समीकरण बनाएं:

आधा प्रतिक्रियावसूली सीएल वी + 6 इ - = क्लोरीन - मैं

आधा प्रतिक्रियाऑक्सीकरण एमएन द्वितीय- 2 इ - = एमएन चतुर्थ

ग) अर्ध-प्रतिक्रियाओं के समीकरण के लिए अतिरिक्त कारकों का चयन किया जाता है ताकि पूरी प्रतिक्रिया के लिए आवेश संरक्षण का नियम संतुष्ट हो, जिसके लिए अपचयन अर्ध-प्रतिक्रियाओं में स्वीकृत इलेक्ट्रॉनों की संख्या की संख्या के बराबर बनाई जाती है ऑक्सीकरण अर्ध-प्रतिक्रिया में दान किए गए इलेक्ट्रॉन:

सीएल वी + 6 इ - = क्लोरीन - मैं 1

एमएन द्वितीय- 2 इ - = एमएन IV 3

डी) प्रतिक्रिया योजना में स्टोइकोमेट्रिक गुणांक डालें (पाए गए कारकों का उपयोग करके) (गुणांक 1 छोड़ा गया है):

3 एमएनसीओ 3 + केसीएलओ 3 = 3 एमएनओ 2 + के.सी.एल+CO2

डी) उन तत्वों के परमाणुओं की संख्या को बराबर करें जो प्रतिक्रिया के दौरान अपनी ऑक्सीकरण अवस्था को नहीं बदलते हैं (यदि ऐसे दो तत्व हैं, तो उनमें से एक के परमाणुओं की संख्या को बराबर करना और दूसरे की जांच करना पर्याप्त है)। रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए समीकरण प्राप्त होता है:

3 एमएनसीओ 3 + केसीएलओ 3 = 3 एमएनओ 2 + के.सी.एल+3 सीओ 2

उदाहरण 3. रेडॉक्स प्रतिक्रिया के समीकरण में गुणांक का चयन करें

Fe 2 O 3 + CO ® Fe + CO2

समाधान

Fe 2 O 3 + 3 CO = 2 Fe +3 CO 2

FeIII + 3 इ - =फ़े 0 2

सी द्वितीय - 2 इ - = सी IV 3

एक पदार्थ के दो तत्वों के परमाणुओं के एक साथ ऑक्सीकरण (या कमी) के साथ, इस पदार्थ की एक सूत्र इकाई के लिए गणना की जाती है।

उदाहरण 4.रेडॉक्स प्रतिक्रिया के समीकरण में गुणांक का चयन करें

फे(एस ) 2 + O 2 = Fe 2 O 3 + SO 2

समाधान

4Fe(एस ) 2 + 11 ओ 2 = 2 फे 2 ओ 3 + 8 एसओ 2

फे II- इ - = FeIII

- 11 इ - 4

2एस - मैं - 10 इ - = 2S IV

ओ 2 0 + 4 इ - = 2O - द्वितीय+4 इ - 11

उदाहरण 3 और 4 में, ऑक्सीकरण और कम करने वाले एजेंट के कार्यों को विभिन्न पदार्थों के बीच विभाजित किया गया है, Fe 2 O 3 और O 2 - ऑक्सीकरण एजेंट, सीओ और Fe(S)2 - अपचायक कारक; ऐसी प्रतिक्रियाओं को इस प्रकार वर्गीकृत किया गया है आणविकरेडॉक्स प्रतिक्रियाएं।

कब इंट्रामोलीक्युलरऑक्सीकरण-अपचयन, जब एक ही पदार्थ में एक तत्व के परमाणुओं का ऑक्सीकरण होता है और दूसरे तत्व के परमाणुओं का ऑक्सीकरण होता है, तो गणना पदार्थ की एक सूत्र इकाई के अनुसार की जाती है।

उदाहरण 5.ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रिया समीकरण में गुणांक का चयन करें

(एनएच 4) 2 सीआरओ 4 ® सीआर 2 ओ 3 + एन 2 + एच 2 ओ + एनएच 3

समाधान

2 (एनएच 4) 2 सीआरओ 4 = सीआर 2 ओ 3 + एन 2 +5 एच 2 ओ + 2 एनएच 3

सीआरवीआई + 3 इ - = सीआर III 2

2एन - तृतीय - 6 इ - = एन 2 0 1

प्रतिक्रियाओं के लिए विच्छेदन (अनुपातहीनता, ऑटोऑक्सीडेशन- स्व-उपचार), जिसमें अभिकर्मक में एक ही तत्व के परमाणुओं को ऑक्सीकरण और कम किया जाता है, पहले समीकरण के दाईं ओर अतिरिक्त कारक जोड़े जाते हैं, और फिर अभिकर्मक के लिए गुणांक पाया जाता है।

उदाहरण 6. विखंडन प्रतिक्रिया समीकरण में गुणांक का चयन करें

H2O2 ® H2O+O2

समाधान

2 एच 2 ओ 2 = 2 एच 2 ओ + ओ 2

हे - मैं+ इ - = ओ - द्वितीय 2

2ओ - मैं - 2 इ - = ओ 2 0 1

रूपान्तरण प्रतिक्रिया के लिए ( synproportionation), जिसमें विभिन्न अभिकर्मकों के एक ही तत्व के परमाणु, उनके ऑक्सीकरण और कमी के परिणामस्वरूप, एक ही ऑक्सीकरण अवस्था प्राप्त करते हैं, समीकरण के बाईं ओर पहले अतिरिक्त कारक जोड़े जाते हैं।

उदाहरण 7.रूपान्तरण प्रतिक्रिया समीकरण में गुणांक का चयन करें:

एच 2 एस + एसओ 2 = एस + एच 2 ओ

समाधान

2H2S + SO2 = 3S + 2H2O

एस - द्वितीय - 2 इ - = एस 0 2

एसआईवी+4 इ - = एस 0 1

आयनों की भागीदारी के साथ एक जलीय घोल में होने वाली रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के समीकरणों में गुणांक का चयन करने के लिए, विधि का उपयोग किया जाता है इलेक्ट्रॉन-आयन संतुलन.इलेक्ट्रॉन-आयन संतुलन का उपयोग करके गुणांक चुनने की विधि में निम्नलिखित चरण होते हैं:

ए) इस रेडॉक्स प्रतिक्रिया के अभिकर्मकों के सूत्र लिखें

के 2 करोड़ 2 ओ 7 + एच 2 एसओ 4 + एच 2 एस

और उनमें से प्रत्येक का रासायनिक कार्य स्थापित करें (यहां)। K2Cr2O7 - ऑक्सीकरण एजेंट, एच 2 एसओ 4 - अम्लीय प्रतिक्रिया माध्यम, H2S - संदर्भ पुस्तकें);

बी) आयनिक रूप में अभिकर्मकों के सूत्र (अगली पंक्ति में) लिखें, केवल उन आयनों (मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए), अणुओं (कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स और गैसों के लिए) और सूत्र इकाइयों (ठोसों के लिए) को इंगित करें जो इसमें भाग लेंगे ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में प्रतिक्रिया ( Cr2O72 - ), पर्यावरण ( एच+- अधिक सटीक रूप से, ऑक्सोनियम धनायन H3O+ ) और कम करने वाला एजेंट ( H2S):

Cr2O72 - +H++H2S

ग) ऑक्सीकरण एजेंट के कम किए गए सूत्र और कम करने वाले एजेंट के ऑक्सीकृत रूप को निर्धारित करें, जिसे ज्ञात या निर्दिष्ट किया जाना चाहिए (उदाहरण के लिए, यहां डाइक्रोमेट आयन क्रोमियम धनायनों से गुजरता है) III), और हाइड्रोजन सल्फाइड - सल्फर में); यह डेटा अगली दो पंक्तियों में लिखा गया है, कमी और ऑक्सीकरण अर्ध-प्रतिक्रियाओं के लिए इलेक्ट्रॉन-आयन समीकरण तैयार किए गए हैं, और अर्ध-प्रतिक्रिया समीकरणों के लिए अतिरिक्त कारकों का चयन किया गया है:

आधा प्रतिक्रियासीआर 2 ओ 7 2 की कमी - + 14 एच + + 6 इ - = 2 करोड़ 3+ + 7 एच 2 ओ 1

आधा प्रतिक्रियाएच 2 एस का ऑक्सीकरण - 2 इ - = एस (टी) + 2 एच + 3

डी) अर्ध-प्रतिक्रिया समीकरणों को जोड़कर, किसी दी गई प्रतिक्रिया का आयनिक समीकरण बनाएं, यानी। पूरक प्रविष्टि (बी):

Cr2O72 - + 8 एच + + 3 एच 2 एस = 2 करोड़ 3+ + 7 एच 2 ओ + 3 एस (टी )

डी) आयनिक समीकरण के आधार पर, इस प्रतिक्रिया का आणविक समीकरण बनाएं, अर्थात। पूरक प्रविष्टि (ए), और आयनिक समीकरण में गायब धनायनों और आयनों के सूत्रों को अतिरिक्त उत्पादों के सूत्रों में समूहीकृत किया गया है ( K2SO4):

K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3H 2 S = Cr 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O + 3S (टी ) + के 2 एसओ 4

च) समीकरण के बाएँ और दाएँ पक्षों पर तत्वों के परमाणुओं की संख्या के आधार पर चयनित गुणांक की जाँच करें (आमतौर पर यह केवल ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या की जाँच करने के लिए पर्याप्त है)।

ऑक्सीकरणऔर पुनः स्थापित किए गएऑक्सीकरण और अपचायक रूप अक्सर ऑक्सीजन सामग्री में भिन्न होते हैं (तुलना करें)। Cr2O72 - और सीआर 3+ ). इसलिए, इलेक्ट्रॉन-आयन संतुलन विधि का उपयोग करके अर्ध-प्रतिक्रिया समीकरणों को संकलित करते समय, उनमें H + / H 2 O (एक अम्लीय माध्यम के लिए) और OH जोड़े शामिल होते हैं। - / एच 2 ओ (क्षारीय वातावरण के लिए)। यदि, एक रूप से दूसरे रूप में जाने पर, मूल रूप (आमतौर पर - ऑक्सीकृत) अपने ऑक्साइड आयनों को खो देता है (नीचे वर्गाकार कोष्ठक में दिखाया गया है), फिर उत्तरार्द्ध, क्योंकि वे मुक्त रूप में मौजूद नहीं हैं, उन्हें अम्लीय वातावरण में और क्षारीय वातावरण में हाइड्रोजन धनायनों के साथ जोड़ा जाना चाहिए - पानी के अणुओं के साथ, जिससे पानी के अणुओं (अम्लीय वातावरण में) और हाइड्रॉक्साइड आयन (क्षारीय वातावरण में) का निर्माण होता है):

अम्लीय वातावरण[ O2 - ] + 2 एच + = एच 2 ओ

क्षारीय वातावरण[ओ 2 - ] + एच 2 ओ = 2 ओएच -

अपने मूल रूप में ऑक्साइड आयनों की कमी (आमतौर पर)।- कम में) अंतिम रूप की तुलना में पानी के अणुओं (अम्लीय वातावरण में) या हाइड्रॉक्साइड आयनों (क्षारीय वातावरण में) को जोड़कर मुआवजा दिया जाता है:

अम्लीय वातावरण एच 2 ओ = [ओ 2 - ] + 2 एच +

क्षारीय वातावरण2 ओह - = [ओ 2 - ] + एच 2 ओ

उदाहरण 8.रेडॉक्स प्रतिक्रिया के समीकरण में इलेक्ट्रॉन-आयन संतुलन विधि का उपयोग करके गुणांक का चयन करें:

® एमएनएसओ 4 + एच 2 ओ + ना 2 एसओ 4 + ¼

समाधान

2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 + 5 Na 2 SO 3 =

2 एमएनएसओ 4 + 3 एच 2 ओ + 5 ना 2 एसओ 4 + + के 2 एसओ 4

2 एमएनओ 4 - + 6 एच + + 5 एसओ 3 2 - = 2 एमएन 2+ + 3 एच 2 ओ + 5 एसओ 4 2 -

MnO4 - + 8एच + + 5 इ - = एमएन 2+ + 4 एच 2 ओ2

एसओ 3 2 - +H2O - 2 इ - = एसओ 4 2 - + 2 एच + 5

उदाहरण 9. रेडॉक्स प्रतिक्रिया के समीकरण में इलेक्ट्रॉन-आयन संतुलन विधि का उपयोग करके गुणांक का चयन करें:

Na 2 SO 3 + KOH + KMnO 4 ® Na 2 SO 4 + H 2 O + K 2 MnO 4

समाधान

Na 2 SO 3 + 2 KOH + 2 KMnO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 O + 2 K 2 MnO 4

एसओ 3 2 - + 2 ओह - + 2 एमएनओ 4 - = एसओ 4 2 - + एच 2 ओ + 2 एमएनओ 4 2 -

MnO4 - + 1 इ - = एमएनओ 4 2 - 2

एसओ 3 2 - + 2 ओह - - 2 इ - = एसओ 4 2 - + एच 2 ओ 1

यदि परमैंगनेट आयन को कमजोर अम्लीय वातावरण में ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है, तो कमी अर्ध-प्रतिक्रिया के लिए समीकरण है:

MnO4 - + 4 एच + + 3 इ - = एम.एन.हे 2(टी) + 2 एच 2 ओ

और यदि थोड़ा क्षारीय वातावरण में है, तो

एमएनओ 4 - + 2 एच 2 ओ + 3 इ - = एम.एन.हे 2(टी) + 4 ओएच -

अक्सर, कमजोर अम्लीय और थोड़ा क्षारीय माध्यम को पारंपरिक रूप से तटस्थ कहा जाता है, और बाईं ओर अर्ध-प्रतिक्रिया समीकरणों में केवल पानी के अणुओं को पेश किया जाता है। इस मामले में, समीकरण बनाते समय, आपको (अतिरिक्त कारकों का चयन करने के बाद) H+ और OH आयनों से पानी के निर्माण को दर्शाते हुए एक अतिरिक्त समीकरण लिखना चाहिए। - .

उदाहरण 10. तटस्थ माध्यम में होने वाली प्रतिक्रिया के समीकरण में गुणांक का चयन करें:

KMnO 4 + H 2 O + Na 2 SO 3 ® एम.एन.के बारे में 2( टी) + ना 2 एसओ 4 ¼

समाधान

2 KMnO 4 + H 2 O + 3 Na 2 SO 3 = 2 एम.एन.हे 2(टी) + 3 Na 2 SO 4 + 2 KOH

MnO4 - + एच 2 ओ + 3 एसओ 3 2 - = 2 एम.एन.हे 2(टी ) + 3 एसओ 4 2 - + 2 ओह -

एमएनओ 4 - + 2 एच 2 ओ + 3 इ - = एम.एन.हे 2(टी) + 4 ओएच -

एसओ 3 2 - +H2O - 2 इ - = एसओ 4 2 - +2एच+

8ओएच - + 6 एच + = 6 एच 2 ओ + 2 ओएच -

इस प्रकार, यदि उदाहरण 10 से प्रतिक्रिया केवल पोटेशियम परमैंगनेट और सोडियम सल्फाइट के जलीय घोल को मिलाकर की जाती है, तो यह पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के गठन के कारण सशर्त रूप से तटस्थ (और वास्तव में, थोड़ा क्षारीय) वातावरण में आगे बढ़ती है। यदि पोटेशियम परमैंगनेट समाधान थोड़ा अम्लीय है, तो प्रतिक्रिया कमजोर अम्लीय (सशर्त तटस्थ) वातावरण में आगे बढ़ेगी।

उदाहरण 11. कमजोर अम्लीय वातावरण में होने वाली प्रतिक्रिया के समीकरण में गुणांक का चयन करें:

KMnO 4 + H 2 SO 4 + Na 2 SO 3 ® एम.एन.के बारे में 2( टी) + एच 2 ओ + ना 2 एसओ 4 + ¼

समाधान

2KMnO 4 + H 2 SO 4 + 3Na 2 SO 3 = 2Mn हे 2(टी ) + एच 2 ओ + 3एनए 2 एसओ 4 + के 2 एसओ 4

2 एमएनओ 4 - + 2 एच + + 3 एसओ 3 2 - = 2 एम.एन.हे 2(टी ) + एच 2 ओ + 3 एसओ 4 2 -

MnO4 - + 4H + + 3 इ - = एम.एन.ओ 2( टी ) + 2 एच 2 ओ2

एसओ 3 2 - +H2O - 2 इ - = एसओ 4 2 - + 2 एच + 3

प्रतिक्रिया से पहले और बाद में ऑक्सीकरण एजेंटों और कम करने वाले एजेंटों के अस्तित्व के रूप, यानी। इनके ऑक्सीकृत एवं अपचयित रूप कहलाते हैं रिडॉक्स जोड़े. इस प्रकार, रासायनिक अभ्यास से यह ज्ञात है (और इसे याद रखना चाहिए) कि अम्लीय वातावरण में परमैंगनेट आयन एक मैंगनीज धनायन बनाता है ( II) (जोड़ी एमएनओ 4 - +एच+/ एम.एन. 2+ + एच 2 ओ ), थोड़े क्षारीय वातावरण में- मैंगनीज (IV) ऑक्साइड (युग्म)। एमएनओ 4 - +एच+ ¤ एम.एन.ओ 2(टी) + एच 2 ओ या एमएनओ 4 - + एच 2 ओ = एम.एन.ओ 2(टी) + ओएच - ). इसलिए, ऑक्सीकृत और अपचित रूपों की संरचना विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं में किसी दिए गए तत्व के रासायनिक गुणों द्वारा निर्धारित की जाती है, अर्थात। जलीय घोल के विभिन्न वातावरणों में विशिष्ट रूपों की असमान स्थिरता। इस खंड में प्रयुक्त सभी रेडॉक्स जोड़े समस्या 2.15 और 2.16 में दिए गए हैं।

ओवीआर क्या है? ऐसी प्रतिक्रियाओं के उदाहरण न केवल अकार्बनिक, बल्कि कार्बनिक रसायन विज्ञान में भी पाए जा सकते हैं। इस लेख में हम ऐसी अंतःक्रियाओं का विश्लेषण करते समय उपयोग किए जाने वाले मुख्य शब्दों को परिभाषित करेंगे। इसके अलावा, हम रासायनिक समीकरणों के कुछ ओवीआर, उदाहरण और समाधान प्रदान करेंगे जो आपको क्रियाओं के एल्गोरिदम को समझने में मदद करेंगे।

बुनियादी परिभाषाएँ

लेकिन पहले, आइए बुनियादी परिभाषाओं को याद रखें जो आपको प्रक्रिया को समझने में मदद करेंगी:

• ऑक्सीकरण एजेंट एक परमाणु या आयन है जो बातचीत के दौरान इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करने में सक्षम है। खनिज अम्ल और पोटेशियम परमैंगनेट गंभीर ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करते हैं।
• कम करने वाला एजेंट एक आयन या परमाणु होता है जो अन्य तत्वों को वैलेंस इलेक्ट्रॉन दान करता है।
• मुक्त इलेक्ट्रॉनों को जोड़ने की प्रक्रिया को ऑक्सीकरण कहा जाता है, और इलेक्ट्रॉनों को खोने की प्रक्रिया को कमी कहा जाता है।

क्रियाओं का एल्गोरिदम

OVR समीकरणों का विश्लेषण कैसे करें? स्कूल स्नातकों को दिए गए उदाहरणों में इलेक्ट्रॉनिक संतुलन का उपयोग करके गुणांकों की व्यवस्था शामिल है। यहाँ प्रक्रिया है:

1. सबसे पहले, प्रस्तावित रासायनिक परिवर्तन में भाग लेने वाले सरल और जटिल पदार्थों में सभी तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था निर्दिष्ट करना आवश्यक है।
2. इसके बाद, उन तत्वों का चयन किया जाता है जिन्होंने अपना डिजिटल मान बदल दिया है।
3. "+" और "-" चिन्ह प्राप्त और दान किए गए इलेक्ट्रॉनों और उनकी संख्या को दर्शाते हैं।
4. इसके बाद, उनके बीच सबसे छोटा सामान्य गुणक निर्धारित किया जाता है और गुणांक निर्धारित किए जाते हैं।
5. परिणामी संख्याओं को प्रतिक्रिया समीकरण में डाल दिया जाता है।

पहला उदाहरण

ओवीआर से संबंधित कार्य कैसे पूरा करें? 9वीं कक्षा की अंतिम परीक्षा में पेश किए गए उदाहरणों में पदार्थों के सूत्रों को जोड़ना शामिल नहीं है। बच्चों को, एक नियम के रूप में, उन गुणांकों और पदार्थों को निर्धारित करने की आवश्यकता होती है जो संयोजकता मूल्यों को बदलते हैं।

आइए उन ओवीआर (प्रतिक्रियाओं) पर विचार करें, जिनके उदाहरण 11वीं कक्षा के स्नातकों को पेश किए जाते हैं। स्कूली बच्चों को स्वतंत्र रूप से पदार्थों के साथ समीकरण को पूरक करना होगा और उसके बाद ही इलेक्ट्रॉनिक संतुलन का उपयोग करके गुणांकों को व्यवस्थित करना होगा:

एच 2 ओ 2 + एच 2 एसओ 4 + केएमएनओ 4 = एमएन एसओ 4 + ओ 2 + …+…

सबसे पहले, आइए प्रत्येक यौगिक की ऑक्सीकरण अवस्थाओं को व्यवस्थित करें। तो, हाइड्रोजन पेरोक्साइड में यह पहले तत्व से मेल खाता है +1 , ऑक्सीजन पर -1 . सल्फ्यूरिक एसिड में निम्नलिखित संकेतक मौजूद हैं: +1, +6, -2 (कुल शून्य है). ऑक्सीजन एक सरल पदार्थ है, इसलिए इसकी ऑक्सीकरण अवस्था शून्य होती है।

इस इंटरैक्शन के लिए इलेक्ट्रॉनिक संतुलन इस प्रकार है:

• एम.एन. +7 5 ई = लेता है एमएन +2 2, एक ऑक्सीकरण एजेंट है;
• 2मैं - 2e = देता है मैं 2 0 5, एक कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है।

इस कार्य के अंतिम चरण में, हम गुणांकों को तैयार योजना में व्यवस्थित करेंगे और प्राप्त करेंगे:

2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 + 10KI= 2MnSO 4 + 5I 2 + 6K 2 SO 4 + 8H 2 O.

निष्कर्ष

इन प्रक्रियाओं को रासायनिक विश्लेषण में गंभीर अनुप्रयोग मिला है। उनकी मदद से, आप विभिन्न आयनों को खोज सकते हैं और अलग कर सकते हैं और ऑक्सीडिमेट्री कर सकते हैं।

विभिन्न प्रकार की भौतिक और रासायनिक विश्लेषण विधियाँ ORR पर आधारित हैं। अम्ल और क्षार अंतःक्रिया का सिद्धांत चल रही प्रक्रियाओं की गतिकी की व्याख्या करता है और समीकरणों का उपयोग करके मात्रात्मक गणना करने की अनुमति देता है।

अंतिम परीक्षा देने के लिए रसायन विज्ञान चुनने वाले स्कूली बच्चों के लिए इन परीक्षाओं को सफलतापूर्वक पास करने के लिए, इलेक्ट्रॉनिक संतुलन के आधार पर ओवीआर को बराबर करने के लिए एक एल्गोरिदम तैयार करना आवश्यक है। शिक्षक अपने छात्रों के साथ अकार्बनिक और कार्बनिक रसायन विज्ञान के विभिन्न उदाहरणों का उपयोग करके गुणांकों को व्यवस्थित करने की विधि पर काम करते हैं।

सरल और जटिल पदार्थों में रासायनिक तत्वों के ऑक्सीकरण राज्यों को निर्धारित करने के साथ-साथ स्वीकृत और दान किए गए इलेक्ट्रॉनों के बीच संतुलन बनाने से संबंधित कार्य, शिक्षा के बुनियादी, सामान्य चरण में परीक्षा परीक्षणों का एक अनिवार्य तत्व हैं। केवल अगर ऐसे कार्य सफलतापूर्वक पूरे हो जाते हैं तो हम अकार्बनिक रसायन विज्ञान में स्कूल पाठ्यक्रम में प्रभावी ढंग से महारत हासिल करने के बारे में बात कर सकते हैं, और एकीकृत राज्य परीक्षा और एकीकृत राज्य परीक्षा में उच्च ग्रेड प्राप्त करने पर भी भरोसा कर सकते हैं।