Oksidacijos-redukcijos reakcijos

(4.3.1)

Reakcijos, kurioms vykstant vieni elementai atiduoda elektronus, o kiti juos prisijungia, vadinamos oksidacijos-redukcijos reakcijomis. Oksidacija (elektronų atidavimas) ir redukcija (elektronų prijungimas) visada vyksta kartu.

Atomai arba jonai, kurie vykstant reakcijai prisijungia elektronus, vadinami oksidãtoriais. Vyksta redukcija, taigi jie yra redukuojami.

Atomai arba jonai, kurie vykstant reakcijai praranda elektronus, vadinami redùktoriais. Vyksta oksidacija, šie atomai ar jonai yra oksiduojami.

Tai įdomu!

Žodis OPERA padės prisiminti, kas yra oksidatorius, o kas – reduktorius:

oksidatoriai prisijungia elektronus, reduktoriai atiduoda.

Vykstant oksidacijos-redukcijos reakcijoms atiduodamų ir prijungiamų elektronų skaičius turi sutapti, kitaip tariant, turi būti atiduodamų ir prijungiamų elektrònų balánsas.

Uždavinys

Išlyginkime aliuminio degimo deguonyje reakcijos lygtį.

Sprendimas

Iš pradžių parašykime bendrąją reakcijos lygtį, atspindinčią aliuminio oksido susidarymą iš aliuminio. Aliuminio jono krūvis lygus 3+, o oksido 2–. Aliuminio oksido formulė yra Al₂O₃. Neišlyginta reakcijos lygtis atrodo taip:

Al + O₂ → Al₂O₃.

(4.3.4)

Dabar parašykime šios reakcijos dalines lygtis:

Tam, kad atiduodamų ir prijungiamų elektronų skaičius sutaptų, reikia parinkti daugiklius – koeficientus. Aliuminio atiduodamus elektronus reikia padauginti iš koeficiento 4, o deguonies pritraukiamus elektronus – iš koeficiento 3. Tada bendras perėjusių elektronų skaičius bus lygus – po 12. Tokius pačius koeficientus reikia parašyti ir bendrojoje reakcijos lygtyje. Kadangi aliuminio oksido formulėje Al₂O₃ yra du aliuminio jonai (indeksas lygus 2), prieš aliuminio oksido molekulę rašomas koeficientas 2, o ne 4:

Elemeñto oksidãcijos láipsnis yra dydis, kuris rodo, kiek elektronų galėtų prijungti ar atiduoti elementas, jei susidarytų joninis ryšys.

Uždavinys

Išlyginkime fosforo degimo reakcijos lygtį, žinodami, kad susidaro fosforo(V) oksidas, kurio formulė P₂O₅. Kadangi deguonies oksidacijos laipsnis –2, 5 deguonies atomai sudarytų krūvį, lygų –10. Tada fosforo oksidacijos laipsnis šiame junginyje apskaičiuojamas taip: 10 : 2 = +5. Šios reakcijos lygtis:

$$ \mathrm{P} + {\mathrm{O}}_2^{؜}\to {\mathrm{P}}_2^{+5}{\mathrm{O}}_5^{-2}$$.

(4.3.7)

Parašykime šios reakcijos dalines lygtis:

$$\begin{gathered} \\ \overline{)\begin{array}{c}\begin{array}{c}4\\ 5\end{array}\end{array}}\begin{array}{c}\mathrm{P} - 5 {\mathrm{e}}^{–}\to {\mathrm{P}}^{+5}.\\ {\mathrm{O}}_2 + 4 {\mathrm{e}}^{–}\to 2{\mathrm{O}}^{–2}.\end{array} \end{gathered}$$

(4.3.8)

Matome, kad elektronų balansas bus pasiektas, kai bus prijungta ir perduota po 20 elektronų. Tada išlyginta reakcijos lygtis bus tokia:

$$ 4\mathrm{P} + 5{\mathrm{O}}_2^{؜}\to 2{\mathrm{P}}_2^{؜}{\mathrm{O}}_5^{؜}$$

(4.3.9)

Klausimai ir užduotys

1. Ką vadiname oksidacija ir redukcija?
2. Kuris šių elementų yra geriausias oksidatorius?
   1. Litis
   2. Aliuminis
   3. Deguonis
   4. Siera
3. Nustatykite chloro oksidacijos laipsnį šiuose junginiuose:
   1. KCl;
   2. Cl₂;
   3. Cl₂O;
   4. Cl₂O₇.
4. Elektronų balanso metodu išlyginkite kalcio reakcijos su deguonimi lygtį. Nurodykite oksidatorių ir reduktorių.
5. Fosforas jungiasi su chloru pagal šią lygtį: P(k) + Cl₂(d) → PCl₅(k). Elektronų balanso metodu išlyginkite šią lygtį. Nurodykite oksidatorių ir reduktorių.

Ko išmokome?

• Oksidacija vadinamas elektronų atidavimas.
• Redukcija yra elektronų prijungimas.
• Vykstant oksidacijos-redukcijos reakcijoms atiduodamų ir prijungiamų elektronų skaičius turi sutapti.
• Elemento oksidacijos laipsnis yra dydis, kuris rodo, kiek elektronų galėtų prijungti ar atiduoti elementas, jei susidarytų joninis ryšys.
• Molekulės teigiamųjų ir neigiamųjų oksidacijos laipsnių suma turi būti lygi nuliui.
• Nurodant oksidacijos laipsnį krūvio ženklas rašomas prieš laipsnio skaitmenį.