Kislotali analizda oksidlanish reaksiyalari. Oksid-oksid reaktsiyalarining amaliy turg'unligi

02.05.2022

§ 1. Oksidlanish-qaytarilish kimyoviy analizning asosiy usullaridan biri sifatida

Oksidlanish – yangilanish reaksiyalari haqida tushuncha. Oksidlanish - yangilanish kimyoviy tahlilning asosiy usullaridan biri bo'lib, analitik amaliyotda keng qo'llaniladi. Shuning uchun oksidlanishni ochish jarayonlari nazariyasini bilish tahlilchi uchun katta ahamiyatga ega. Ushbu paragrafda, tafsilotlarni hisobga olmaganda, biz faqat oksidlanish-yangilanish reaktsiyalarining asosiy tushunchalarini taxmin qilishimiz mumkin, tanqidiy va noorganik kimyo kursida hid parchalari haqida xabar beriladi. SRSRda oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining ion-elektron nazariyasi asoschilari Ya.I. Mixaylenko va L. V. Pisarjevskiy.

Oksidlanish elektronlarning uchinchi qismi (atom, ion yoki molekula) bilan bog'liq reaktsiya deb ataladi va ilhom - elektronlarning qo'shilishi.

Nutqdan elektronlarni olib tashlaydigan, oksidlanadigan nutq oksidlovchi deb ataladi va boshqa nutqdan elektronikani oladi, - vodnovnik.

Oksidlanish reaktsiyalari va o'zaro tushunish, bir-biri bilan noaniq bog'liq va bir-biridan ajralgan holda ko'rish mumkin emas. Shuning uchun ham ular oksidlanish reaksiyalari - yangilanish (qaytarilish-qaytarilish reaksiyalari) deb ataladi.

Oksidlanish reaktsiyalari - elektronlarning o'tishi bilan (o'tkazish yoki qabul qilishda) o'tishning boshlanishini qayta ishlab chiqish va elementlarning oksidlanish bosqichining o'zgarishi (ko'tarilishi yoki o'zgarishi) bilan birga keladi:

Oksidlovchi moddalar. Analitik laboratoriyalarda oksidlovchi vosita sifatida zastosovat uchun eng keng tarqalgan: xlor va bromli suv, , , , shoh shoxi.

L. V. Pisarjevskiy (1874-1938).

Bundan tashqari, onalar oksidlanish yoqasida bo'lib, ular ham diakonlar va boshqalar.

Ushbu oksidlovchi vositaning (atom yoki ion) dunyoning oksidlanish qobiliyati bu elektronga nisbatan sporidlikdir, bu energiya (elektron-voltlarda ifodalangan robotga), chunki u yangi elektronga kelganda tebranadi (div. III qism, 27-§).

Revivalistlar. Staz yo'riqnomalari kabi: metall sink, oltin va alyuminiy, nozik, yo'riqnomalar ham ion va boshqalar.

Míroyu vídnovlyuvalnoí̈ zdatnosti dano vidnovnika (atoma abo iona) ê ionizatíyniy potentsial (potentsial ionizatííí), chiselno rívniy energiyaíííí (roboti, scho virajaêtsya vídnovnika vídnovnika (atoma abo iona) ê íoí íoí íoí íoííííííííí (roboti, scho virajaêtsya vídnovnika vídnovnika (atoma abo iona)). III bob, 27-§).

Nomutanosiblik reaktsiyalari (o'z-o'zini oksidlanish - o'z-o'zini rivojlantirish). Reaksiyaning ongida bir xil nutq oksidlovchi va reaktiv bo'lishi mumkin.

(a) reaksiyasida azot kislota oksidlovchi, (b) reaksiya oksidlovchi.

O'zini namoyon qiladigan va oksidlovchi va quvvatni ilhomlantiradigan nutq o'z-o'zini oksidlanish reaktsiyalariga - o'z-o'zini yangilashga olib keladi. Bunday reaksiyalar nomutanosiblik reaksiyalari deyiladi. Reaksiyadan oldin binoning nomutanosibligi boy spoluk.

Keling, analitik amaliyotda keng qo'llaniladigan suv peroksidning oksidlovchi kuchini ko'rib chiqaylik.

Suv peroksidi H-O-O-H molekulalarining o'ziga xos xususiyati tufayli o'zini oksidlovchi va qaytaruvchi sifatida namoyon qiladi:

Etakchi moddalar bilan reaktsiyalarda u oksidlovchi vosita rolini o'ynaydi; a) kislotali muhitda

Kuchli oksidlovchilar ta'sirida ular ilhomlantiruvchi kuchni namoyon etadilar:

b) nordon muhitda

Suv peroksidi nafaqat nordon (ilohiy vishe), balki neytral va ko'lmak muhitida ham kuchli ta'sir ko'rsatishi mumkin:

Bundan tashqari, kislotali, shuning uchun ko'lmak va neytral muhitda sodir bo'ladigan reaktsiyalar mavjud bo'lib, ularda peroksid suvi oksidlanadi. Masalan: a) nordon muhit uchun:

b) neytral markazda

c) ko'lmak o'rtasida

Ale, bundan tashqari, bunday reaktsiyalarda, bunday peroksidli suvda, muhitda bir xil darajada ahamiyatsiz o'zgarish bilan u oksidlovchi vosita rolini o'ynaydi, masalan:

keyin qo'llanma, masalan:

Suv peroksidining oksidlovchi-gidravlik tabiatining ikki xilligi tufayli nomutanosiblik reaktsiyasiga kirish qiyin emas:

Metalllarning, metall bo'lmaganlarning va ular tomonidan ishlab chiqarilgan ionlarning oksidi mustahkamlovchi ustunligi. ê vídnovnikami tashladi. Metall atomlari elektronlarini sarflab, elektromusbat ionlarga aylanadi. Masalan:

Ular oksidlovchi yoki ilhomlantiruvchi metallardir. Elektronikani sotib olayotganda, metall ionlari kamroq zaryadli ionlarga (a) yoki neytral holatga (b) o'tadi:

Elektronlar yordamida metall ionlari yuqori zaryadga (a) yoki katlama ionlariga (b) aylanadi:

Uloqtirmaydiganlar ham hukmronlikni ko'rsatishi va oqlashi va oksidlanishi mumkin. Elektronlarni iste'mol qilish orqali metall bo'lmagan atomlar elektromusbat ionlarga aylanadi, ular suv muhitida oksidlar yoki qulab tushadigan kislorod ionlarini hosil qiladi. Masalan:

Elektronlarni sotib olish, metall bo'lmagan atomlar elektronegativ ionlarga aylanadi. Masalan:

Salbiy ionlar metall bo'lmagan va bir xil ekanligi ma'lum. Elektronlarni iste'mol qilganda, salbiy ionlar neytral holatga (a) yoki katlama ionlariga (b) metall bo'lmagan:

Salbiy zaryadga ega bo'lgan ionlarning katlanadigan ionlari muhimroqdir, masalan, ular musbat zaryadlangan: .

Elektropozitiv elementlar omboriga kirib, elektronlarini iste'mol qiladigan buklanadigan ionlar xuddi shu elementlarning o'rnini bosa oladigan, ammo oksidlanishning elektromusbat bosqichidan ko'proq bo'ladigan boshqa buklangan ionlarga aylanadi. Masalan:

Elektronlarni qo'shgandan so'ng, katlanmış ionlar boshqa buklangan ionlarga aylanadi, ularning omboriga quyi valentlikdagi elementlar (a), neytral molekulalar (b) yoki manfiy zaryadlangan metall bo'lmagan ionlar (c) kiradi:

Kimyoviy tovush. XIMICHICHIC TA'MINOT, YAK NATIJALARI, ZMINE EXITRONENA BUDOVEV EELEMENIV, Sho RABYUT, YANGI ELEKTRONIV RAHUNKA uchun (IONY ZVA'yazov), Zmensnya Abo Zbilshennya Eleknosti (polariza) va shuningdek .

Rozpodil rechovin tabiatan kovalent va ionn qo'shiq ma'nosida kimyoviy bog'lanishning o'sha chi ínshoy turining eng muhim ko'rinishi bo'yicha aqliy va zamin. Masalan, ionli va qutb bo'lmagan kovalent bog'lanish qutbli kovalent bog'lanish orasidagi o'ta chegara bo'lib, uni sof ion va kovalent bog' sifatida ko'rish mumkin.

Kimyoviy aloqa nazariyasi bo'yicha hisobot ma'ruzalari bizning bosh ofisimizga kiritilmagan, oziq-ovqat parchalari nutq, umumiy, noorganik va organik kimyo kurslarida nashr etiladi. Biroq, biz oksidlanish reaktsiyalari - yangilanishni elektronlarning bir atomdan, molekulalardan va ionlardan boshqalarga o'tishi bilan birga keladigan reaktsiyalar sifatida ko'rish mumkinligiga e'tibor berish uchun javobgarmiz.

Oksidlanish-reaktiv reaksiyalarni saqlash. Katlanayotganda oksidlanish - yangilanish reaktsiyalari alohida ahamiyatga ega emas - ideal ionli bog'lanish hosil bo'ladi. Elektronlarning bir atomdan ikkinchi atomga o'tishi tufayli elementlarning o'zgarishi ideal ion bog'lanishning paydo bo'lishi bilan birga kelmaydi.

Oksidlanishning teng reaktsiyalarini katlamaning turli yo'llari ísnuyut - yangilash. 1) Oksidlanish reaktsiyasi va 2) reaksiya reaktsiyasi va to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya uchun kitob oxiriga nomogramma qo'shib talabalar o'tkazish, deb ikki reaktsiyalar katlama asoslangan ion-elektron usuli quyida ko'rib chiqiladi. Ushbu nomogrammalarning yordami uchun siz maxsus ma'lumotga ega bo'lmasdan, reaktsiyaning ion-elektron tenglashuvini yozishingiz va keyin ularni oksidlanishning umumiy ion-neytral reaktsiyasiga qo'shishingiz mumkin - yangilanish.

Reaksiyalarni muvozanatlash shunday o'sish bilan amalga oshiriladi, shuning uchun oksidlovchi moddaga o'tgan elektronlarning umumiy soni agent tomonidan iste'mol qilingan elektronlar soniga teng bo'ladi.

Reaksiyaning 1-qismining 1-qismining chap qismida va reaktsiyaning 2-qismida yozilgan barcha nutqlarni ochib berish, go'yo reaktsiya uchun tekshirilgandek ("vitrat") va o'ng tomonda yozilgan shaxsiy ekvivalentlik. qismi, reaktsiya natijasida olib tashlangan sifatida ( "prihíd"), keyin qoldiq ko'rinishda buklangan Rivnyannya reaktsiyalar ba'zi qiyinchiliklarga aylanadi. Kim uchun ko'proq sumka qo'shish kerak (balansni muvozanatlash uchun).

Katlamaning oldida, u teng, nomogrammalar bilan qobiq (bo'lim. Qo'shimcha) yoki oksidlovchi-oksidlovchi potentsiallar jadvali (bo'lim. 5-jadval, 96-bet), berilgan reaktsiya uchun asosiy oziqlanishni o'zgartirish kerak, yoki. buning uchun emas.

Ko'p reaktsiyalarga ega bo'lganlar uchun ishlash kerak, ularning tengligi muvozanatli bo'lishi mumkin, shuning uchun qog'ozga yozing, bu aqllarga borish haqiqatan ham amaliy emas.

Masalan, reaktsiya yo'q

salom reaktsiya

O'tish reaktsiyalari:

va sokin fikrda qarama-qarshiliklar deyarli sodir bo'lmaydi.

Oksidlanish - yangilanish reaktsiyasini ko'rib chiqaylik:

Pídsobne rivnyannia

Oksidlanishning teng reaktsiyasi - yangi shaklda - ikkita reaktsiyaning qo'shilishi natijasi ekanligini eslash muhim emas.

Ushbu ilovada oksidlanishning eng yuqori bosqichidagi nordon ionlari bilan oksidlanishning eng yuqori bosqichidagi ionlar nordon muhitda suv molekulalarini eritib yuboradi, ular suvda, metaol kislotasi va bisulfat-ionida, suvda esa nordon ionlari bilan ajralib turadigan ionlar. kislotali muhit suv molekulalarini eritadi.

Molekulyar shaklda ko'proq induktsiyalangan reaktsiya quyidagicha bo'lishi mumkin:

Qattiq ko'rinishda, ion-elektron reaksiyaning o'ng qismi katlanganda, oksidlanish - yangilanish reaktsiyasini bunday qoidalar bilan davolash kerak.

Schodo ioniv suv

1) suvda neytral tana molekulalarini erituvchi (a) yoki eriydigan (b) yoki gidroksid ionlari (c) kislota ionlari bilan:

2) ftor, oltingugurt, selen, teluriy, azot va boshqa elementlarning ionlari bilan, ular tegirmonda oksidlanishning quyi bosqichlarida amalga oshiriladi va ular zaif kuchsiz elektr bilan suvni tashkil qiladi:

3) suv va ammiakning neytral molekulalari bilan ular suvni gidroksonium va ammoniy bilan eritadi.

Chodo ion gidroksidi

1) oksidlanish jarayonida, oksidlanishning yuqori bosqichlarida oksidlanishning quyi bosqichlari elementlari bilan, gidroksidda ionlar mavjud bo'lganda, suv oksidlanishining yuqori bosqichlari elementlarining kislotali bosqichlari eriydi:

2) suv gidroksidlaridan ajralib bo'lmaydigan darajada zaif bo'lgan elementlar bilan ular gidroksidlarning cho'kmasini gidroksidga eritadilar:

3) elementlar oksidlanganda, kamroq murakkab hosil bo'lganda, ionlar ular bilan gidroksid gidroksid kompleks ionlarini beradi:

4) suv ionlari va ammoniy ionlari gidroksid ionlari bilan suv molekulalari (a) va ammiak (b) aniq eriydi:

Suv molekulalarining shodosi

1) erigan kislotali ionlar bilan (a) yoki erigan (b) suv molekulalari gidroksil ionlarini eritib yuboradi:

2) organizmdagi oksidlanishning quyi bosqichlari elementlaridagi ionlarning oksidlanish jarayonida suv molekulalari murakkab oksidlovchi ionlarni (a) va noaniq ionlarni suvda (b), shuningdek suvda eritib yuboradi:

3) oksidlanishning yuqori bosqichi elementlarini quyi oksidlanish bosqichiga kiritish jarayonida, suv borligida, oksidlanishning quyi bosqichlari elementlarining yarmi (a), suvdan farq qilmaydi. (b) bosqich va gidroksid ionlari aniqlanadi:

Boshqa ionlar

1) neytral yoki kislotali muhitda noaniq osonlik bilan beradigan bir, ikki-uch zaryadli metall ionlari, ular noaniq tuzlarning kislotali ortiqcha miqdori bilan qoniqarli darajada to'ldiriladi, masalan:

Uchta musbat zaryadni o'z ichiga olgan kuchli (yoki gidratlangan) kationlar bo'lgan suvdagi onaning izi, qoida tariqasida, suv navlarida uchramaydi. Oksidlanishning turli reaktsiyalari jarayonida yuqori zaryadlangan ionlar - yangilanish, suv bilan reaksiyaga kirishish, bir zumda nordon suv ionlari bilan zaryadlash, ionlarni turga bukuvchi holga keltiradi:

Oksidlanishning zastosuvannya reaktsiyalari - analitik kimyoda yangilik. Kimyoviy analizda oksidlanish-yangilanish reaksiyalaridan keng foydalaniladi.

1. Oksidlanishning quyi shakllari elementlarining ionlari va yarmini (a) narsalarga, pastki shakllarini esa pastki (b) ga o'tkazish, tahlil jarayonida ularning o'zgaruvchan infuzionini oldini olish uchun:

a) sokin qiyaliklarda to'g'ridan-to'g'ri oksidlanish uchun, agar ular pastga (II) tahlil kursiga ta'sir etsa;

b) kunning xlorid-suv nisbatida cho'kish jarayonida yangilanish uchun.

2. Ionlarni aniqlash uchun oksidlovchilar yoki oksidlovchilar bilan xarakterli reaksiyalar berish, masalan:

3. Kichik hajmli spoluklarning rezolyutsiyalari bilan oksidlangan yoki qayta tiklanadigan ionlarning tubi uchun, masalan:

4. Umumiy usul bilan boy noorganik va organik maydonlarning ko'p sonli maqsadlari uchun (2-bo'lim).

Tahlil qilishda

Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari analitik kimyoda turli maqsadlarda keng qo'llaniladi: ionlarni yo'qotish, ionlarni bo'linish, atirgullardagi kichik o'lchamdagi axlatlarni o'tkazish, niqoblash, konservatsiya holatida dispersiyalarni barqarorlashtirish, kalsinatsiya uchun.

1. Vídkrittya kationlari va aníonív, podyl ionív.

Ko'p miqdorda oksidlovchi-oksidlanish reaktsiyalari aniq ifodalangan tabiiy ta'sir bilan birga keladi, bu esa ularni ionlarning namoyon bo'lishi uchun keng miqyosda yutish imkonini beradi. Shunday qilib, siz kationlarni qo'shishingiz mumkin: Cu 2+, Mn 2+, Cr 3+, Bi 3+, Sb 3+, Hg 2+, Ag +, anionlar: J -, Br -, SO 3 2 -, S 2 O 3 2 - bu ichida. Bi 3+ ion vismutini tuzlar ko‘lmakiga quyilganda qo‘shish mumkin, shunda Sn 2+ kationini metall vismutning qora baxmal cho‘kmasi paydo bo‘lgandan keyin olib tashlash mumkin:

SnCl 2 + 4KOH = K 2 SnO 2 + 2KCl + 2H 2 O;

2Bi(NO 3) 3 + 3K 2 SnO 2 + 6KOH = 2Bi↓ + 6KNO 3 + 3K 2 SnO 3 + 3H 2 O;

2Bi 3+ + 3SnO 2 2 - + 6OH - → 2Bi↓+ 3SnO 3 2 - + 3H 2 O

Simob ioni Hg 2+ o'rta plastinkada metall simobning yaltiroq infuzioni paydo bo'lgandan keyin o'rta bilan reaktsiyani ko'rsatadi:

Hg (NO 3) 2 + Cu \u003d Cu (NO 3) 2 + Hg ↓;

Hg 2+ + Cu \u003d Cu 2+ + Hg ↓

Rux plastinkasida Sb 3+ ionlari metall surmaning qora baxmal cho'kmasiga qayta tiklanadi:

2SbCl 3 + 3Zn = 2Sb↓ + 3ZnCl 2

Vismutda ionlar mavjud bo'lganda, natriy tiosulfat Na 2 S 2 O 3 bilan o'zaro ta'sirlashganda surmin sulfidining to'q sariq-qizil cho'kmasini ajratish uchun surmin ionlari aniqlanishi mumkin.

2SbCl 3 + 3Na 2 S 2 O 3 + 3H 2 O \u003d Sb 2 S 3 ↓ + 3H 2 SO 4 + 6NaCl

Mn 2+ kationlarini qo'rg'oshin (IV) oksidi yoki ammoniy persulfat (NH 4) 2 S 2 O 8 bilan oksidlanishi rahunka anioni MnO 4 uchun malina fermentatsiyasi paydo bo'lgandan keyin kationni tanlab faollashtirishga imkon beradi -:

2Mn(NO 3) 2 + 5PbO 2 + 4HNO 3 = 2HMnO 4 + 5Pb(NO 3) 2 + 2H 2 O

2MnSO 4 + 5 (NH 4) 2 S 2 O 8 + 8H 2 O \u003d 2HMnO 4 + 5 (NH 4) 2 SO 4 + 7H 2 SO 4

Cr 3+ kationining ammoniy persulfat (NH 4) 2 S 2 O 8 bilan kislotali muhitda Cr 2 O 7 2 dikromatiga oksidlanishi, bu to'q sariq rang beradi:

Cr 2 (SO 4) 3 + 3 (NH 4) 2 S 2 O 8 + 7H 2 O (NH 4) 2 Cr 2 O 7 + 2 (NH 4) 2 SO 4 + 7H 2 SO 4

Vykoristovuyuchi hidoyat ioni Mn 2+ sifatida, ko'lmak muhitida dog'li usul bilan bir zumda qorayish orqali Ag + ionini ajratish mumkin: Ag + + Cl - = AgCl¯

2AgCl + Mn(NO 3) 2 + 4NaOH = 2Ag¯ + 2NaCl + MnO(OH) 2 + 2NaNO 3 + H 2 O

Qo'llanma sifatida ko'pincha vikoroz suv (Zn, Fe, Al, Cu), kislotali muhitda suv peroksidi H 2 O 2, natriy tiosulfat Na 2 S 2 O 3, H 2 S suv, sulfat kislota H 2 SO ishlatiladi. 3 va boshqa nutq, elektronikani qabul qilish oson.

Z okislyuvachiv eng keng zastosovuyt kaliy dihromat K 2 Cr 2 O 7 kaliy permanganat KMnO 4 xlor suv suv peroksid ko'lmak o'rta nitrat kislota tuzlari nitrat kislota qo'rg'oshin oksidi (IV) PbO 2 va ichida.

Tahlil paytida Fe 2+, I -, S 2 -, SO 3 2 - ionlarini NO 2 -, Fe 3+, Sn 4+, MnO 4 oksidlovchi ionlari bilan taqqoslab bo'lmasligiga ishonch hosil qilish kerak. - , Cr 2 O 7 2 -.

Tahlil jarayonida ko'lmak muhitida oksidlovchi suv peroksid sifatida o'rinli bo'lib, Mn 2+, Fe 2+ ionlarini Zn 2+, Al 3+ ionlari sifatida olib tashlash mumkin:

2Fe(NO 3) 2 + H 2 O 2 + 4NaOH = 2Fe(OH) 3 ¯ + 4NaNO 3

Mn(NO 3) 2 + H 2 O 2 + 2NaOH \u003d MnO (OH) 2 + 2NaNO 2 + 2H 2 O

Ular Mn 2+ va Fe 2+ qamal bilan bog'langan va rozchinida ular alyuminiy va sinkdan qasos olish uchun tugaydi.

Shunga o'xshash darajada, ko'lmak muhitida H 2 O 2 o'rnida, Mn 2+ va Mg 2+ ionlarini ajratish mumkin:

Mg (NO 3) 2 + 2NaOH \u003d Mg (OH) 2 + 2NaNO 3

Ammoniy xloridda erigan yog'ingarchilik jarayonida magniy gidroksid ajralib chiqadi va MnO (OH) 2 yog'ingarchilikda kamayadi.

Sulfit-ion SO 3 2 - uni kislotali muhitda metall rux bilan ilhomlantirib, tushgacha ishlatish mumkin:

Na 2 SO 3 + 2HCl \u003d 2NaCl + SO 2 + H 2 O

SO 2 + 3Zn + 6HCl \u003d H 2 S + 3ZnCl 2 + 2H 2 O

Yodli suv turli sulfitlar bilan o'zaro ta'sirlashganda o'zgaradi:

Na 2 SO 3 + I 2 + H 2 O \u003d 2HI + Na 2 SO 4.

Nitrit-ionlari NO 2 - kislotali muhitda I - ionlarini erkin yodga oksidlaydi, bu kraxmalni ko'k rangda ochadi:

2NaNO 2 + 2NaI + 2H 2 SO 4 \u003d I 2 ¯ + 2Na 2 SO 4 + 2NO + 2H 2 O

Qo'ng'ir rangli SO 4 tuzining erigan tuzi uchun konsentrlangan sulfat kislota o'rtasiga nitrat-ioni sho'r sulfat (II) qo'shilishi mumkin:

2HNO 3 + 6FeSO 4 + 3H 2 SO 4 = 3Fe 2 (SO 4) 3 + 2NO + 4H 2 O

FeSO 4 + NO \u003d SO 4

2. Kichik hajmdagi ishlarni loyihalash.

Turli metallar, qotishmalar, boy va muhim opadivlar bo'lsa, oksidlovchi-ortiqcha reaktsiyalar ham sodir bo'ladi:

Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2

3PbS + 6HCl + 2HNO 3 = 3PbCl 2 + 3S + 2NO + 4H 2 O.

3. Niqoblash.

Masalan, sulfitlar ishtirokida karbonatlarni aniqlash uchun suyultirilgan sulfat kislota va kaliy permanganatning spratlari qo'shiladi, ko'rinadigan gaz vapnyanu suvidan o'tadi. CO 3 2 ionining mavjudligi bug'langan suvning loyqaligiga qarab baholanadi. Oksidlovchi kaliy permanganat SO 3 2 - SO 4 2 -, bu bir xil bo'lgan SO 2 eritmasini, shuningdek, bulutli suvni keltirib chiqaradigan CO 2 ni o'z ichiga oladi:

Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O

CO 2 + Ca (OH) 2 \u003d CaCO 3 + H 2 O

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

4. Osonlik bilan qayta faollashtirilgan yoki oksidlanadigan reagentlarni barqarorlashtirish uchun ularga faol moddalar yoki oksidlovchi moddalar kiritilishi kerak. Masalan, Sn 4+ ga erta oksidlanish uchun qalay tuzlari (II) metall qalayni, Fe 2+ tuzlari - metall yoki askorbin kislotasi, Hg 2 2+ tuzlari - metall simobni kiritadi.

Ba'zi kuchli oksidlovchilarning manbalari fotokimyoviy jarayonlarni o'chirish uchun quyuq shisha idishlarda saqlanadi. Masalan, suv peroksidi yorug'likda yotqiziladi:

2H 2 O 2 2H 2 O + O 2

Yorug'likdagi kaliy permanganat MnO 2 ga suv bilan aralashtiriladi, u jigarrang qamalga o'xshaydi:

4KMnO 4 + 2H 2 O 3O 2 + 4MnO 2 ¯ + 4KOH

Oksid-suv reaktsiyalari permanganatometriya, yodometriya va boshqalar kabi kislotalarni tahlil qilish usullarining butun guruhining asosini tashkil qiladi.

1. Oksidlanish-yangilanish reaksiyalarining mohiyati. Standart va real redoks potensiali. Rivnyannia Nernst

2. Oksidlanish reaksiyalari nazariyasining asosiy qoidalari

3. Disproporsional reaksiyalar

4. Turli omillarga (EPC reaksiyalari, pH) qarab tizimlarning oksidlanish-qaytarilish potentsiallari qiymatlarining paydo bo'lishi.

5. Analitik kimyoda oksid-suv reaksiyalarining turg'unligi

6. V analitik guruh kationlari. V-analitik guruh kationlarining reaksiyalari.

Kalit so'zlar va atamalar

Oksid-suv reaktsiyalari

Oksidlanish jarayoni

Yangilash jarayoni

Okislyuvach

Vidnovnik

Molekulyar, molekulalararo, nomutanosiblikning oksidlanish reaksiyalari

Galvanik element Platinum qora

Standart oksidlanish va eroziya potentsiallari Haqiqiy oksidlanish va eroziya potentsiallari Nernst Rivne

Katalizatorlar

Inhibitorlar

Avtokatalitik reaksiyalar Olingan reaksiyalar Induksiyalangan reaksiyalar

Kationlarning V analitik guruhi

Kationlarning V analitik guruhi uchun guruh reaktivi

Zaldagi ionlarning reaktsiyalari (II)

Zaldagi ionlarning reaktsiyalari (III)

Marganets (II) ionlarining reaksiyalari

Vismutdagi ionlarning reaksiyalari

Surmadagi ionlarning reaksiyalari (III, V)

V analitik guruh kationlarini tizimli tahlil qilish

Analitik kimyoda oksid-suv reaksiyalari

Oksid-oksidlanish reaksiyalari elektronlarning bir zarrachadan (atomlar, molekulalar va ionlar) boshqasiga o'tishi bilan kechadigan, elementlarning oksidlanish bosqichlarining o'zgarishiga olib keladigan reaktsiyalardir.

Oksidlanish butun jarayondir

No° - e - H2O2 - 2e - 2H+ + O2 BO32- + 2OH- - 2e - BO42- + H2O

Qayta ixtiro - kim kelishi kerak bo'lgan butun jarayon

elektron atom, molekula yoki ion:

B° + 2e - B2-H2O2 + 2H+ + 2e - 2H2O SG2O72- + 14H+ + 6e - 2Cr3+ + 7H2O MnO4- + 8H+ + 5e - Mn2+ + 4H2O

Analitik kimyoda peshqadam sifatida quyidagilar ko'pincha qo'llaniladi: H2O2, BpC12, H2B, H2BO3, Na2B2O3; oksidlovchi sifatida -C12; Br2; H2O2; K2Cr2O7; KMpo4; NSh3 va boshqalar.

Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari har doim ikkita nutqning taqdirini oladi, ulardan biri etakchi, ikkinchisi esa oksidlovchi. Oksidlovchi vosita tomonidan qabul qilingan elektronlar miqdori bilan siz har doim ishlab chiqaruvchi tomonidan berilgan elektronlar miqdorini qo'shishingiz mumkin.

Oksidlanish reaksiyalarining turlari

Oksidlanish reaktsiyalarining asosiy turlari quyidagilardan iborat:

1 - molekulalararo oksidlovchi-ilg'ayish reaktsiyalari (oksidlanish bosqichini o'zgartiruvchi elementlar turli molekulalar omborida joylashgan):

PbS + 4H2O2 ^ ^ PbBO4 + 4H2O

oksidlovchi vosita

NaC1 + NaC1O + NaC04 ^ C12 + Na2BO4 + H2O;

2 - molekula ichidagi oksidlovchi-ilg'ayish reaktsiyalari (oksidlanish bosqichini o'zgartiradigan elementlar bitta molekulaning omboriga kiradi):

NH4NO3^N2O+2H2O

(NnH4)2 C+2O7 - N2° + Cr2O3 + 4H2O;

3 - nomutanosiblik reaktsiyasi (o'z-o'zidan oksidlanish-o'z-o'zidan asos) (bir elementning atomlari oksidlanish bosqichini boshqacha o'zgartiradi):

C°l2 + 2NaOH - NaCl + NaClO + H2O 2H2O2 - 2H2O + O2

Yirtqich ko'rinish uchun oksidlanish-oksidlanish jarayoni quyidagicha namoyon bo'ladi:

de: Qizil - vodnovnik-chastka, scho víddaê elektroni;

Ox oksidlovchi fraktsiyadir, chunki elektronlarni qabul qilish mumkin.

Bu darajada biz haqli ravishda oksidlovchi-kislorodli yoki redoks juftligi bilan bog'lanishimiz mumkin.

Eng oddiy redoks tikish quyidagicha amalga oshirilishi mumkin: Fe3+/Fe2+, Ce4+/Ce3+ va boshqalar. Ushbu juftlarning hujumkor shakllari monoatomik ionlar bo'lib, ularda elektronlarning bir zarrachadan ikkinchisiga bevosita o'tishi sodir bo'ladi.

Ko'pincha elektron va atomlarni bir vaqtning o'zida o'tkazish mumkin bo'lgan katlama jarayonlari mavjud, masalan:

Mn2+ + 2H2O - 2e - MnO2^ + 4H+.

Oksid-oksid reaktsiyasi faqat oksidlovchi moddaning (oksidlangan shakli) o'zining hamkasblari bilan (ekvivalent shakl) va ikkinchisi olingan oksidlanish-qaytarilish-paritetning oraliq bo'lmagan o'zaro ta'siri tufayli bo'lishi mumkin. Bu sodir bo'lganda, redoks reaktsiyasi ikkita xususiy reaktsiyadan iborat:

aoh! + aRedl emas

BRed2-ne bOx2

aOxi + bRed2 ^ aRedl + bOx2

Shunday qilib, terining oksidlanish-qizil reaktsiyasi ikkita reaktsiyaning yig'indisi kabi bo'lishi mumkin. Ulardan biri oksidlovchi, inshu - liderning o'zgarishini ifodalaydi.

Oksid-suv potentsiali

Rozpodil okislyuvalno-vydnovnyh reaktsiy napívreaktsíї rasmiy usuldan kam bo'lmagan, bu elektronlarni o'tkazish jarayonini tushunishni osonlashtiradi, lekin butun jismoniy tuyg'u bo'lishi mumkin.

Teri reaktsiyasining tarkibiy qismlarini turli xil o'lchamdagi tuzli tuman (agar-agar jeli bilan to'ldirilgan kolba, ko'p miqdorda KCl bo'lgan) bilan boshqa idishga joylashtiring), inert elektrodni (platina quruqligi) teriga tushiring. idish va uni yoping (galvanometrdagi rasm) ), keyin qolganlari elektr oqimining mavjudligini ko'rsatadi. Bunday biriktirma galvanik element deb ataladi va atirgul va platina dartdan yasalgan kemadan teriga parcha deyiladi.

Fe2+ -- Fe3+ + e

Ce4+ + e - Ce3+

Guruch. Galvanik elementning sxemasi: 1 - platina elektrodlari; 2 - elektr kaliti (kolba, KS1 dizayni bilan to'ldirilgan); 3 - potensiometr; 4 - shisha.

Galvanik hujayradagi reaksiya jarayonida kimyoviy energiya elektr energiyasiga aylanadi. Galvanik elementning elektrodestruktiv quvvati (EPS) - ikkita elektrodning potentsiallaridagi farq (EPS = E1-E2) va elektronikaning qurilishini tavsiflaydi, oksidlovchiga o'ting.

Redoks tikish potentsialini (bizning misolimizda Be/Beta Ce4+/Ce3+) kamaytirib bo'lmaydi. Cim bilan bog'lanishda potentsialni napivelementga belgilash kerak bo'lgan, potentsialni standart sifatida qabul qilish kerak bo'lgan napivelementni birlashtirish usulini yaratish vazifasi qo'yiladi. Bunday plomba (elektrod) sifatida standart suv elektrodi vikoristovuyut. Bu elektrod platina plastinka bo'lib, qora platinali to'p bilan qoplangan, chunki u faqat sog'lom bo'lgan suvda kislota va ion faolligi bilan bog'langan. Elektrod 1013-10 Pa (1 atm) bosimdagi suv bilan yuviladi. Shuning uchun qora platinaning shariga suv quyiladi, bu suv elektrodiga o'xshaydi, u suv ionlari bilan teng qismlarda joylashgan:

H2 (g) = 2H + 2e.

Tanlangan elektrodning potentsiali barcha haroratlar uchun nolga teng.

Vrahovyuchi, scho EPC galvanik xujayrasi elektrodlar (E1 - E2) va E2 = 0 (standart suv elektrodi) potentsialidagi farqdan ko'ra qimmatroq: belgilangan galvanik hujayra uchun EPC = E1. Shu tarzda elektrodning potentsiali bir xil elektrod va standart suv elektrodidan hosil bo'lgan galvanik elementning EPC ga teng bo'ladi.

Agar reaktsiyaning barcha komponentlari standart stantsiyada qayta sotib olinsa (komponentlarning faollik koeffitsientlari bilan faraziy bir molyar farq, normal atmosfera bosimi va haroratda bittaga teng).

Bunday elektrodning potentsiali standart elektrod potensiali deb ataladi va E0 bilan belgilanadi.

Elektrodning haqiqiy teng oksid-suv potentsiali (nostandart fikrda elektrod potentsiali - E) va standart elektrod potentsiali (E0) o'rtasidagi yotqizish Nernstga o'tkaziladi:

E \u003d E0 + -1n oh

de: R - universal doimiy gaz, 8,312 J / (mol K) ga teng; T - mutlaq harorat; F - doimiy Faraday, bu 96 500 S;

n - elektrod jarayoniga ega bo'lgan elektronlar soni;

aox, ared - oksidlangan va hosil bo'lgan nutq shakllarining faolligi, xuddi shunday, bosqichdagi bog'lanishlar, o'xshash stoxiometrik koeffitsientlarga teng. Faoliyatni amalga oshirish mumkin, shuningdek, faollik koeffitsienti bo'yicha konsentratsiyani yaratish mumkin degandek, Nernst tengligini quyidagicha yozish mumkin:

E = E0 + ^ log Y°x

nF "Y qizil"

de: y0x – oksidlangan shaklning faollik koeffitsienti;

Yred - ilhomlangan shaklning faollik koeffitsienti. Agar oksidlangan va boshqa ionlarning nap_vreaktsi oksidlangan va tiklangan shakllari nisbati kiritilgan bo'lsa, ularning konsentratsiyasi (faolligi) Nernst tenglamasiga kiritilishi kerak.

Shunday qilib, oksidlanish-qaytarilish potentsiali EMn04-/ Mn2+ ga teng, buning uchun reaktsiya quyidagicha ko'rinishi mumkin:

Mn04- + 8H+ + 5e ^ Mn2+ + 4H20,

tenglik uchun hisoblang:

*Mn°47 Mn2+ - E Mn°47 Mn2+ + ln "

Agar Nernst tenglamasida siz doimiylarning raqamli qiymatlarini qo'ysangiz va o'ninchi logarifmlarga o'tsangiz, u holda 25 ° C harorat uchun shunday ko'rinadi:

E \u003d E "+ 0,059 18 "Biz

0,059 lg | 0x] + 0,059 lg

qiymat

daryoning qolgan qismida ular chaqirishadi

formal potensial i E0(1) bilan belgilanadi.

Nernst rasmiy potentsialni taqdim etishni xohlayotgani uchun u quyidagicha ko'rinadi:

E0(D+0059 lg | °x]

Chiziqning qolgan qismidan, agar E - E0 (1), agar [° x] - 1,0.

Kapital E 0(1)

yarashtirish

farqning ion kuchida yotqizish uchun rasmiy potentsial. Agar yengish uchun ion kuch bo'lsa, biz E0 (1) = E0 tengligini olib tashlaymiz. Boy analitik tahlillar uchun bunday yaqinlashtirishning aniqligi etarli.

Redoks-tizim vikoristining standart potentsiali spolukning oksidlovchi-eminent kuchlarining ob'ektiv xarakteristikasiga o'xshaydi. Standart potentsialning qiymati qanchalik ijobiy bo'lsa, oksidlovchi ko'proq. Shu bilan birga, kuchli oksidlovchilarning shakllari oksidlovchi hokimiyatda zaif ifodalanishi mumkin va aksincha, kuchli oksidlovchilarning oksidlangan shakllari zaif oksidlovchi hokimiyat bo'lishi mumkin. Bu tartibda oksidlovchi-oksidlovchi reaktsiyalar ko'pchilik kuchsiz oksidlovchilarda va kuchliroqlarida sodir bo'ladi.

Oksid-suv reaktsiyasini to'g'ridan-to'g'ri uzatish uchun standart potentsiallarning qiymatlarini tenglashtirish o'zgarishi mumkin.

Ammo shuni ta'kidlash kerakki, standart potentsiallar realda sezilarli darajada o'zgarishi mumkin va to'g'ridan-to'g'ri reaktsiyalar o'zgarishi mumkin.

Haqiqiy potentsial qiymatiga muhitning pH darajasi, reaktivlar konsentratsiyasi, kompleks hosil bo'lishi, tushishi va boshqa omillar qo'shiladi.

Shuni ta'kidlash kerakki, agar H + va OH- ionlarining konsentratsiyasi Nernst darajasida, ba'zan esa bir vaqtning o'zida bir xil darajada kirsa, muhitning pH qiymati kuzda haqiqiy potentsialni qo'shadi. Tse mozhe buti pov'azano íz zmínoy shakli ísnuvannya ionív ín rozhchini (oqimi ídravlytíchny ínshí ínshí teng jarayonlar).

Yon tomonga Yak tayinlandi. 96 E°mpO4tmp2+ oksidlanish-qaytarilish paritetining suvdagi ionlar kontsentratsiyasida cho'kish potentsiali (qiymati 1,51 dan 1,9 V gacha o'zgarishi mumkin), galogenlangan danionlarning erkin galogenlarga fraksiyalangan oksidlanish kuchi bilan bog'liq. Shunday qilib, pH víd 5 dan 6 gacha, permanganat yodiddan kamroq oksidlanadi (E ° y 21- \u003d 0,53 V), pH 3 da bromid oksidlanadi (E ° Br2 / 2Br- \u003d 1,06 V) va kislotalilik kamroq bo'ladi. oksidlangan xlorid (E ° su 2sg \u003d 1,395).

PH qiymatini o'zgartirish oksidlanish-qaytarilish potentsialining qiymatiga, ale, inod va bevosita reaktsiya jarayonida ta'sir qilishi mumkin. Masalan, reaktsiya:

LvO43" + 2H+ + 21" - LbOz3" + 12 + H2O,

nordon muhitda levoruch oqadi va ko'lmakda (pH 9, KanSO3 yordami bilan aralashtiriladi) - o'ng tomonda.

Jarayonning optimal o'tishini ta'minlash uchun zarur bo'lgan reaktsiya muhitini shakllantirish uchun shunday qoida mavjud: agar oksidlanish-oksidlanish reaktsiyasi natijasida H+ yoki OH-ionlari to'planib qolsa, u holda uni yaratish kerak. vosita, chunki u kuchni ko'paytirishi mumkin (ko'lmak yoki kislotali).

Bundan tashqari, reaktsiya uchun komponentlarni (oksidlovchi vosita va suv) olish kerak, chunki ular bir xil muhit bilan reaksiyaga kirishadi. Boshqa vaziyatda siz galvanizatsiya jarayonini ona qilishingiz mumkin.

Kichik o'lchamli yarmining potentsialini va to'g'ridan-to'g'ri reaktsiyasini ko'rsatadigan dumba kabi siz Cu2 + va I- o'rtasidagi reaktsiyani keltirib chiqarishingiz mumkin.

Sí/Sí oksidlanish-qaytarilish juftligining standart potentsiali 0,159 V ga, 12/21 vín juftligi uchun esa 0,536 V ga teng bo'ladi. Ko'rsatilgan ma'lumotlar Cu2+ ionlari I- ionlarini oksidlana olmasligini ko'rsatadi. Biroq, reaksiya jarayonida kichik o'lchamli bir-odist muhit Sí1 (PRSí1 = 1.1T0-)

). Qamal o'rnatilgach, chakana savdoda C ionlarining kontsentratsiyasi keskin kamayadi. Bunda turli xildagi Cu2+ ionlarining faolligini tenglikdan ajratish mumkin:

Vikoristovuyuchi Nernst, buni ko'rsata olasiz

E°cu-/ oui = E0si2+/cu+ - 0.059lgnP CuI = 0.865 V.

Shunday qilib, Cu / CuI redoks juftligi potentsialga ega bo'lib, u I2/I garovining potentsialidan ustun turadi, shundan so'ng transformatsiya qilish mumkin bo'ladi.

Teng oksid-oksid reaktsiyasining doimiysi

Boy kayfiyatlarda nafaqat to'g'ridan-to'g'ri oksid-suv reaktsiyasini, balki chiqish yo'lini ham bilish kerak. Shunday qilib, hisob-kitoblarni tahlil qilishda amalda 100% davom etadigan reaktsiyalar mavjud (aks holda ular unga yaqin). Reaksiyaning oshib ketish bosqichi tenglik konstantasi bilan aniqlanadi.

Yakshcho yovvoyi ko'rinishdagi sxemada soliqning oksid-suv reaktsiyasiga teng:

aOx1+ pRed2 ^ yRed1+ 5Ox2 ,

keyin doimiy vv rívnovagi (K) quyidagicha ko'rinadi:

K = a a ■ Men in-.

Reaksiyada ishtirok etadigan oksid-suv juftlari uchun Nernstning vikorist chizig'i 25 ° C da:

1 m ^ Ox, /Re d, Ox2/Red2/

lekin yomon ko'rinishda:

T, (E ox - E Re d) ^ n

de: ERed - berilgan takrorlanishda harakat qiluvchi juftlarning standart potentsiallari.

oksidlovchi vosita va hidoyat sifatida hissa qo'shadi; n - jarayonda mavjud bo'lgan elektronlar soni. Tenglikning qolgan qismidan potentsiallar farqi (EOx-ERed) qanchalik katta bo'lsa, tenglashtirish konstantasi shunchalik katta bo'ladi va yovuzlikning o'ngga bo'lgan reaktsiyasi shunchalik uzoq davom etadi. Biroq, eslash kerak bo'lgan keyingi narsa shundaki, doimiyning katta ahamiyati jarayonning yuqori tezligini eslatib o'tmaydi.

Reaksiya tezligiga reaksiya mexanizmi, reaktivlar konsentratsiyasi, farq harorati, katalizatorlar yoki ingibitorlarning mavjudligi kabi omillar qo'shiladi.

Reagentlar konsentratsiyasining ortishi va haroratning oshishi bilan reaksiya tezligi oshadi. 2-4 marta tezlashtirilgan reaktsiyaga olib kelish uchun haroratni 10 ° ga oshiring. Shunday qilib, masalan, kaliy permanganatning oksalat kislotasi bilan o'zaro ta'siri bilan reaksiya to'g'ri va buning uchun oksalat kislotasi rivojlanishining ortishi. Bundan tashqari, bu reaksiya avtokatalitik deb hisoblanadi (katalizator reaksiya mahsulotlaridan biri - Mn ionlari).

Bir qator vipadkív místse shunday zvíny spoluchení yoki índuovany okisno-dnovoluvalíni reaktsiyalar.

Masalan, kaliy permanganat bilan oksidlanganda Fe2+ ionlari xlorid kislota bilan kislotalanadi, kaliy permanganatning bir qismi xlorid oksidlanishi bilan ishlanadi:

2Mn04 - + 10C1 - + 16H + - 2Mn2 + 5C12 + 8H2O.

Fe2+ ionlari ishtirokida bu reaksiya sodir bo‘lmaydi, garchi standart potentsiallar farqi uning o‘tishiga imkon beradi. Retseptlarning nojo'ya reaktsiyasini oldini olish uchun jarayon sulfat kislota bilan kislotalangan zavodlarda amalga oshiriladi.

Analitik kimyoda oksid-oksid reaktsiyalarining turg'unligi

Oksid-suv reaktsiyalari kislotali va kislotali tahlilda keng qo'llaniladi.

Kislotali tahlilda oksidlovchi-reaktiv reaktsiyalar g'alaba qozonadi:

Veshchi va navpakida oksidlanishning quyi bosqichlaridan tarjima qilish;

Chakana sotuvchilardan kichik hajmdagi spolukslarni tarjima qilish;

Ionlarning namoyon bo'lishi;

Vydalennya ioniv.

Shunday qilib, gidroksotada Bp (I), Av (III), Cr (III) bosqichlarini konvertatsiya qilish uchun IV analitik guruhdagi kationlarni tahlil qilishda vikariylarning ko'lmak muhitida suvning peroksid oksidlanish reaktsiyalari kuzatiladi. oksidlanishning yuqori bosqichlarida bu elementlarning oksoanioni.

Masalan, anion [Cr (0H) 6] - xromat ioniga oksidlanadi:

2[Cr(0H)b]3- + 3H20^2Cr042- + 8H2O + 2OH-. Anionlar [Bp(0H)6]4- - gidroksoanion [Bp(0H)6]2-: [Bp(0H)b]4- + H202- [3p(0H)6]2- + 2OH-.

Arsenit ioni Ab0zz- - ion Ab04z-ni arsenatlash uchun:

Ab033-+ H202^=* Ab043-+ H20.

Shu bilan birga, reagent bir soat oksidlanadi va analitik guruhning V va VI ionlari deaksiyalanadi: 8b (III) - 8b ^), Fe2+ -Fe3+; Mn2+ - Mn02-pH20, C2+-C3+.

Kislotali muhitda suv peroksidiga oksidning kuchi perxrom kislota eritmasi (ko'k rangning rangi) reaktsiyasi orqali xromat- va dixromat-ionlarini aniqlash uchun ishlatiladi:

Cr2072-+4H202+2H+-2H2Cr06+3H20.

Mn2+i Co2+vydpovidno kationlari ishtirokida Mn02-pH20 va Z(OH)3 navlarining tushishini o'tkazish uchun nitrat muhitidagi suv peroksidi qo'llanma sifatida ishlatiladi:

MnO2-pH20 + H2O2 + 2H+^=* Mn2+ + |02 + (n+2)H20, 2C(OH)3 + H2O2 + 4H+^ 2C2+ + |02 + 6H20.

Ab(III) va Ab^ ionlarini aniqlash uchun vikorist reaksiya rux metall bilan mustahkamlanib, gazga o'xshash mahsulot AbNz hosil bo'ladi.

II guruh kationlarini tahlil qilishda simobning yarmi bilan nomutanosiblik reaktsiyasi kuzatildi:

NV2S12 + M1z-[NvMDO! +Hv |.

Bp vikorist kationlarining namoyon bo'lishi uchun ularning ilhomlantiruvchi kuchi ikki valentli simob darajasining yarmigacha ko'tariladi:

Bp2 + + + 4 S1 - + [BpS16] 2-.

Ionium b^) nikel plastinka ustida í̈x aníonim metall rux ustida íí0 díêyu uchun í̈x vídnovlennya vyyavlyayut yo‘li (tarixli galvanik bug‘):

2[SbC16]- + 57p-57p2+ + 2Sb| +12S1-.

Y kationlari namoyon bo'lib, ularni ko'lmak muhitida metall vismut geksagidroksostannit (II) ionlariga aylantiradi:

2I(0N)s| + 3 [Bp (0H) 6] 4 - - 2BC + 32 - + 60H-.

Mn ionlarining namoyon bo'lishi ularning Mn04-ionlarini ammoniy persulfat yordamida chervoniy rangdagi fermentatsiyasiga oksidlanishiga asoslanadi:

2Mp2+ +5B2082- + 8N2<0^ 2Мп04- + 16Н+ + 10Б042-.

Kislotali tahlilda HNO3, xlor va bromli suv kabi oksidlovchi moddalar ko'pincha samarali bo'ladi.

Shunday qilib, tizimli tahlil jarayonida Cu2S va HgS ning tushgan sulfidlari yig'indisi qizdirilganda suyultirilgan nitrat kislota bilan ishlov berish orqali sublimatsiya qilinadi:

3Cu2S + 4NO3" +16H+ - 6Cu2+ + 3S| + 4N0| + 8H20.

Buni hisobga olgan holda, Cu2S ongida HgS qamal farq qilmaydi.

HgS ning cho'kishi bromli suvda xlorid kislota ishtirokida yoki konsentrlangan HN03 va konsentrlangan HCl yig'indisida o'zgaradi:

HgSj + Bg2 + 2Cl- - + 2Br- + Sj, 2HgS | + 2HNO3 + 6HC1 - 3 + 3S | +2N0 + 4H2O.

Aniqlangan (ilohiy vische) bilan olib tashlangan metall surmaning qora cho'kmasi metasurmik kislotaning oq cho'kmasini eritish uchun nitrat kislota bilan oksidlanadi:

3Sb| + 5MV + 5H+ - 3HSb03 | + 5N0 | + H20.

Oksid-suv reaktsiyalari nafaqat kationlarning kislotali tahlilida, balki anionlarning tahlilida ham keng tarqalgan.

Shunday qilib, anion tahlili jarayonida anion oksidlovchi (Cr2072-, As043-, N03-) namunasi xloroform ishtirokida kislotali muhitda KI farqiga tekshiriladi. Bu bilan yod eriydi, bu to'pni xloroform qizil-binafsha rangga aylantiradi.

Bundan tashqari, zaif kislotali muhitda yod kontsentratsiyasining farqiga asoslangan (As033- sharob orqasida, u topilgan) anion anionlari (C204 S203 S2-, S032-, As033-, I-, N02-) uchun sinov o'tkazing. zaif kislotali muhitda).

Konsentrlangan H2S04 (Cl-, Br-, I-, Cr042-, N03-, S032-, S2032Ti in.) boʻlgan namuna oksid-suv reaksiyalariga asoslangan boʻlib, ular bilan gazga oʻxshash mahsulotlar (Cl2, I2, C02 va .) ko'rinadi.

Bunday anionlarning namoyon bo'lishi uchun S03 "va C204 N02 - vikorist reaktsiyalarni tashkil qiladi, buning natijasida KMn04 farqlari aniqlanadi:

5S02 + 2H20 +2Mn04- ^ 5S022- + 4H+ + 2Mn2+ 5C2042- +2Mn04- + 16H+ ^ 10C02t + 2Mn2+ + 8H20 5N02-+2Mn04- +3

Nitrat-ionlarini g'alaba nitrat-ionlari ishtirokida olib tashlash uchun kristalli ammoniy xlorid bilan reaktsiya:

N02-+ Mi/^ N2| + 2H20.

V analitik guruh kationlari Te2+, Te3+, M^+, Mn2+, 8b (III), 8b (V), B13+

Zagalna xususiyati

B-elementlar - Mg2+, p-elementlar - Bb(III), Bb(V), N3+ va e-elementlar - Fe3+, Be2+, Mn2+ kationlari V analitik guruhgacha ko'rinadi. Kuchli qutblanish natijasida suvda boy spoliklarning (gidroksid, sulfid, fosfatlar) V analitik guruhining dikationlari farq qilmaydi. V analitik guruhning xloridlar, bromidlar, nitritlar, nitratlar, asetatlar, sulfat kationlari suvda farqlanadi.

V analitik guruh kationlari uchun guruh reaktivi ê turli ammiakning konsentratsiyasi, u gidroksidlar shaklida yx shaklida, reaktivdan ortiqcha farq qilmaydi.

Ammoniy tuzlari, kislotalar kontsentratsiyasidagi gidroksid kationlarining xilma-xilligi, shuningdek, bu kationlarning turli oksid-suv reaktsiyalari va cho'kma reaktsiyalari bo'yicha asoslarning V analitik guruhi kationlarini keyingi tahlil qilish.

Z'ednannya Be - sariq-jigarrang rang va Be - och yashil; rozchini spoluk ínshih kationlari - bezbarvní.

V analitik guruh kationlarining reaksiyalari

Natriy gidroksid va kaliy gidroksidni farqlash

Magniy, marganets, vismut va surmaning № 0H yoki K0H kationlari yordamida ular oq amorf gidroksid yo'laklarini, yashil gidroksid zali (II) va qizil bo'ronli gidroksid zali (III) ni eritadi:

Mv2+ + 20H- - Mv(0H)2^, Mn2+ + 20H-^ Mn(0H)2^, Fe2+ + 20H- - Fe(0H)2^, Fe3+ + 30H- - Fe(0H)3^, [SbC16 ]3- + 30H- - Sb(0H)3^ + 6C1-, [SbC16]- + 50H- - Sb(0H)5^ + 6C1-, Sb(0H)5^ - Hb03^ + 2H20, N3+ + 30H - ^ N(0H)3^.

V analitik guruhning barcha gidroksid kationlari kislotalarda farqlanadi, masalan:

Fe(0H)3^+3H+ - Fe3++3H20.

Amfoter kuchlar hisobiga gidroksid 8b (III) va 8b (V) ortiqcha o'tloqlarda farqlanadi:

8b(OI^ + 3OI" - 3-, ^ + OI- - -.

Magniy gidroksidi, marganets (II) va zal (II) ham kattaroq № I4S1 dan farq qiladi, masalan:

Nv(OI)2^ + 2MI4+ - Nv2+ + 2MI3-I2O.

Tizimli tahlilda V analitik guruhdagi boshqa gidroksid kationlariga magniy gidroksidi qo'shilishi uchun vikoristning kuchi.

Ammiak diasporasi

V-analitik guruh kationlari farqi bo'yicha ammiak o'rtasidagi farq bilan gidroksidlarning tushishi tushadi:

Nv2+ + 2MíuI2O - Nv(OI)2^ + 2M1/, - + 5Míz-I2O - SHIZ| ( OI)2^ + 2MI+, Fe3+ + 3MI3-I2O ^ Fe(OI)3^ + 3M1A

Ammiakning har xil diapazonida suv bo'lgan kationlar asosiy tuzning oq cho'kmasini hosil qiladi, uning saqlanishi kontsentratsiyalar farqiga, haroratga qarab kuzda o'zgaradi:

Ví3+ + 2Mí3-II2O + S1- - Ví(OI)2S1^ + 2MI/, Ví(OI)2S1^ - BiOC1^ + I2O.

3b(III), 3b(V) tuzlari va vismutning gidrolizlanishi

Vismutu, surmi (Sh^) tarkibidagi tuzlar koʻproq asosli tuzlarning eritmalari bilan gidrolizlanadi:

3- + I2O - 8CO1^ + 5C1- + 2I+, - + 2 I2O - 8LO2C1^ + 5C1- + 4I+, Bi3+ + I2O + W)3- ^ BiOZH)3^ + 2I+.

Mo'ylovlar kislotalarda tushadi.

Magniydagi ionlarning reaksiyasi

Natriy vodorod fosfat Na2HPO4 hosil bo'lishi

Magniy kationlari natriy vodorod fosfat bilan ammoniy buferi ishtirokida oq kristall cho'kma ishtirokida o'rnatiladi:

Mg2+ + HPO42- + NH3-H2O ^ MgNHPO^ + H2O.

Bu reaksiyani mikrokristaloskopik deb hisoblash mumkin. Quruq kristallanish soati ostida joylashib qolgan MgNH4PO4 kristallari xarakterli shaklga ega.

Zaldagi ionlarning reaktsiyasi (II)

Kaliy geksatsianoferat (III) K3 hosilasi

Zaliza kationlari (II) ko'k rangli ("Turnbull ko'k") kaliy geksasianoferrat (III) cho'kmasidan tayyorlanadi:

3Fe2+ + 23-^Fe32^.

Reaktsiya o'ziga xosdir va Fe kationlarini boshqa usul bilan aniqlash imkonini beradi.

Qamal kislotalardan farq qilmaydi. O'tloqlarda vinolar taqsimlanadi: Fe32 ^ + 6OH- - 3Fe (OH) 2 ^ + 23-.

Zaldagi ionlarning reaktsiyalari (III)

1. Kaliy geksasiyanoferat (II) K4 diagnostikasi

Zaliza kationlari (III) kaliy geksatsianoferat (II) rozin bilan to'q ko'k cho'kma ("Berlin blackite") hosil qiladi:

4Fe3+ + 34- - Fe43^

Fe ning geksatsianoferrat (III) bilan kaliyga reaktsiyasi o'ziga xosdir va boshqa usul bilan o'zgartirilishi mumkin.

Reaksiyani kislotali muhitda pH=3 da olib borish kerak. Biroq, kuchli kislotalilik yoki juda ko'p reagent qo'shilishi bilan yog'ingarchilik o'zgaradi.

Yaylovlarda qamallar yotqizilgan:

Fe43^ + 12OH- - 4Fe(Offb^ + 34-.

2. Diya tiosiyanat-ioniv

Zaliza (III) kationlari qizil rangdagi atirgul yasash usuli sifatida zaliza (III) ning murakkab qismining tiosiyanat-ionlari bilan tayyorlanadi, masalan:

Fe3+ + 3NCS- - .

Tiosiyanat-ionlar ortiqcha bo'lsa, boshqa omborning murakkab ionlari joylashadi:

-; 2-; 3-.

Reaksiyani kislotali muhitda pH=2 da yengish kerak. Viyav-

niyu Fe tiosiyanat-ionlari bilan anionlar bilan to'ldirilgan (F, PO4 "ta ín), yaky utvoryuyut Fe3 + yanada barqaror komplekslar bilan, masalan:

6F- - 3- + 3NCS-.

Havodagi ionlarning reaksiyalari (Sh), (P)

Sulfosalitsil kislotasini hosil qilish

Zaliza kationlari (III), (II) pH dispersiyasida turli rangdagi sulfosalitsil kislota kompleksi bilan to'yingan. PH = 1,8-2,5 da binafsha rang kompleksi hosil bo'ladi:

PH = 4-8 da qizil rang kompleksi hosil bo'ladi:

pH = 8-11 da sariq rang kompleksi o'rnatiladi:

Marganets ionlarini aniqlashda tizimli tahlil kursida paydo bo'ladigan reaktsiyalar

Marganets (II) gidroksid suv peroksidi bilan oson oksidlanadi, u bilan H2MnO3 (MnO2-pH2O) ning to'q jigarrang cho'kmasi cho'kadi.

2e + Mn(OH)2^ + H2O ^ H2MnO3^ + 2H+ 1

2e + N2O2 + 2N + - 2N2O__

Mn(OH)2^ + H2O2 -> H2MnO3 + H2O^

Marganets (IV) di H2O2 da sulfat kislota yoki nitrat muhitida marganets (II) ga ham o'zgaradi:

2e + H2MnO3^ + 4H+ ^ Mn2+ + 3H2O 1 2e + H2O2 - O2T + 2H+__

H2MnO3^ + H2O2 + 2H+ -> Mn2+ + O2T+ 3H2O

Kuchli oksidlovchi moddalar, masalan, ammoniy persulfat (M14) 282O8, Mn (II) ni MnO4- ionlariga oksidlaydi, go'yo ular qizil rangda fermentlanadi:

5e + Mn2+ + 4H2O ^ MnO4- + 8H+ 2

2Mn2+ + 5B2O82- + 8H2O -> 2MnO4- + 16H+ + 10BO42-

Reaksiya qizdirilganda va srible (katalizator) tuzlari ishtirokida davom etadi. Vikorist reaktsiyasi marganets (II) ionlari tomonidan tizimli tahlil kursida aniqlangan.

Vismutdagi ionlarning reaksiyalari

Yangi tayyorlangan natriy geksagidroksostanit (II) Na44- diagnostikasi.

Geksagidroksostanit (11) - ular Bi ionini metall vismutga qora rangga o'zgartiradilar. Ular ko'lmak atirgullarida 4-stíykí tílki. Ularning ongida havodagi kationlar Bi (OH) 3 ning oq yog'inlarini joylashtiradi:

Sn2+ + 2OH- - Sn(OH)2^, Sn(OH)2^ + 4OH- - 4-, Bi3+ + 3OH- ^ Bi(OH)3^.

3e + Bi(OH)3^ ^Bil + 3OH- 2

2e + 4- - 2-_^ _ | 3

2Bi(OH)3^ + 34- - 2Bi^ + 32- + "6OH-

Qachon vikonanní reaktsiya katíonív vísmutu sílídí ínykatí sverh kontsentrirovannuyu o'tloq í nagívannya, tsikh ongida scho qora qamal Snl- bo'lishi mumkin reaktsiya nomutanosiblik keyin:

24- - 2- + Sn^ + 6OH-.

Surma Diya metall ruxdagi ionlarning reaksiyasi

Nikel plastinkadagi metall rux surma (III) va (V) ni metall surmaga aylantiradi:

23- + 3Zn - 2SU + 3Zn2+ + 12C1-.

Nikel plastinka rux bilan galvanik juftlikni hosil qiladi, musbat elektrodda - Ni va manfiy - Zn. Nikel elektronlarni oladi, xuddi unga rux beradi va uni metallga aylantirganday, surma ionlariga o'tkazadi. Metall surmaning nikel plastinkasiga tushishi xlorid kislotada farq qilmaydi, lekin nitrat kislotada farqlanadi:

5e + Sb^ + 3H2O ^ HSbO3^ + 5H+ 3

3e + NO3- + 4H+ - YO'Q + 2H2O_\_5_

3Sb^ + 5NO3- + 5H+ - 3HSbO3^ + 5NOt + H2O

V analitik guruh kationlarini tizimli tahlil qilish

Tuz (II) va sho'r (III) kationlari kaliy geksatsianoferat (III) va geksatsianoferat (II) ning har xil turlari uchun 8 ta namunada otish usuli bilan aniqlanadi:

3Fe2+ + 23- - Fe32^, 4Fe3+ + 34-^ Fe43^.

Surmi (III) va surmi (V) kationlari V analitik guruhning barcha kationlarining namoyon bo'lishi uchun javobgardir. Surma (III) HNO3 bilan oksidlanib, surma (V) ga aylanadi, chunki u HSbO3 ni cho‘ktirishga o‘xshaydi. Cho'kma santrifüj orqali suv bilan kremlanadi va xlor-vodorod kislotasini konsentratsiyalash orqali ajratiladi. Rozchinydagi surma (V) nikel plastinkasida sink borligini ko'rsatadi.

Santrifugada qoldirilgan V guruhning barcha kationlari ammiakning eng konsentrlangan gidroksidlari jurnalini oladi.

Qamalga magniy gidroksidlarini qo'shish uchun ammoniy xlorid miqdori va 3% H2O2 qo'shing. Bu vaqtda Mg(OH)2 cho’kma hosil bo’ladi va Mn2+ kationlari H2MnO3 (MnO2-nH2O) ga oksidlanadi. Fe(OH)3, BiONO3, H2MnO3 (MnO2-nH2O) dan hosil bo'lgan yog'ingarchilik sentrifugalash orqali suv bilan kremlanadi. Santrifugada magniy kationlari ammoniy buferi ishtirokida natriy vodorod fosfatni parchalaydi.

Nitrat kislota cho'kishida gidroksidning cho'kishi (III) va vismut farqlanadi va cho'kindida H2MnO3 (MnO2-nH2O) kamayadi, u sentrifugalash orqali suv bilan tozalanadi.

Santrifugada kationlar yangi tayyorlangan Na4 mavjudligini ko'rsatadigan vismutudir.

H2MnO3 (MnO2-nH2O) ning cho'kishi nitrat kislotada eriydi.

H2O2 mavjudligi va MnO2-nH2O Mn ga kamayadi. Їx ammoniy persulfat orasidagi farqni ochib beradi.

V analitik guruh kationlari yig'indisini tizimli tahlil qilish sxemaga mos ravishda amalga oshirilishi mumkin.

V ANALITIK GURUHDAGI KATONLARNING TIZIMLI JARAYONI Sxemasi.

Fe2+, Fe3+, Mn2+, M^+, Bi3+, 8b (III), 8b (V)

№4 ma'ruza.

Elektrolitív oralig'ida oksidi olib tashlash rívnovag.

Reja.

1. Oksid-suv (OV) reaktsiyalari va ularning analitik kimyoda turg'unligi.

2. Oksid-qizil reaksiyalarning Rívnovag doimiysi.

3. Elektrod salohiyatining kattaligiga turli mansabdor shaxslarning kirib kelishi.

1. Oksid-suv (OV) reaksiyalari va ularning analitik kimyoda turg‘unligi.

Oksid-oksidlanish reaktsiyalari - elektronlarning bir zarrachadan (atomlar, molekulalar va ionlar) boshqasiga o'tishi bilan birga bo'lgan reaktsiyalar, bu elementlarning oksidlanish bosqichlarining o'zgarishiga olib keladi.

Oksidlanish - Bu jarayon atom, molekula yoki ion tomonidan elektron berishiga o'xshaydi:

Na 0 – ē → Na +

H 2 O 2 - 2ē → 2H + + O 2

SO 3 2- + 2OH - - 2ē → SO 4 2- + H 2 O

Qayta ixtiro - Bu elektronni atom, molekula yoki ion tomonidan qabul qilingan jarayon:

S0 + 2? →S2-

H 2 O 2 + 2H + + 2? → 2H2O

Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6ē → 2Cr 3+ + 7H 2 O

MnO 4 - + 8H + + 5? → Mn 2+ + 4H 2 O

Analitik kimyoning kashshoflari sifatida ular eng ko'p: H 2 O 2, SnCl 2, H 2 S, H 2 SO 3, Na 2 S 2 O 3; qanday oksidlanish - Cl 2; Br2; H2O2; K2Cr2O7; KMnO4; HNO 3 va boshqalar.

Oksidlanish reaksiyalarining turlari

Oksidlanish reaktsiyalarining asosiy turlari quyidagilardan iborat:

1 - molekulalararo oksidlovchi-ilg'ayish reaktsiyalari (oksidlanish bosqichini o'zgartiruvchi elementlar turli molekulalar omborida topilgan):

2-1+6-2

PbS + 4H 2 O 2 → ↓PbSO 4 + 4H 2 O

oksidlovchi vosita

1 +1 0

NaCl + NaClO + H 2 SO 4 → Cl 2 + Na 2 SO 4 + H 2 O;

2 - ichki molekulyar oksid reaktsiyalari(oksidlanish bosqichini o'zgartiradigan elementlar bitta molekulani saqlashdan oldin kiradi):

3 +5 +1

NH 4 NO 3 → N 2 O + 2H 2 O

3 +6 0 +3

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 → N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O;

3 - nomutanosiblik reaktsiyalari (o'z-o'zidan oksidlanish-o'z-o'zidan asos) (bir elementning atomlari bosqichlarni boshqacha o'zgartiradi. oksidlanish):

0 -1 +1

Cl 2 + 2NaO H → NaCl + NaClO + H 2 O

1 -2 0

2H 2 Pro 2 → 2H 2 O + O 2

Kuygan ko'rinishda oksid-suv jarayoni namoyon bo'ladikeling, darajamiz:

Ox+ne Û Qizil

Oksidlanish dam olish.

shakl shakli

Ox va Red o'zaro bog'liq va se-oksid juftligi (redoksi juftligi).

Fe 3+ +1e Û Fe2+

Cu 2+ +2e Û Cu 0

OxRed

Nivelirlash Ox + yo'q Û Qizil rang oksid-suv o'tishini yoki oksid-suv reaktsiyasini ifodalaydi.

O'tish teskari yoki qaytarilmas bo'lishi mumkin.

2JO 3 - +12H 3 O + +10e=J 2 0 ¯ +18H2O

Ag 2 O+H 2 O+2e=2Ag 0 ¯ +2OH-

2- +2e = Hg 0 ¯ +4Cl -.

Shu tarzda, oksidlanish-qaytarilish juftligi, shuning uchun oksidlangan shaklning eng o'xshash yangilangan shakli bilan birikmasi bir xil redoks qobiliyatlariga olib keladi. Oksidlangan shakldagi binoning hidi va elektronika va í̈x víddavati ning ilhomlangan shaklini olish. Qaytarilgan oksidlanish-qaytarilish juftlarining oksidlanish-qaytarilish qobiliyatini hisoblash uchun elektrod potentsiallaridan foydalaniladi.

Be-yakíy OB reaksiyalari kamida ikkita oksidlovchi-qaytarilish-qaytarilish-qaytaruvchining taqdirini oladi. Reaktsiya mahsulotlari - yangi oksidlovchi vosita (zaif, past boshoqlar):

Ho'kiz 1+Qizil 2 Û Qizil 1+Ox 2

2Fe3+ +Sn2+ Û 2Fe2+ +Sn4+.

Kislota-asos reaktsiyalari bilan o'xshashlik mavjud:

Kislota 1 + asos 2Û asos 1 + kislota 2.

OB reaksiyalarining butun elektron nazariyasi. OV re penetratsiya qilish imkoniyati a ktsyy redoksiparning kimyoviy faolligini bildiradi, ularda yak qatnashadi. Redoksiparning kimyoviy faolligi standart (normal) oksidlovchi-tashqi potensial E 0 qiymati bilan tavsiflanadi.

Juftlarning standart (normal) oksid-suv potentsiali, turli shakllarda, potentsiallarning farqi bo'lib, bu standart suv va faol bo'lmagan (platina) elektrod, rozchinydagi zanurenim, oksidlanganda va shaklda oksidlanishi mumkin. bitta redoks juftligi (25° 1 mol / dm 3 ga teng tikish komponentlarining faolligidan.

Masalan, Sn 4+ / Sn 2+ tikish potentsialini aniqlash uchun galvanik elementni tanlang:

(-) Pt (H 2) / H 2 SO 4 // Sn 4+ / Sn 2+ / Pt (+); E 0 Sn4+/Sn2+ =+0,15 V.

Tobto potentsiali elektrokimyoviy o'rta turdagi galvanik elementda vimiryuyut bo'lib, u elektrokimyoviy reaksiya sodir bo'lishi mumkin bo'lgan standart va indikator elektroddan hosil bo'ladi yoki oksidlanish-qaytarilish-bug' komponentining oksidlanishi. Indikator (odatda Pt) elektrodning potentsialini standart (normal) suvli elektrod yordamida o'lchash kerak. Vin platina elektrod, zanureniya 1n H 2 SO 4 (yoki 1,25 M Hcl). Suv xona haroratida 101,3 kPa bosim ostida teshiklardan o'tkaziladi. Reaktsiya elektrodda sodir bo'ladi:

2H + +2e Û H 2

va vinikaê salohiyati oksidno-vídnovnoí̈ pul tikish 2N + /N 2 aqliy nol sifatida qabul qilinadi. Birinchi elektrodning kiritilishiga ko'ra, boshqa oksidni oldinga siljituvchi juftlarning potentsiali kamayadi. Aslida, elektrokimyoviy o'rtada ular indikator va standart suv elektrodlari orasidagi potentsiallar farqini muvozanatlashtiradi. OV bug'i bitta agregat stantsiyasida joylashgan shakllardan hosil bo'lishi mumkin, masalan, kamdan-kam hollarda - Fe 3+ /Fe 2+ va boshqa, masalan,, noyob va qattiq - Zn 2+ / Zn 0. DA Standart RHga qarab, turli xil juftlarning potentsialini yoga konditsionerining boshqa texnikasi orqali osongina o'rganish mumkin.

Standart (normal) RH potentsiali E 0 juft bo'lib, go'yo elektr neytral metallga qarshilik ko'rsatadi, - metall ayblangan potentsiallarning farqi, biz ularning tuzini zanurenim (metall ioni 1 mol / l faolligi bilan) va standart suv elektrodi 25 da° Z.

Vikoristning redoks tizimining standart potentsialioksidlovchi-takrorlovchi organlarning ob'ektiv xususiyatlariz'ednan. Standart potentsialning ijobiy qiymati nimau kuchli oksidlovchi hisoblanadi. Kuchlilarning Vodnocha vídnovlení shakllarioksidlanish kuchning tirilishida zaif ifodalanishi mumkinva boshqa tomondan, kuchli moddalarning oksidlangan shakllari zaif bo'lishi mumkinhokimiyatlarni oksidlash. Ushbu tartibda oksid-oksid reaktsiyalari eng zaifda sodir bo'ladioksidlovchilar va eng kuchlilarning etakchilari.

Oksid-suv reaktsiyasini to'g'ridan-to'g'ri uzatish uchun standart potentsiallarning qiymatlarini tenglashtirish o'zgarishi mumkin.

Biroq, standart potentsiallar sezilarli darajada bo'lishi mumkinligini aytish xavfsizhaqiqiy bilan janjal va to'g'ridan-to'g'ri reaktsiyalar o'zgarishi mumkin.

E 0 (Zn 2+ / Zn 0) tikish potentsialini aniqlash uchun galvanik elementni qo'shing:

(-) Zn / ZnSO 4 // H 2 SO 4 / (H 2) Pt (+)

A(-): Zn 0 ® Zn 2+ + 2e;

K(+): 2H + + 2e ® H 2 0.

Agar elektron suv elektrodidan metallga o'tsa, potentsial ijobiy belgi sifatida qabul qilinadi; agar u suvgacha bo'lsa, u holda pul tikishning potentsiali ruhiy jihatdan salbiy qiymat sifatida qabul qilinadi.

E 0 ga teng va teng qiymatlar uchun redokspar OB reaktsiyasining o'tish imkoniyati printsipiga tayinlanishi mumkin. Masalan, E 0 ning Fe 2+ /Fe (E 0 \u003d -0,44 B) va Cu 2+ /Cu (E 0 \u003d +0,34) juftlarining o'zaro ta'siri bilan teng qiymati Cu 2+ shaklini ko'rsatadi. oksidlovchi bo'lishi uchun mos yozuvlar Fe bo'ladi, lekin boshqa tizimning potentsiali birinchi tizimning potentsialidan kattaroqdir:

Cu 2+ + Fe ® Fe2++ Cu.

Elektr toki urishi kuchi (EPS) ko'rinishida yotqizish reaktsiyasining to'g'ridan-to'g'ri o'tishi:

EPC \u003d E0 (oksidlovchi) - E0 (begona o'tlar).

Yakscho EPC > 0 keyin to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya o'tadi. Yakscho EPC< 0 bo'lsa, teskari reaktsiya.

Fe va Cu 2+ ning narxi qancha: EPC=+0,34-(-0,44)=+0,78 U. EPC qancha ko'p bo'lsa, o'zaro ta'sirdan o'tish uchun energiya shuncha ko'p bo'ladi.

Faoliyat uchun standart RH potentsiallari tayinlanadi, bu 1 mol / l ga teng. Boshqa faoliyat qiymatlari bilan Nernst-Perers uchun potentsialni oshirish kerak:

ln ® log, t=25 ° Z, keyin

Ox \u003d Qizil E \u003d E 0 bo'lganda.

U holda, agar shakllardan biri qattiq yoki gazsimon fazalarda bo'lsa, Nernst tahlili kamdan-kam bosqichda bo'lgani kabi, faqat shakl faolligining qiymatini ko'rsatadi:

E (Fe 2+ / Fe 0)

E(Cl 2 /2Cl -)

Shunday qilib, bir shaklning boshqasiga o'tishida suv molekulalari ishtirok etadi yoki ular oksidlangan yoki yangilangan shakllar omboriga kiritilishi mumkin. Elektron ion oksidlanishi yoki yangilanishi:

MnO 4 - + 8H + + 5e \u003d Mn 2+ + 4H 2 O.

SnO 3 2- + H 2 O + 2e \u003d SnO 2 2- + 2OH -.

Zastosuvannya:

Oksid-suv reaktsiyalari keng tarqalganyakísny va kílkísnym analyzí.

Kislotali tahlilda oksidlovchi-reaktiv reaktsiyalar g'alaba qozonadi:

Sabzavotdagi oksidlanishning quyi bosqichlaridan tarjima qilish men navpaki;

Chakana sotuvchilardan kichik hajmdagi spolukslarni tarjima qilish;

Ionlarning namoyon bo'lishi;

Vydalennya ioniv.

Shunday qilib, ko'lmak muhitida suvning peroksid oksidlanish reaktsiyalariuchun IV analitik guruh kationlarini tahlil qilishda ko'z qisib qo'yingoksoanion gidroksotdagi Sn(II), As(III), Cr(III) poliuklarining tarjimasioksidlanishning yuqori bosqichlarida tsix elementlari.

1. Oksidlanish darajasi past bo'lgan ionlar va elementlarni korpus va navpakka o'tkazish uchun:

a) Fe 3+ da Fe 2+,

b) V dan III gacha.

2. Oksidlovchi bilan xarakterli reaktsiyalar berish uchun ionlarning mavjudligi uchun:

H + As III Ag +

M n 2+ MnO 4 - As -3 H 3 As +3

H 2 OMnO 2 V sifatida

3. Oksidlangan yoki kichik o'lchamli yarimparchalanish davrlarigacha tiklangan ionlarni chiqarish uchun.

H2O2

Mn 2+ MnO 2 ¯ .

VIN -

4. Kílkísny da tayinlangan.

Oksidli etakchi reaktsiyalar keng tarqalgan emaskationlarning kislotali analizida, anionlarni tahlil qilishda kamroq.

Shunday qilib, anionni tahlil qilish jarayonida anion oksidlovchi (Cr2O72-, AsO43-, NO3-) namunasi xloroform ishtirokida kislotali muhitda KI farqiga tekshiriladi. Qachon tvomu utvoryutsya vílny yod, scho farbuêqizil-binafsha rangdagi xloroform to'pi.

Bundan tashqari, anion agentlari uchun sinov o'tkazing (C 2 O 4 2- , S 2 O 3 2- ,S 2- , SO 3 2- , AsO 3 3- , I - , NO 2 -)zaif kislotali muhit (o'rikdan keyin AsO 3 3-, yaki namoyon bo'ladizaif-oy muhiti).

ning namunasikonsentrlangan H 2 SO 4 (Cl -, Br -, I -, CrO 4 2-, NO 3 -, SO 3 2-, S 2 O 3 2- ta ín), at ularga gaz o'xshash mahsulotlar ko'rinadi (Cl 2 I 2 CO 2 va ichida).

SO 3 2- kabi anion-saqlovchilarni aniqlash uchun. i C 2 O 4 2-, NO 2 - vikorist reaktsiyalar dispers KMnO4.

2. Oksid-qizil reaksiyalarni tenglashtirish konstantasi.

Bagatioh vipadkahda nafaqat bevosita bilish kerakoksid-suv reaktsiyalari, aleoqayotgan. Shunday qilib, hisob-kitoblarni tahlil qilishda o'sha reaktsiyalar mavjud, yakamalda 100% oqadi (aks holda ular unga yaqinlashadilar). Stepinreaksiyaning borishi tenglik konstantasi bilan aniqlanadi.

Reaksiya OM ning o'tish chuqurligi tenglashtirish konstantasi bilan belgilanadi:

aOx 1 + bRed 2 = aRed 1 + bOx 2.

a0x 1 + ne = aRed 1.

bRed 2 + ne = bOx 2.

Teng bo'lganda, E 1 \u003d E 2

½ ½

Daryolargacha.

Tom

Daryolargacha. =.

Reaksiyada qatnashadigan elektronlar soni n boshli. Muntazam ravishda sodir bo'ladigan reaktsiyalar doimiy ravishda 108 dan ortiq (ong uchun 99,99% nutqlar bog'langan) tufayli yuzaga keladi.

Tobto, .

D E 0 ³ + 0,4 (n=1)

D E 0 ³ + 0,2 (n=2)

Yilning qolgan qismidan, yana qanday farq borligini ko'rasizpotentsiallar (E 0 Ox - E 0 Red), tenglashtirish doimiysi qanchalik ko'p va teng bo'lsaprotykatime reaktsiya o'ngga g'azablangan. Biroq, keyingi xotirarashk doimiy katta qiymati ma'bad haqida gapirish emasjarayonning uzilish tezligi.

Reaksiya tezligiga quyidagi omillarni qo'shing:reaksiya mexanizmi sifatida, reagentlar konsentratsiyasi, harorat farqi,katalizatorlar va inhibitorlarning mavjudligi.

Reaksiya tezligi konsentratsiyaning ortishi bilan ortadireagentlar, shuningdek, har xil harorat o'zgarishlarida. Ovoz zbylshennya10 ° ga harorat 2-4 marta tezlashtirilgan reaktsiyaga olib keladi. Shunday qilib,masalan, kaliy permanganatning oksalat kislotasi bilan o'zaro ta'siri bilanKislota reaktsiyasi yaxshi va rivojlanishni tezlashtirish uchun u qiziydi.

Bundan tashqari, reaksiya avtokatalitik (katalizatorê reaksiya mahsulotlaridan biri Mn 2+ ionlari).

Bir qator vipadkivlarda shunday joy bo'lishi mumkinoksid-oksid reaktsiyalarining induksiyasi.

Masalan, kaliy permanganat bilan oksidlanganda, chakana savdoda Fe 2+ ionlari,xlorid kislota bilan kislotalangan, kaliy permanganatning bir qismi bo'yalganxlorid oksidlanishi uchun:

2MnO 4 – + 10Cl – + 16H + ® 2Mn 2+ + 5Cl 2 + 8H 2 O.

Fe 2+ ionlari mavjudligi sababli, farq bo'lsa-da, bu reaktsiya kutilmaydistandart potentsiallar vv oqish imkonini beradi. Zabígannya uchunyon reaktsiyalarsulfat kislota.

3. Elektrod potentsialining kattaligiga turli mansabdor shaxslarning kiritilishi.

Haqiqiy potentsialning qiymatiga shunday qo'shingomillar, muhitning pH darajasi, reagentlar konsentratsiyasi, kompleks hosil bo'lishi,Utavlennya opadív ta ín.

Keyingi qadam, muhitning pH qiymatining haqiqiyga qo'shilganligini ko'rsatishdirpotentsial nafaqat sokin tebranishlarda, agar H + va OH-ionlarining konsentratsiyasi kirsaNernstning tengligida va boshqa paytlarda bir vaqtning o'zida bir vaqtning o'zida uning tengligida.

Tse chakana savdoda ionlarning poydevorini o'zgartirish shaklidan bog'lanishi mumkin(gidroga sachragan litik va boshqa teng jarayonlar).

E 0 MnO4-/Mn2+ redoks tikish potentsiali qanday yotqizilganSuvdagi ionlarning konsentratsiyasi (ko'rsatilgan qiymatga qarab o'zgarishi mumkin1,51 V dan 1,9 V gacha)danion galogenidlarining erkin galogenlarga fraksiyonel oksidlanishi

Shunday qilib, pH víd 5 dan 6 gacha, permanganat faqat yodidni oksidlaydi (E 0 I2 / 2I- \u003d 0,53). B) pH 3 da bromidlar oksidlanadi (E 0 Br2 / 2Br- \u003d 1,06 B) va faqat sezilarli darajadayuqori kislotalilik, xloridlar oksidlanadi (E 0 Cl2 / 2Cl- \u003d 1,395 B).

1) farqning ion kuchini quyish.

Ion kuchining o'zgarishi ion faolligi koeffitsientlarining o'zgarishi natijasida yuzaga keladi. Oksidlangan shakl ionining zaryadi yangilangan shaklning zaryadiga qarab o'zgaradi, shuning uchun ularning faolligi boshqacha o'zgaradi. Nernst formulasida faollikning har qanday o'zgarishi kabi, u ortadi, redoks potentsiali bir vaqtning o'zida ortadi.

Ion kuchini to'ldirgandan so'ng, haqiqiy potentsiallar yordamida farqni ta'minlash oson.

Taxminan atirgullar uchun formula ko'pincha yopishtiriladi:

Shunday qilib, haqiqiy standart potentsial normal standart RH potentsiali sifatida qabul qilinadi.

2) oksidlanish-qaytarilish juft komponentlari konsentratsiyasini in'ektsiya qilish.

Nernst tahlilidan ko'rinib turibdiki, E = f (C Ox, Red). Potensial va effektni oshirish uchun C Ox ni oshiring va C Qizilni o'zgartiring. Agar oksidlangan shakl yangilangan shaklning konsentratsiyasidan 100 baravar yuqori bo'lsa, u holda potentsial haqiqiy standart potentsialdan ustundir. Art.

Shunday qilib, spívvídnoshnja konsentratsiyasi o'zgarishi viklíkaê vídno kichik zmínu potentsial. Shunday qilib, buni aytishingiz mumkin muhim potentsialning asosiy rolini real standart potentsial o'ynaydi, shuning uchun redoks juft komponentlarining kimyoviy tabiati.

3) pH qiymatini qo'shish orqali.

Ko'pgina navlarda, suv navlarida, oksidlanish-qaytarilish o'tishlarida gidroksonium yoki gidroksid-ionlar ishtirok etadi. Shu bilan birga, ular gidroksonium oksidlangan shaklni yangilash jarayonlarida ishtirok etadi:

Ox + aH + + ne \u003d Qizil + n / 2 H 2 O,

va gidroksid-ionlar - yangilangan shaklning oksidlanish jarayonlarida:

Ox + a / 2 H 2 Pro + ne \u003d Qizil + aOH -.

Ikkala tebranishda, pH qo'shilishi bilan, farq haqiqiy standart potentsiallar bilan qo'lda sozlanishi mumkin:

PH qiymati qanchalik past bo'lsa, haqiqiy standart potentsial qanchalik yuqori bo'lsa, oksidlovchi shakl shunchalik ko'p oksidlanadi. ongida pul tikish potentsial qiymati redokspari har ikki shakllari spívvídnennia kontsentratsiyasi yolg'on:

Men reaktsiya muhitini yaratish uchun bunday qoidadan foydalanaman,Jarayonni optimallashtirish uchun zarur:Natijada oksidlanish-oksidlanish reaktsiyalarida H + yoki BIN to'planadi - - agar ular, keyin go'yo o'rtasini yaratish kerak qarama-qarshi hokimiyat (chi ko'lmak nordon).

Bundan tashqari, reaktsiya uchun tarkibiy qismlarni olish kerak (oksidlovchiVídnovnik), yaki bir xil o'rtada reaksiyaga kirishadi. Protildashu bilan birga, onaning jarayonni galvanizatsiya qilish uchun joyi bo'lishi mumkin.

Oksidlanish-qaytarilishda bo'lgani kabi, gidroksid-ionlar ishtirok etishi mumkin, ehtimol:

5) kompleksni in'ektsiya qilish.

Tsei vpliv ko'proq suttevy. Masalan, Fe 2+ ionlarini bixromat bilan titrlash paytlarida H 3 RO 4 qo‘shilishi Fe 3+ kompleksining oksidlangan shakli paydo bo‘lishiga imkon beradi, natijada titrlash hajmi kattalashadi.

Kílkísny xususiyatlari vplyu rasglyadatimutsya vyvchenny reaktsiyalar komplektovennya.

Oksid-suv reaktsiyalari eng keng tarqalgan bo'lib, tabiatda va texnologiyada muhim rol o'ynaydi. Dihanna va tirik organizmlarning nutqi almashinuvi, metallarning korroziyasi, tog 'olovi - bu oksidlovchi reaktsiyalarga misoldir. OVR yordami uchun metallar, o'tloqlar, kislotalar va boshqa ko'plab qimmatbaho mahsulotlar olinadi. Daryolarni, tabiiy va kanalizatsiya suvlarini, korxonalarning gaz vikislarini tozalash uchun OVR vikoristi. Titrlash usuli bilan turli nutqlarni tahlil qilish uchun ifloslangan navlarni tashkil etuvchi oksidlovchi moddalar keng qo'llaniladi. Keling, tahlil qilish usulini soddalashtiramiz va ushbu ishda tanishamiz.

eksperimental qism

Dosvid 1 . Oksid-suv reaktsiyasining haddan tashqari o'tish tabiati bo'yicha muhitning pH oqimi

Vídomi spoluki marganets, bu elementni oksidlanishning turli bosqichlarida tozalash uchun:
,
,
. Nutqlar soni oksidlovchi va hal qiluvchi kuchdagi farqlarni ochib beradi va ranglardagi farqlarni farq qiladi:
quyuq malinalarda,
- ko'katlarda
Men barsiz rozchin yasayman,
jigarrang qamal ko'rinishida yiqilish. Kimyoviy reaksiyalarda
o'rtadagi kislotalilikdagi nutqlarning belgilanishidan biriga qadar.

Kaliy permanganatning oksid kuchi bo'yicha muhitning pH qiymatini baholash uchun uchta probirkaga 2-3 ml natriy sulfit quying.
.Bir probirkaga 1 ml soling
, neytral tuz solingan uchinchi probirkaga 1 ml eritma qo'shing
. Teri probirkasiga bir xil miqdorda (2-3 ml) kaliy permanganat qo'shing
.

Rozchiniv tayyorlashdagi o'zgarishlarni belgilang va turli muhitlarda sodir bo'ladigan reaktsiyalar sxemalarini yozing. Qavatlaringizdagi Mn oksidlanish bosqichini tanlang, koeffitsientlarni tenglik bilan belgilang. Oksid kuchiga muhitning pH oqimi haqida visnovokni o'rganing
.

Dosvid 2. Zal o'rniga tayinlangan ( II ) permanganatometriya bilan yoga tuzida

Permanganatometriya usuli nutqlarni kalkerli belgilash, binoning oksidlanishi va tuproqning fermentatsiyasini o'zgartirish uchun asoslar uchun ishlatiladi. Mn oksidlanishning ikkinchi bosqichini o'zgartirganda. Kislotalangan nutqni titrlashda qanday farq bor
qadar bu tuz marganets miqdorining ko'payishi bilan birga keladi
kuchsiz bo'lmoq . Muammoning paydo bo'lishi reaktsiyaning tugashi va reaktivning arzimas ortiqcha mavjudligi haqida gapiradi.

Vitraj miqdorini eksperimental ravishda aniqlagan
, ekvivalentlar qonunidan tugallangan gapning miqdorini chiqarish mumkin.

Ikki valentli tuzning ta'rifi kislotali muhitda ion mavjudligiga asoslanadi
permanganat bilan ionga oson oksidlanadi
.Ikki valentli tuz tuzi orasidagi farqni titrlash jarayonida sodir bo'ladigan reaksiya quyidagi sxema bilan ifodalanadi:

Vikonannya robotlari uchun 0,0002 g gacha aniqlikdagi (yillik yonbag'irda) sulfat tuzining kristallari bo'lgan analitik jadvallarni chaqiring.
, Vídomogo píd nazvou vyzny vitriol. Zoshitdagi tuz massasini yozing. Oxirgi kolbadan quvvat oling, ichiga 50 ml sulfat kislota quying va ehtiyotkorlik bilan aralashtiramiz, tuzni ajratib oling.

Byuretkada yordam uchun virvi rozchin quying
vídomoí konsentratsiyasi; kolbani byuretka ostiga qo'ying. Byuretkaning uchini ko'tarish zatistga ko'proq teng bo'ladi, qayta tashrif buyuring va zapovnyt yogo rozchin. Byuretkadagi riven chizig'ini nol belgisiga qo'ying (qorong'i ridin uchun meniskning yuqori qirrasi bo'ylab ishlash kerak).

Turli xillardan kolbani kesish
qo'lda, doimiy aralashtirish bilan, atirgullarning kichik qismlarini qo'shing
bir oz qizilchali farbuvannya paydo bo'lguncha. Titrlash tugagandan so'ng, vitrajdagi kaliy permanganat miqdorini yozing.

Teng reaksiyani yozing, toshqin ioni tomonidan berilgan elektronlar sonini belgilang va (1) formuladan foydalanib 1-ekvivalentning molyar massasini hisoblang:

(1)

Oksidlangan tupurikning massasini oching, vikorist ekvivalentlar qonuni: ekvivalentlar soni
ekvivalentlar soniga ko'proq teng
kishining munosabati hasadni yutadi: