Тотығу-тотықсыздану реакциялары -ттр.

ТТР-электрондардың тотықсыздандырғыштан тотықтырғышқа өтуi нәтижесiнде тотығу дәрежелерi өзгеретiн реакциялар.

Тотығу дәрежесi-молекула құрамындағы атомның жанамадан алған заряды.

Д.И.Менделеев кестесіндегі орнына байланысты элементтердiң тотығу дәрежелерi ең төменгi (-4) дәрежесiнен 8-ге тең дәреже арқылы ең жоғарғы дәрежесiне (+8) дейiн өзгередi.

Менделеев кестесіндегі I, II және III топ элементтерiнiң ион түрiнде тотығу дәрежелерi тұрақты, яғни өзгермейдi. Мысалы: – Н⁺, Са⁺², Аl⁺³. Барлық басқа топ элементтерiнiң тотығу дәрежелерi тұрақсыз және бiр элементтiң өзi бiрнеше тотығу дәрежелерiн көрсетуi мүмкiн.

Мысалы: марганецтiң төмендегiдей қосылыстары бар:

Мn0	Мn+2	Mn+4	Mn+6	Mn+7
	MnO	MnO2	MnO3	Mn2O7
	Mn(OH)2		H2MnO4	HMnO4

Тотығу дәрежесi тұрақсыз элемент атомының тотығу дәрежесiн табу үшiн молекула құрамындағы элементтердiң зарядтарының алгебралық қосындысы 0-ге тең деп аламыз. Мысалы:

H2S	+12+X=0	X=-2	S-2
H2SO3	+12+X-23=0	Х=6-2=4	S+4
H2SO4	12+X-24=0	Х=8-2=+6	S+6

Электрондарды (“е^-”) берiп жiберу тотығу процесi, болшек- тотықсыздандырғыш деп аталады. Мысалы:

Zn⁰-2e=Zn⁺² Zn

S^-2-6e=S⁺⁴ S^-2 тотықсыздандырғыштар

Тотығу процесi кезiнде тотығу дәрежесi өседi.

Электрондарды “е^-” қосып алуы тотықсыздану процесi, бөлшек-тотықтырғыш деп аталады Мысалы:

Mn⁺⁷+5e=Mn⁺² Mn⁺⁷ және Fe⁺³ – тотықтырғыштар

Fe⁺³+e=Fe⁺²

Тотықсыздану процесi кезiнде тотығу дәрежесi төмендейдi.

Галогендер ең жоғарғы (максималды) тотығу дәрежесiн көрсетеді. Олар “е” оңай қосып алады.

Валенттiк электрондарын (1,2,3) оңай берiп жiберетiндер тотықсыздандырғыштар болады. Бұларға сыртқы электрондық деңгейiнде 1,2,3 электрондар бар металдар жатады.

Ең жоғарғы және ең төменгi тотығу дәрежелерiнiң ортасындағы тотығу дәрежесiн көрсететiн иондар екi жақты қасиет көрсетедi, яғни, олар әрi тотықтырғыш, әрi тотықсыздандырғыш бола алады. Мысалы:

Mn⁺⁷+5e=Mn⁺² тотықтырғыш

S⁺⁴-2e=S⁺⁶ тотықсыздандырғыш

S^-2-2e=S⁰ тотықсыздандырғыш

S⁺⁴+4e=S⁰ тотықтырғыш

ТТР үш ортада қышқылдық, бейтарап және сiлтiлiк ортада жүруi мүмкiн.

ТТР теңестірудің екі тәсілі бар: электронды баланс және электронды – иондық баланс әдісі немесе жартылай реакция әдісі.

K₂Cr₂O₇+3KNO₂+4H₂SO_4(p)=Cr₂(SO₄)₃+3KNO₃+K₂SO₄+4H₂O

2Сr⁺⁶+6e=2Cr⁺³ 1

N⁺³-2e=N⁺⁵ 3

Бұл әдіс – электрондық баланс әдісі.

Енді электронды- иондық баланс әдісі немесе жартылай реакция әдісі:

K₂Cr₂O₇+3KNO₂+4H₂SO_4(p)=Cr₂(SO₄)₃+3KNO₃+K₂SO₄+4H₂O

1) Cr₂O₇^2- →2Cr³⁺.

Бұл әдіс реакцияның оң және сол жақ бөліктеріндегі атомдар балансына әкеліп соғады. ТТР рН<7 ортада жүргендіктен суды қолдануға болады. Реакцияның оң жақ бөлігіне сол жақ бөлігіндегі оттегінің санына байланысты 7 моль су қосамыз:

Cr₂O₇^2-+14Н⁺+6е→2Сr³⁺+7Н₂О

+12 +6

Реакцияның оң жағында 14Н⁺ пайда болғандықтан сол жағын баланс үшін теңестіріп жазамыз. Енді зарядтар балансын тексереміз.

2) NO₂^-+H₂O-2e→NO₃^-+2H⁺

Екінші теңдікте де сол жақта жетіспеген оттегі Н₂О көмегімен енгізіледі де, оң жаққа 2Н⁺ қосылады, зарядтар балансы (-2е^-).

Осы теңдіктерді қатар жазып, беріп жіберген және қосып алған «е» балансы үшін қойылатын коэффициентті табамыз:

1 Cr₂O₇^2-+14Н⁺+6е=2Сr³⁺+7Н₂О

3 NO₂^-+H₂O-2e=NO₃^-+2H⁺

Коэффициентті 3-ке көбейтіп, екі теңдікті біреу етіп жазамыз, ол үшін «+6е^-» мен «-6е^-» қысқартамыз:

Cr₂O₇^2- + 14Н⁺+ 3NO₂^-+ 3H₂O =2Cr⁺³+ 7H₂O+ 3NO₃^- +6H⁺

8 4 3K⁺

2K⁺ 4SO₄^2- 3K⁺ 3SO₄^2- 2K⁺+SO₄^2-

Жетіспей тұрған K⁺ катионы мен SO₄^2- анионын қосып, толық реакция теңдігін жазамыз:

K₂Cr₂O₇+4H₂SO₄+3KNO₂=Cr₂(SO₄)₃+4H₂O+3KNO₃+K₂SO₄

ТТР жіктелуі:

1.Атомаралық н/се молекулааралық-әртүрлі молекуладағы элементтердің тотығу дәрежесінің өзгеруі арқылы жүреді:

Ғе⁺³Сl₃^- + 2Н⁺I ^- 2Ғе⁺²СI₂^- +I₂⁰ +HCl

2.Молекула ішілік – бір молекула құрамындағы элементтердің тотығу дәрежесі өзгереді:

2 К⁺Cl⁺⁵O₃^-2 2K⁺Cl^- +3O₂⁰

3.Диспропорциялану – бір элементтің тотығу дәрежесін әрі жоғарылату, әрі төмендету арқылы жүруі.

4 К⁺Cl⁺⁵O₃ ^-2 2К⁺Cl⁺⁷O₄^-2 +K⁺Cl^-

KMnO₄ күшті тотықтырғыш қандай ортада: қышқылдық

ТТР-да т-ш,т-с-ш болатын : (Н₂О₂)