ჟანგვა-შემცირების რეაქციები, რომლებიც მოიცავს წყალბადის პეროქსიდს. Წყალბადის ზეჟანგი

ჟანგვის შემცირების რეაქციები, რომლებიც ხდება წყალბადის ზეჟანგის (წყალბადის ზეჟანგის წყალხსნარი - H) არსებობისას₂ო_{2 (aq)}) წარმოადგენს განსაკუთრებულ შემთხვევას, რომელიც ცალკე უნდა იქნას გაანალიზებული, ძირითადად მისი ბალანსის გათვალისწინებით. ეს იმიტომ ხდება, რომ წყალბადის ზეჟანგში ჟანგბადებს, რომელთა Nox -1 ტოლია, შეიძლება ან დაჟანგდეს, ან შემცირდეს.

მაგალითად, მოდით განვიხილოთ ორი შემთხვევა, როდესაც იგი იქცევა ჯერ როგორც ჟანგვითი (ამცირებელი) და შემდეგ როგორც შემამცირებელი საშუალება (ჟანგვა):

• ჟანგვის აგენტი: როდესაც წყალბადის ზეჟანგი მცირდება, მოქმედებს როგორც ჟანგვითი აგენტი, ის წარმოქმნის წყალს, როგორც პროდუქტს.

თუ იოდის იონების შემცველ ხსნარს დავუმატებთ წყალბადის ზეჟანგის ხსნარს (I^-) მჟავე გარემოში გვექნება:

ჰ₂ო_{2 (aq)} + მე^-_(აქ) + თ⁺_(აქ) თ₂ო₍₁₎ + მე_{2 (s)}

ნახეთ, რომ წარმოიქმნება წყალი და იოდი. მაგრამ იმის შესამოწმებლად, მოქმედებდა თუ არა წყალბადის ზეჟანგი ჟანგვის შემცველობით და შემცირდა, დააკვირდით დაჟანგვის რიცხვების (NOx) განსაზღვრას: *

წყალბადის ზეჟანგის ჟანგბადის Nox შემცირდა -1-დან -2-მდე, იმის გათვალისწინებით, რომ მან მიიღო 1 ელექტრონი. ამასთან, რადგან წყალბადის ზეჟანგის მოლეკულაში გვაქვს ორი ჟანგბადი (H

₂ო₂), Nox ვარიაცია ტოლი იქნება 2-ის.

ასე რომ, როგორც ეს ნაჩვენებია ტექსტში ”Redox დაბალანსება”რედოქსების რეაქციების დასაბალანსებლად აუცილებელი ნაბიჯი არის Nox ვარიაციების მნიშვნელობების კოეფიციენტების ინვერსირება, ამ შემთხვევაში შემდეგნაირად:

* ჰ₂ო₂ = 2 (oxNox) = 2 2 იქნება I კოეფიციენტი^-;

* ᲛᲔ^-= OxNox = 1 → 1 იქნება H კოეფიციენტი₂ო₂.

ამრიგად, ჩვენ გვაქვს:

1 საათი₂ო_{2 (aq)} + 2 მე^-_(აქ) + თ⁺_(აქ) თ₂ო₍₁₎ + მე_{2 (s)}

სხვა კოეფიციენტების დარტყმა საცდელი ბალანსირებით:

• რადგან 1 წევრში არის ჟანგბადის ორი ატომი, მე -2 წევრის წყლის კოეფიციენტი უნდა იყოს 2. და რადგან 1 წევრში ასევე არის ორი იოდიდის იონი, იოდის კოეფიციენტი მე -2 წევრში იქნება 1. არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ ინდექსი უნდა გავამრავლოთ კოეფიციენტზე, რათა თითოეულ წევრში ვიპოვოთ ატომებისა და იონების სწორი რაოდენობა:

1 საათი₂ო_{2 (aq)} + 2 მე^-_(აქ) + თ⁺_(აქ) → 2 ჰ₂ო₍₁₎ + 1 მე_{2 (s)}

• ახლა მხოლოდ 1-ლი წევრის წყალბადის კატიონის დაბალანსება რჩება და მისი კოეფიციენტი უნდა იყოს 2-ის ტოლი, რადგან მე -2 წევრში მას აქვს 4 წყალბადის და 1-ლი წევრის შემადგენლობაში უკვე ორი:

1 საათი₂ო_{2 (aq)} + 2 მე^-_(აქ) +2 სთ⁺_(აქ) → 2 ჰ₂ო₍₁₎ + 1 მე_{2 (s)}

• შემცირების აგენტი: როდესაც წყალბადის ზეჟანგი იჟანგება, მოქმედებს როგორც შემამცირებელი საშუალება, წარმოქმნის ჟანგბადს (O₂) როგორც პროდუქტი.

წყალბადის ზეჟანგის შემცირების მაგალითია კალიუმის პერმანგანატთან (KMnO) კონტაქტის დროს₄). ამ ნივთიერებას აქვს ძალიან დამახასიათებელი იისფერი ფერი, მაგრამ წყალბადის პეროქსიდთან კონტაქტის დროს ხდება უფერო. ეს იმიტომ ხდება, რომ MnO იონში არსებული ყველა მანგანუმი₄^- მცირდება პერმანგანატის ხსნარი და წარმოიქმნება Mn იონი²⁺, როგორც ქვემოთაა ნაჩვენები:

^{+1 -1 +7 -2 +1 0 +2 +1 -2}
ჰ₂ო₂ + MnO₄^-+ თ⁺ → The₂ + მნ²⁺+ თ₂ო

გაანგარიშების Nox, ჩვენ ვხედავთ, რომ ჟანგბადის წყალბადის პეროქსიდი რეალურად იჟანგება და იწვევს მანგანუმის შემცირებას:

როგორც წინა მაგალითში, hydNO წყალბადის ზეჟანგი ტოლი იქნება 2-ის, რადგან არსებობს ორი ჟანგბადი და თითოეული კარგავს ელექტრონს. ამიტომ, ჩვენ გვაქვს:

* ო₂ = 2 (oxNox) = 2 2 იქნება MnO კოეფიციენტი₄^-;

* MnO₄^- = OxNox = 5 5 იქნება O კოეფიციენტი₂.

და როგორც ყველა₂ მოდის წყალბადის ზეჟანგიდან, ორ ნივთიერებას აქვს იგივე კოეფიციენტი:

5 ჰ₂ო₂ + 2MnO₄^-+ თ⁺ → 5 ო₂ + მნ²⁺+ თ₂ო

საცდელი მეთოდით დაბალანსება გვაქვს:

5 საათი₂ო₂ + 2 MnO₄^-+ 6 სთ⁺ → 5 O₂ + 2 მილიონი²⁺+ 8 საათი₂ო

---

* ნებისმიერი კითხვისთვის, თუ როგორ გამოვთვალოთ ატომებისა და იონების დაჟანგვის რიცხვი (Nox) რეაქციაში, წაიკითხეთ ტექსტი „დაჟანგვის რიცხვის განსაზღვრა (Nox)“.

ჯენიფერ ფოგაჩას მიერ
დაამთავრა ქიმია

წყარო: ბრაზილიის სკოლა - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-oxirreducao-envolvendo-agua-oxigenada.htm