व्यक्तिगत परमाणुओं के साथ-साथ आयनों के रेडॉक्स गुण आधुनिक रसायन विज्ञान में एक महत्वपूर्ण मुद्दा हैं। यह सामग्री विभिन्न परमाणुओं के रासायनिक गुणों की विस्तृत तुलना करने के लिए तत्वों और पदार्थों की गतिविधि की व्याख्या करने में मदद करती है।
ऑक्सीकारक क्या है
रसायन विज्ञान में कई कार्य, जिसमें 11 वीं कक्षा में एकीकृत राज्य परीक्षा के लिए परीक्षण प्रश्न और ग्रेड 9 में ओजीई शामिल हैं, इस अवधारणा से जुड़े हैं। एक ऑक्सीकरण एजेंट को परमाणु या आयन माना जाता है, जो रासायनिक बातचीत की प्रक्रिया में, दूसरे आयन या परमाणु से इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है। यदि हम परमाणुओं के ऑक्सीकरण गुणों का विश्लेषण करते हैं, तो हमें मेंडलीफ की आवधिक प्रणाली की आवश्यकता होती है। तालिका में बाएँ से दाएँ स्थित आवर्त में परमाणुओं की ऑक्सीकरण क्षमता बढ़ जाती है, अर्थात यह अधात्विक गुणों के समान ही परिवर्तित हो जाता है। मुख्य उपसमूहों में, यह पैरामीटर ऊपर से नीचे तक घटता जाता है। ऑक्सीकरण क्षमता वाले सबसे मजबूत सरल पदार्थों में, फ्लोरीन प्रमुख है। एक शब्द जैसे "इलेक्ट्रोनगेटिविटी", यानी रासायनिक बातचीत के मामले में परमाणु की क्षमताइलेक्ट्रॉनों को ऑक्सीकरण गुणों का पर्याय माना जा सकता है। दो या दो से अधिक रासायनिक तत्वों से युक्त जटिल पदार्थों में, उज्ज्वल ऑक्सीकरण एजेंटों पर विचार किया जा सकता है: पोटेशियम परमैंगनेट, पोटेशियम क्लोरेट, ओजोन।
एक कम करने वाला एजेंट क्या है
परमाणुओं के अपचायक गुण सरल पदार्थों के लक्षण होते हैं जो धात्विक गुणों को प्रदर्शित करते हैं। आवर्त सारणी में, धातु के गुण आवर्त में बाएं से दाएं कमजोर हो जाते हैं, और मुख्य उपसमूहों (लंबवत) में वे बढ़ जाते हैं। पुनर्प्राप्ति का सार इलेक्ट्रॉनों की वापसी है, जो बाहरी ऊर्जा स्तर पर स्थित हैं। इलेक्ट्रॉन कोशों (स्तरों) की संख्या जितनी अधिक होगी, रासायनिक संपर्क के दौरान "अतिरिक्त" इलेक्ट्रॉनों को छोड़ना उतना ही आसान होगा।
सक्रिय (क्षारीय, क्षारीय-पृथ्वी) धातुओं में उत्कृष्ट कम करने वाले गुण होते हैं। इसके अलावा, समान मापदंडों को प्रदर्शित करने वाले पदार्थ, हम सल्फर ऑक्साइड (6), कार्बन मोनोऑक्साइड को उजागर करते हैं। अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था प्राप्त करने के लिए, इन यौगिकों को कम करने वाले गुणों को प्रदर्शित करने के लिए मजबूर किया जाता है।
ऑक्सीकरण प्रक्रिया
यदि किसी रासायनिक क्रिया के दौरान एक परमाणु या आयन दूसरे परमाणु (आयन) को इलेक्ट्रॉन देता है, तो हम ऑक्सीकरण की प्रक्रिया के बारे में बात कर रहे हैं। गुणों को कम करने और ऑक्सीडाइजिंग शक्ति परिवर्तन का विश्लेषण करने के लिए, आपको तत्वों की एक आवर्त सारणी के साथ-साथ भौतिकी के आधुनिक नियमों के ज्ञान की आवश्यकता होगी।
बहाली की प्रक्रिया
कमी प्रक्रियाओं में दोनों के आयनों द्वारा स्वीकृति शामिल हैप्रत्यक्ष रासायनिक संपर्क के दौरान अन्य परमाणुओं (आयनों) से इलेक्ट्रॉनों के परमाणु। उत्कृष्ट कम करने वाले एजेंट नाइट्राइट, क्षार धातुओं के सल्फाइट हैं। तत्वों के निकाय में अपचायक गुण साधारण पदार्थों के धात्विक गुणों के समान ही बदल जाते हैं।
OVR पार्सिंग एल्गोरिथम
छात्र के लिए तैयार रासायनिक प्रतिक्रिया में गुणांक रखने के लिए, एक विशेष एल्गोरिदम का उपयोग करना आवश्यक है। रेडॉक्स गुण विश्लेषणात्मक, कार्बनिक और सामान्य रसायन विज्ञान में विभिन्न कम्प्यूटेशनल समस्याओं को हल करने में भी मदद करते हैं। हम किसी भी प्रतिक्रिया को पार्स करने का क्रम सुझाते हैं:
- सबसे पहले, नियमों का उपयोग करके प्रत्येक उपलब्ध तत्व की ऑक्सीकरण अवस्था का निर्धारण करना महत्वपूर्ण है।
- अगला, वे परमाणु या आयन जिन्होंने अपनी ऑक्सीकरण अवस्था बदल दी है, प्रतिक्रिया में भाग लेने के लिए दृढ़ हैं।
- ऋण और धन चिह्न रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान दिए गए और प्राप्त मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या को इंगित करते हैं।
- अगला, सभी इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बीच, न्यूनतम सामान्य गुणक निर्धारित किया जाता है, यानी एक पूर्णांक जो प्राप्त और दिए गए इलेक्ट्रॉनों द्वारा शेष के बिना विभाजित किया जाता है।
- फिर यह रासायनिक प्रतिक्रिया में शामिल इलेक्ट्रॉनों में विभाजित हो जाता है।
- अगला, हम यह निर्धारित करते हैं कि किन आयनों या परमाणुओं में कम करने वाले गुण हैं, और ऑक्सीकरण एजेंट भी निर्धारित करते हैं।
- अंतिम चरण में गुणांकों को समीकरण में रखें।
इलेक्ट्रॉनिक संतुलन विधि का उपयोग करते हुए, आइए इस प्रतिक्रिया योजना में गुणांक रखें:
NaMnO4 + हाइड्रोजन सल्फाइड + सल्फ्यूरिक एसिड=S + Mn SO4 +…+…
समस्या को हल करने के लिए एल्गोरिदम
आइए जानें कि अंतःक्रिया के बाद कौन से पदार्थ बनने चाहिए। चूंकि प्रतिक्रिया में पहले से ही एक ऑक्सीकरण एजेंट होता है (यह मैंगनीज होगा) और एक कम करने वाला एजेंट परिभाषित किया गया है (यह सल्फर होगा), ऐसे पदार्थ बनते हैं जिनमें ऑक्सीकरण अवस्था अब नहीं बदलती है। चूंकि मुख्य प्रतिक्रिया नमक और एक मजबूत ऑक्सीजन युक्त एसिड के बीच आगे बढ़ी, अंतिम पदार्थों में से एक पानी होगा, और दूसरा सोडियम नमक होगा, अधिक सटीक रूप से, सोडियम सल्फेट।
अब इलेक्ट्रान देने और प्राप्त करने की योजना बनाते हैं:
- एमएन+7 5 ई=एमएन+2 लेता है।
योजना का दूसरा भाग:
- एस-2 दाइव2ई=एस0
हम गुणांकों को प्रारंभिक प्रतिक्रिया में डालते हैं, समीकरण के भागों में सभी सल्फर परमाणुओं को जोड़ना नहीं भूलते।
2NaMnO4 + 5H2S + 3H2SO 4 =5S + 2MnSO4 + 8H2O + Na2SO 4.
हाइड्रोजन पेरोक्साइड युक्त ओवीआर का विश्लेषण
OVR पार्सिंग एल्गोरिदम का उपयोग करके, हम चल रही प्रतिक्रिया के लिए एक समीकरण बना सकते हैं:
हाइड्रोजन पेरोक्साइड + सल्फ्यूरिक एसिड + पोटेशियम परमैग्नेट=Mn SO4 + ऑक्सीजन + …+…
ऑक्सीकरण राज्यों ने पोटेशियम परमैंगनेट में ऑक्सीजन आयन (हाइड्रोजन पेरोक्साइड में) और मैंगनीज केशन को बदल दिया। यानी हमारे पास एक कम करने वाला एजेंट है, साथ ही एक ऑक्सीकरण एजेंट भी है।
आइए निर्धारित करें कि बातचीत के बाद भी किस तरह के पदार्थ प्राप्त किए जा सकते हैं। उनमें से एक पानी होगा, जो स्पष्ट रूप से एक एसिड और नमक के बीच की प्रतिक्रिया है। पोटेशियम ने एक नया नहीं बनायापदार्थ, दूसरा उत्पाद पोटेशियम नमक होगा, जिसका नाम सल्फेट होगा, क्योंकि प्रतिक्रिया सल्फ्यूरिक एसिड के साथ थी।
योजना:
2O - 2 इलेक्ट्रॉन दान करता है और O 2 में बदल जाता है 0 5
Mn+7 5 इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है और Mn आयन बन जाता है+2 2
गुणांक सेट करें।
5H2O2 + 3H2SO4 + 2KMnO4=5O2 + 2Mn SO4 + 8H 2O + K2SO4
पोटेशियम क्रोमेट से जुड़े ओवीआर विश्लेषण का उदाहरण
इलेक्ट्रॉनिक बैलेंस विधि का उपयोग करके, हम गुणांक के साथ एक समीकरण बनाएंगे:
FeCl2 + हाइड्रोक्लोरिक एसिड + पोटेशियम क्रोमेट=FeCl3+ CrCl3 + …+…
ऑक्सीकरण अवस्थाओं ने आयरन (फेरिक क्लोराइड II में) और क्रोमियम आयन को पोटेशियम डाइक्रोमेट में बदल दिया।
अब आइए जानने की कोशिश करते हैं कि और कौन से पदार्थ बनते हैं। एक नमक हो सकता है। चूंकि पोटेशियम ने कोई यौगिक नहीं बनाया है, इसलिए दूसरा उत्पाद पोटेशियम नमक होगा, अधिक सटीक रूप से, क्लोराइड, क्योंकि प्रतिक्रिया हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ हुई थी।
आइए एक आरेख बनाते हैं:
Fe+2 देता है e= Fe+3 6 रेड्यूसर,
2Cr+6 6 e=2Cr +31 ऑक्सीडाइज़र स्वीकार करता है।
प्रारंभिक प्रतिक्रिया में गुणांक डालें:
6K2Cr2O7 + FeCl2+ 14HCl=7H2O + 6FeCl3 + 2CrCl3 + 2KCl
उदाहरणपोटेशियम आयोडाइड से युक्त ओवीआर विश्लेषण
नियमों से लैस, आइए एक समीकरण बनाएं:
पोटेशियम परमैंगनेट + सल्फ्यूरिक एसिड + पोटेशियम आयोडाइड…मैंगनीज सल्फेट + आयोडीन +…+…
ऑक्सीकरण अवस्थाओं ने मैंगनीज और आयोडीन को बदल दिया। यानी एक कम करने वाला एजेंट और एक ऑक्सीकरण एजेंट मौजूद हैं।
अब आइए जानें कि आखिर हम क्या पाते हैं। यौगिक पोटेशियम के साथ होगा, यानी हमें पोटेशियम सल्फेट मिलेगा।
आयोडीन आयनों में पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया होती है।
आइए एक इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण योजना तैयार करें:
- एमएन+7 स्वीकार करता है 5 ई=एमएन+2 2 एक ऑक्सीडेंट है,
- 2मैं- दे देना 2 ई=मैं2 0 5 एक कम करने वाला एजेंट है।
प्रारंभिक प्रतिक्रिया में गुणांक रखें, इस समीकरण में सभी सल्फर परमाणुओं का योग करना न भूलें।
210KI + KMnO4 + 8H2SO4 =2MnSO 4 + 5I2 + 6K2SO4 + 8H 2ओ
सोडियम सल्फाइट युक्त ओवीआर के विश्लेषण का उदाहरण
शास्त्रीय पद्धति का उपयोग करते हुए, हम सर्किट के लिए एक समीकरण की रचना करेंगे:
- सल्फ्यूरिक एसिड + KMnO4 + सोडियम सल्फाइट… सोडियम सल्फेट + मैंगनीज सल्फेट +…+…
बातचीत के बाद हमें सोडियम नमक, पानी मिलता है।
आइए एक आरेख बनाते हैं:
- एमएन+7 5 ई=एमएन+2 2,लेता है
- एस+4 देता है 2 ई=एस+6 5.
विचाराधीन अभिक्रिया में गुणांकों को व्यवस्थित करें, गुणांकों को व्यवस्थित करते समय सल्फर परमाणुओं को जोड़ना न भूलें।
3H2SO4 + 2KMnO4 + 5Na2 एसओ3 =कश्मीर2SO4 + 2MnSO4 + 5Na2 SO4 + 3H2O.
नाइट्रोजन युक्त ओवीआर के विश्लेषण का उदाहरण
निम्नलिखित कार्य करते हैं। एल्गोरिथम का उपयोग करके, हम पूर्ण प्रतिक्रिया समीकरण की रचना करेंगे:
- मैंगनीज नाइट्रेट + नाइट्रिक एसिड + PbO2=HMnO4+Pb(NO3) 2+
आइए विश्लेषण करते हैं कि कौन सा पदार्थ अभी भी बना है। चूँकि अभिक्रिया प्रबल ऑक्सीकारक और लवण के बीच हुई, इसका अर्थ है कि पदार्थ जल होगा।
इलेक्ट्रॉनों की संख्या में परिवर्तन दिखाएँ:
- Mn+2 दूर 5 e=Mn+7 2 एक कम करने वाले एजेंट के गुणों को प्रदर्शित करता है,
- Pb+4 2 e=Pb+2 5 ऑक्सीडाइज़र लेता है।
3. हम प्रारंभिक प्रतिक्रिया में गुणांक की व्यवस्था करते हैं, मूल समीकरण के बाईं ओर उपलब्ध सभी नाइट्रोजन को जोड़ना सुनिश्चित करें:
- 2Mn(NO3)2 + 6HNO3 + 5PbO 2 =2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H 2ओ.
यह अभिक्रिया नाइट्रोजन के अपचायक गुणों को प्रदर्शित नहीं करती है।
नाइट्रोजन के साथ दूसरी रेडॉक्स प्रतिक्रिया:
Zn + सल्फ्यूरिक एसिड + HNO3=ZnSO4 + NO+…
- Zn0 दे दो e=Zn+23 एक पुनर्स्थापक होगा,
N+5 स्वीकार करता है 3 e=N+2 2 एक आक्सीकारक है।
दी गई प्रतिक्रिया में गुणांकों को व्यवस्थित करें:
3Zn + 3H2SO4 + 2HNO3 =3ZnSO 4 + 2NO + 4H2O.
रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं का महत्व
सबसे प्रसिद्ध कमी प्रतिक्रियाएं प्रकाश संश्लेषण हैं, जो पौधों की विशेषता है। पुनर्स्थापनात्मक गुण कैसे बदलते हैं? प्रक्रिया जीवमंडल में होती है, बाहरी स्रोत की मदद से ऊर्जा में वृद्धि होती है। यह वह ऊर्जा है जिसका उपयोग मानवता अपनी आवश्यकताओं के लिए करती है। रासायनिक तत्वों से जुड़ी ऑक्सीडेटिव और कमी प्रतिक्रियाओं के उदाहरणों में, नाइट्रोजन, कार्बन और ऑक्सीजन यौगिकों के परिवर्तन का विशेष महत्व है। प्रकाश संश्लेषण के लिए धन्यवाद, पृथ्वी के वायुमंडल में एक ऐसी रचना है जो जीवित जीवों के विकास के लिए आवश्यक है। प्रकाश संश्लेषण के लिए धन्यवाद, वायु खोल में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा नहीं बढ़ती है, पृथ्वी की सतह ज़्यादा गरम नहीं होती है। पौधा न केवल रेडॉक्स प्रतिक्रिया की मदद से विकसित होता है, बल्कि ऑक्सीजन और ग्लूकोज जैसे पदार्थ भी बनाता है जो मनुष्यों के लिए आवश्यक हैं। इस रासायनिक प्रतिक्रिया के बिना प्रकृति में पदार्थों का एक पूरा चक्र असंभव है, साथ ही जैविक जीवन का अस्तित्व भी असंभव है।
रिया का व्यावहारिक अनुप्रयोग
धातु की सतह को संरक्षित करने के लिए, आपको यह जानना होगा कि सक्रिय धातुओं में पुनर्स्थापनात्मक गुण होते हैं, इसलिए आप रासायनिक जंग की प्रक्रिया को धीमा करते हुए सतह को अधिक सक्रिय तत्व की एक परत के साथ कवर कर सकते हैं। रेडॉक्स गुणों की उपस्थिति के कारण पीने के पानी को शुद्ध और कीटाणुरहित किया जाता है। समीकरण में गुणांकों को सही ढंग से रखे बिना कोई भी समस्या हल नहीं की जा सकती है। गलतियों से बचने के लिए सभी रेडॉक्स की समझ होना जरूरी हैपैरामीटर।
रासायनिक जंग से सुरक्षा
जंग मानव जीवन और गतिविधि के लिए एक विशेष समस्या है। इस रासायनिक परिवर्तन के परिणामस्वरूप, धातु का विनाश होता है, कार के पुर्जे, मशीन टूल्स अपनी परिचालन विशेषताओं को खो देते हैं। इस तरह की समस्या को ठीक करने के लिए, ट्रेड प्रोटेक्शन का उपयोग किया जाता है, धातु को वार्निश या पेंट की एक परत के साथ लेपित किया जाता है, और जंग-रोधी मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, लोहे की सतह सक्रिय धातु - एल्यूमीनियम की एक परत से ढकी होती है।
निष्कर्ष
मानव शरीर में विभिन्न प्रकार की रिकवरी प्रतिक्रियाएं होती हैं, पाचन तंत्र के सामान्य कामकाज को सुनिश्चित करता है। किण्वन, क्षय, श्वसन जैसी बुनियादी जीवन प्रक्रियाएं भी पुनर्योजी गुणों से जुड़ी हैं। हमारे ग्रह पर सभी जीवित प्राणियों में समान क्षमताएं हैं। इलेक्ट्रॉनों की वापसी और स्वीकृति के साथ प्रतिक्रियाओं के बिना, अमोनिया, क्षार और एसिड का खनन, औद्योगिक उत्पादन असंभव है। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में, वॉल्यूमेट्रिक विश्लेषण के सभी तरीके रेडॉक्स प्रक्रियाओं पर आधारित होते हैं। रासायनिक क्षरण जैसी अप्रिय घटना के खिलाफ लड़ाई भी इन प्रक्रियाओं के ज्ञान पर आधारित है।
