Oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları

Oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları (ing. Reduction-Oxidation; qısa adı:Redox və ya Redox reactions; mənası: Reduction - azaltma, Oxidation - yüksəltmə) — atomların oksidləşmə dərəcəsinin dəyişməsi ilə gedən reaksiyalara deyilir. Oksidləşdiricidə elektron alınır, reduksiyaedicidə elektron itirilir. Atomlarda oksidləşmə dərəcəsinin dəyişməsi elektronların bir atomdan digərinə keçməsi nəticəsində baş verir. Oksidləşmə vaxti elementin oksidləşmə dərəcəsi artır. Oksidləşmə və reduksiya prosesləri vahid bir prosesin iki hissəsidir. Yəni reduksiya olmadan oksidləşmə və ya tərsinə, oksidləşmə olmadan reduksiya gedə bilməz. Qarşılıqlı kimyəvi təsir zamanı elektron qəbul edən maddələr oksidləşdiricilər, əksinə, elektron verən maddələr isə reduksiyaedicilər adlanır. Beləliklə, oksidləşmə-reduksiya prosesində reduksiyaedicinin müəyyən sayda elektronu oksidləşdiriciyə keçir. Nəticədə, reduksiyaedici oksidləşir, oksidləşdirici isə reduksiya olunur.

Elektrolozon tədqiqi üçün elektrokimyəvi ilk mənbənin sxemetik təsviri. Oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları

Oksidləşmə dərəcəsi

Oksidləşmə dərəcəsi (oksidləşmə ədədi və ya elektrokimyəvi valentlik də adlanır) atomun molekulda şərti yükünü göstərir. Onun hesablanması zamanı bütün birləşmələrin yalnız ionlardan təşkil olunması nəzərdə tutulur. Atomun oksidləşmə dərəcəsi + və ya - işarəli rəqəmlərlə göstərilir. + işarəyə malik rəqəm götürülmüş müəyyən element atomundan verilən və ya uzaqlaşan elektronların sayını, - işarəli rəqəm isə atoma qəbul edilən və ya ona yaxınlaşan elektronların sayını göstərir. Bundan başqa element sıfır oksidləşmə dərəcəsinə malik olur.

Xarakteristika

Oksidləşdiricilər və reduksiyaedicilər kimyəvi elementlər, sadə və mürəkkəb ionlar ola bilər. Tipik metallar kimyəvi reaksiyalarda özlərini reduksiyaedici kimi aparır. Hidrogen müxtəlif elementlərlə (qələvi və qələvi-torpaq metallardan başqa) qarşılıqlı kimyəvi təsir zamanı özünü həmçinin tipik metal kimi göstərir. Qeyri-metallardan flör və oksigen kimyəvi reaksiyalarda elektron qəbul edərək, özlərini yalnız oksidləşdirici kimi aparır. Mənfi yüklü sadə ionlar qarşılıqlı təsir zamanı yalnız elektron itirir və beləliklə də reduksiyaedici xassəyə malik olur. Müsbət yüklü sadə ionlar valent elektronlarını itirən metal atomlarından əmələ gəlir. Belə ionlar elektron qəbul etməklə oksidləşdirici xassə göstərir. Element minimum oksidləşmə dərəcəsində yalnız reduksiyaedici, aralıq oksidləşmə dərəcəsində həm oksidləşdirici, həm də reduksiyaedici, maksimum oksidləşmə dərəcəsində isə yalnız oksidləşdiricidir.Bu qrup reaksiyalar daha geniş yayılmışdır və daha böyük əhəmiyyət kəsb edir. Canlı və cansız aləmdə baş verən proseslər oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları ilə bu və ya digər dərəcədə əlaqədardır. Məsələn, orqanizmdə gedən ən vacib proseslər - tənəffüs, yanma prosesləri və s. mahiyyət etibarı ilə oksidləşmə-reduksiya reaksiyalarından ibarətdir. oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları filizlərdən metalların alınma üsullarının, elektrokimyəvi proseslərin, o cümlədən elektroliz, elektrokimyəvi korroziya və metalların elektro-kimyəvi yolla korroziyadan müdafiə edilməsi, elektrik enerjisinin kimyəvi mənbələrdən alınması, müxtəlif kimyəvi məhsulların elektrokimyəvi yolla istehsalı prosesinin əsasını təşkil edir. Oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları, həmçinin, analitik kimyada müxtəlif miqdari analiz üsullarının, üzvi kimyada bir çox kimyəvi çevrilmələrin aparılmasında, nəzarət-ölçü texnikasında və s. geniş surətdə istifadə edilir.

Nümunələr

Flüor və hidrogen arasında gedən Oksidləşmə-reduksiya reaksiyası

HCIO3--->HCIO2+HCIO3

İki reaksiya alınır:

1) Oksidləşmə:

${\mbox{H}}_{2}^{0}-2{\mbox{e}}^{-}\rightarrow 2{\mbox{H}}^{+}$

2) Reduksiya:

${\mbox{F}}_{2}^{0}+2{\mbox{e}}^{-}\rightarrow 2{\mbox{F}}^{-}$

Oksidləşmə-reduksiya

Oksidləşmə zamanı atomun oksidləşmə dərəcəsi yüksəlir:

${\mbox{H}}_{2}^{0}-2{\mbox{e}}^{-}\rightarrow 2{\mbox{H}}^{+}$

${\mbox{S}}^{-2}-2{\mbox{e}}^{-}\rightarrow {\mbox{S}}^{0}\downarrow$

${\mbox{Al}}^{0}-3{\mbox{e}}^{-}\rightarrow {\mbox{Al}}^{+3}$

${\mbox{Fe}}^{+2}-{\mbox{e}}^{-}\rightarrow {\mbox{Fe}}^{+3}$

$2{\mbox{Hal}}^{-}-2{\mbox{e}}^{-}\rightarrow {\mbox{Hal}}_{2}^{0}$

Reduksiya zamanı atomun oksidləşmə dərəcəsi azalır::

${\mbox{Hal}}_{2}^{0}+2{\mbox{e}}^{-}\rightarrow 2{\mbox{Hal}}^{-}$

${\mbox{O}}_{2}^{0}+4{\mbox{e}}^{-}\rightarrow 2{\mbox{O}}^{-2}$

${\mbox{Mn}}^{+7}+5{\mbox{e}}^{-}\rightarrow {\mbox{Mn}}^{+2}$

${\mbox{Mn}}^{+4}+2{\mbox{e}}^{-}\rightarrow {\mbox{Mn}}^{+2}$

${\mbox{Cr}}^{+6}+6{\mbox{e}}^{-}\rightarrow {\mbox{Cr}}^{0}$

Növlər

Oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları 4 növü var:

1. Molekullararası və ya atomlararası
2. Molekuldaxili
3. Öz-özünə (disproporsiya)
4. Əks öz-özünə (konmutasiya)

Oksidləşmə-reduksiya reaksiyalarının 4 tipi var:

1.Molekuldaxili ─ oksidləşdirici və reduksiyaedici elementlər ayrı olsalarda, 1 molekul daxilindədir.

2.Molekullararası və ya atomlararası ─ Oksidləşdirici və reduksiyaedici ayrı atomlardır və ayrı molekulların tərkibindədir.

3.Disproporsiya (yəni öz-özünə) ─ öz-özünə oksidləşmə reduksiya edici eyni element atomudur və 1 molekul daxilindədir.

4.Konmutasiya (yəni əks öz-özünə) isə disproporsiyanın tərsidir.

Müddəalar

Oksidləşmə-reduksiya reaksiyalar nəzəriyyəsinin aşağıdakı 5 əsas müdəası vardır. Onlar aşağıdakılardan ibarətdir:

1. Atom, molekul və ya ionların özlərindən elektron verməsi Oksidləşmə adlanır.
2. Atom, molekul və ya ionların özlərinə elektron birləşdirməsinə Reduksiya deyilir.
3. Elektron verən atom, molekul və ya ion Reduksiyaedici adlanır.
4. Bir maddənin oksidləşməsi digərinin reduksiyası ilə, əksinə, bir maddənin reduksiyası digərinin oksidləşməsi ilə müşayiət olunur.
5. Reduksiyaedicinin verdiyi elektronların sayı, oksidləşdiricinin aldığı elektronların sayına bərabər olur.

Həmçinin bax

• Elektroliz

Ədəbiyyat

• Peter W. Atkins: Physikalische Chemie. 3. korrigierte Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2001, ISBN 3-527-30236-0.
• Charles E. Mortimer, Ulrich Müller: Chemie. Thieme, Stuttgart 2007, ISBN 978-3-13-484309-5.
• Guido Kickelbick: Chemie für Ingenieure. 1. Auflage. Pearson Studium, 2008, ISBN 978-3-8273-7267-3, S. 176,
• Belitz, Grosch, Schieberle: Lehrbuch der Lebensmittelchemie. 6. Auflage. Springer, 2007, ISBN 978-3-540-73201-3, S. 593, doi:10.1007/978-3-540-73202-0.

Xarici keçidlər

• Oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları  (rus.)