9.1 రసాయన ప్రతిచర్యలు ఏమిటి?
ప్రకృతిలోని ఏదైనా రసాయన దృగ్విషయాన్ని మనం రసాయన ప్రతిచర్యలు అని పిలుస్తాము. రసాయన ప్రతిచర్య సమయంలో, కొన్ని విచ్ఛిన్నమవుతాయి మరియు మరికొన్ని ఏర్పడతాయి. రసాయన బంధాలు. ప్రతిచర్య ఫలితంగా, కొన్ని రసాయన పదార్ధాల నుండి ఇతర పదార్థాలు పొందబడతాయి (అధ్యాయం 1 చూడండి).
తనపై ఇంటి పని§ 2.5 నాటికి, మొత్తం రసాయన పరివర్తనల నుండి నాలుగు ప్రధాన రకాల ప్రతిచర్యల యొక్క సాంప్రదాయిక ఎంపికతో మీరు పరిచయం అయ్యారు, ఆపై మీరు వాటి పేర్లను కూడా ప్రతిపాదించారు: కలయిక, కుళ్ళిపోవడం, ప్రత్యామ్నాయం మరియు మార్పిడి యొక్క ప్రతిచర్యలు.
సమ్మేళన ప్రతిచర్యల ఉదాహరణలు:
C + O 2 = CO 2; (1)
Na 2 O + CO 2 = Na 2 CO 3; (2)
NH 3 + CO 2 + H 2 O = NH 4 HCO 3. (3)
కుళ్ళిపోయే ప్రతిచర్యల ఉదాహరణలు:
2Ag 2 O 4Ag + O 2; (4)
CaCO 3 CaO + CO 2; (5)
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O. (6)
ప్రత్యామ్నాయ ప్రతిచర్యల ఉదాహరణలు:
CuSO 4 + Fe = FeSO 4 + Cu; (7)
2NaI + Cl 2 = 2NaCl + I 2; (8)
CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2. (9)
| మార్పిడి ప్రతిచర్యలు- రసాయన ప్రతిచర్యలు, దీనిలో ప్రారంభ పదార్థాలు వాటి మార్పిడికి గురవుతాయి భాగాలు. |
మార్పిడి ప్రతిచర్యల ఉదాహరణలు:
Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2H 2 O; (10)
HCl + KNO 2 = KCl + HNO 2; (పదకొండు)
AgNO 3 + NaCl = AgCl + NaNO 3. (12)
సాంప్రదాయ వర్గీకరణ రసాయన ప్రతిచర్యలువాటి వైవిధ్యాన్ని కవర్ చేయదు - నాలుగు ప్రధాన రకాల ప్రతిచర్యలతో పాటు, చాలా క్లిష్టమైన ప్రతిచర్యలు కూడా ఉన్నాయి.
రెండు ఇతర రకాల రసాయన ప్రతిచర్యల గుర్తింపు రెండు ముఖ్యమైన రసాయనేతర కణాలలో పాల్గొనడంపై ఆధారపడి ఉంటుంది: ఎలక్ట్రాన్ మరియు ప్రోటాన్.
కొన్ని ప్రతిచర్యల సమయంలో, ఒక అణువు నుండి మరొక అణువుకు ఎలక్ట్రాన్ల పూర్తి లేదా పాక్షిక బదిలీ జరుగుతుంది. ఈ సందర్భంలో, ప్రారంభ పదార్ధాలను తయారు చేసే మూలకాల యొక్క పరమాణువుల ఆక్సీకరణ స్థితులు మారుతాయి; ఇచ్చిన ఉదాహరణలలో, ఇవి ప్రతిచర్యలు 1, 4, 6, 7 మరియు 8. ఈ ప్రతిచర్యలను అంటారు రెడాక్స్.
ప్రతిచర్యల యొక్క మరొక సమూహంలో, హైడ్రోజన్ అయాన్ (H +), అంటే ప్రోటాన్, ఒక ప్రతిచర్య కణం నుండి మరొకదానికి వెళుతుంది. ఇటువంటి ప్రతిచర్యలు అంటారు యాసిడ్-బేస్ ప్రతిచర్యలులేదా ప్రోటాన్ బదిలీ ప్రతిచర్యలు.
ఇచ్చిన ఉదాహరణలలో, అటువంటి ప్రతిచర్యలు 3, 10 మరియు 11 ప్రతిచర్యలు. ఈ ప్రతిచర్యలతో సారూప్యత ద్వారా, రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలను కొన్నిసార్లు అంటారు. ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ ప్రతిచర్యలు. మీరు OVRతో § 2లో మరియు KORతో క్రింది అధ్యాయాలలో పరిచయం అవుతారు.
సమ్మేళన ప్రతిచర్యలు, కుళ్ళిపోయే ప్రతిచర్యలు, ప్రత్యామ్నాయ ప్రతిచర్యలు, మార్పిడి ప్రతిచర్యలు, రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలు, యాసిడ్-బేస్ ప్రతిచర్యలు.
కింది పథకాలకు అనుగుణంగా ప్రతిచర్య సమీకరణాలను వ్రాయండి:
ఎ) HgO Hg + O 2 ( t); బి) Li 2 O + SO 2 Li 2 SO 3; c) Cu(OH) 2 CuO + H 2 O ( t);
d) Al + I 2 AlI 3; ఇ) CuCl 2 + Fe FeCl 2 + Cu; ఇ) Mg + H 3 PO 4 Mg 3 (PO 4) 2 + H 2 ;
g) Al + O 2 Al 2 O 3 ( t); i) KClO 3 + P P 2 O 5 + KCl ( t); j) CuSO 4 + Al Al 2 (SO 4) 3 + Cu;
l) Fe + Cl 2 FeCl 3 ( t); m) NH 3 + O 2 N 2 + H 2 O ( t); m) H 2 SO 4 + CuO CuSO 4 + H 2 O.
పేర్కొనవచ్చు సాంప్రదాయ రకంప్రతిచర్యలు. రెడాక్స్ మరియు యాసిడ్-బేస్ ప్రతిచర్యలను లేబుల్ చేయండి. రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలలో, ఏ మూలకాల పరమాణువులు వాటి ఆక్సీకరణ స్థితిని మారుస్తాయో సూచించండి.
9.2 రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలు
ఇనుప ఖనిజం నుండి ఇనుము (మరింత ఖచ్చితంగా, తారాగణం ఇనుము) పారిశ్రామిక ఉత్పత్తి సమయంలో బ్లాస్ట్ ఫర్నేసులలో సంభవించే రెడాక్స్ ప్రతిచర్యను పరిశీలిద్దాం:
Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2.
ప్రారంభ పదార్ధాలు మరియు ప్రతిచర్య ఉత్పత్తులు రెండింటినీ తయారు చేసే అణువుల ఆక్సీకరణ స్థితులను నిర్ధారిద్దాం
| Fe2O3 | + | = | 2F | + |
మీరు చూడగలిగినట్లుగా, ప్రతిచర్య ఫలితంగా కార్బన్ అణువుల ఆక్సీకరణ స్థితి పెరిగింది, ఇనుము అణువుల ఆక్సీకరణ స్థితి తగ్గింది మరియు ఆక్సిజన్ అణువుల ఆక్సీకరణ స్థితి మారదు. పర్యవసానంగా, ఈ చర్యలోని కార్బన్ పరమాణువులు ఆక్సీకరణం చెందాయి, అంటే అవి ఎలక్ట్రాన్లను కోల్పోయాయి ( ఆక్సీకరణం చెందింది), మరియు ఇనుప అణువులు - తగ్గింపు, అంటే, అవి ఎలక్ట్రాన్లను జోడించాయి ( కోలుకున్నాడు) (§ 7.16 చూడండి). OVRని వర్గీకరించడానికి, భావనలు ఉపయోగించబడతాయి ఆక్సిడైజర్మరియు తగ్గించే ఏజెంట్.
అందువలన, మా ప్రతిచర్యలో ఆక్సీకరణ అణువులు ఇనుము అణువులు, మరియు తగ్గించే అణువులు కార్బన్ అణువులు.
మా ప్రతిచర్యలో, ఆక్సీకరణ ఏజెంట్ ఐరన్ (III) ఆక్సైడ్, మరియు తగ్గించే ఏజెంట్ కార్బన్ (II) మోనాక్సైడ్.
ఆక్సిడైజింగ్ అణువులు మరియు అణువులను తగ్గించడం ఒకే పదార్ధంలో భాగమైన సందర్భాలలో (ఉదాహరణ: మునుపటి పేరా నుండి ప్రతిచర్య 6), “ఆక్సీకరణ పదార్ధం” మరియు “పదార్థాన్ని తగ్గించడం” అనే భావనలు ఉపయోగించబడవు.
అందువల్ల, సాధారణ ఆక్సీకరణ ఏజెంట్లు ఎలక్ట్రాన్లను (పూర్తిగా లేదా పాక్షికంగా) పొందే అణువులను కలిగి ఉన్న పదార్థాలు, వాటి ఆక్సీకరణ స్థితిని తగ్గిస్తాయి. సాధారణ పదార్ధాలలో, ఇవి ప్రధానంగా హాలోజన్లు మరియు ఆక్సిజన్, మరియు కొంతవరకు సల్ఫర్ మరియు నైట్రోజన్. సంక్లిష్ట పదార్ధాల నుండి - ఈ ఆక్సీకరణ స్థితులలో సాధారణ అయాన్లను ఏర్పరచడానికి ఇష్టపడని అధిక ఆక్సీకరణ స్థితులలో అణువులను కలిగి ఉన్న పదార్థాలు: HNO 3 (N +V), KMnO 4 (Mn +VII), CrO 3 (Cr +VI), KClO 3 (Cl +V), KClO 4 (Cl +VII), మొదలైనవి.
ఎలక్ట్రాన్లను పూర్తిగా లేదా పాక్షికంగా దానం చేసి, వాటి ఆక్సీకరణ స్థితిని పెంచే పరమాణువులను కలిగి ఉండే పదార్థాలు సాధారణ తగ్గించే ఏజెంట్లు. సాధారణ పదార్ధాలలో, ఇవి హైడ్రోజన్, ఆల్కలీన్ మరియు ఆల్కలీన్ ఎర్త్ లోహాలు, అలాగే అల్యూమినియం. సంక్లిష్ట పదార్ధాలలో - H 2 S మరియు సల్ఫైడ్‌లు (S –II), SO 2 మరియు సల్ఫైట్స్ (S +IV), అయోడైడ్‌లు (I-I), CO (C +II), NH 3 (N –III), మొదలైనవి.
IN సాధారణ కేసుదాదాపు అన్ని సంక్లిష్టమైన మరియు అనేక సాధారణ పదార్థాలు ఆక్సీకరణ మరియు తగ్గించే లక్షణాలను ప్రదర్శించగలవు. ఉదాహరణకి:
SO 2 + Cl 2 = S + Cl 2 O 2 (SO 2 ఒక బలమైన తగ్గించే ఏజెంట్);
SO 2 + C = S + CO 2 (t) (SO 2 బలహీనమైన ఆక్సీకరణ ఏజెంట్);
C + O 2 = CO 2 (t) (C అనేది తగ్గించే ఏజెంట్);
C + 2Ca = Ca 2 C (t) (C ఒక ఆక్సీకరణ కారకం).
ఈ విభాగం ప్రారంభంలో మనం చర్చించిన ప్రతిచర్యకు తిరిగి వద్దాం.
| Fe2O3 | + | = | 2F | + |
ప్రతిచర్య ఫలితంగా, ఆక్సీకరణ అణువులు (Fe + III) తగ్గించే అణువులుగా (Fe 0), మరియు అణువులను తగ్గించడం (C + II) ఆక్సీకరణ అణువులుగా (C + IV) మారాయని దయచేసి గమనించండి. కానీ CO 2 ఏ పరిస్థితులలోనైనా చాలా బలహీనమైన ఆక్సీకరణ ఏజెంట్, మరియు ఇనుము, ఇది తగ్గించే ఏజెంట్ అయినప్పటికీ, ఈ పరిస్థితుల్లో CO కంటే చాలా బలహీనంగా ఉంటుంది. అందువల్ల, ప్రతిచర్య ఉత్పత్తులు ఒకదానితో ఒకటి స్పందించవు మరియు రివర్స్ రియాక్షన్ జరగదు. ఇచ్చిన ఉదాహరణ OVR యొక్క ప్రవాహం యొక్క దిశను నిర్ణయించే సాధారణ సూత్రం యొక్క ఉదాహరణ:
రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలు బలహీనమైన ఆక్సిడైజింగ్ ఏజెంట్ మరియు బలహీనమైన తగ్గించే ఏజెంట్ ఏర్పడే దిశలో కొనసాగుతాయి.
పదార్ధాల రెడాక్స్ లక్షణాలను ఒకే విధమైన పరిస్థితులలో మాత్రమే పోల్చవచ్చు. కొన్ని సందర్భాల్లో, ఈ పోలిక పరిమాణాత్మకంగా చేయవచ్చు.
ఈ అధ్యాయం యొక్క మొదటి పేరా కోసం మీ హోమ్‌వర్క్ చేస్తున్నప్పుడు, కొన్ని ప్రతిచర్య సమీకరణాలలో (ముఖ్యంగా ORR) కోఎఫీషియంట్‌లను ఎంచుకోవడం చాలా కష్టమని మీరు విశ్వసించారు. రెడాక్స్ ప్రతిచర్యల విషయంలో ఈ పనిని సులభతరం చేయడానికి, క్రింది రెండు పద్ధతులు ఉపయోగించబడతాయి:
ఎ) పద్ధతి ఎలక్ట్రానిక్ బ్యాలెన్స్
మరియు
బి) ఎలక్ట్రాన్-అయాన్ బ్యాలెన్స్ పద్ధతి.
మీరు ఇప్పుడు ఎలక్ట్రాన్ బ్యాలెన్స్ పద్ధతిని నేర్చుకుంటారు మరియు ఎలక్ట్రాన్-అయాన్ బ్యాలెన్స్ పద్ధతి సాధారణంగా ఉన్నత విద్యా సంస్థలలో అధ్యయనం చేయబడుతుంది.
ఈ రెండు పద్ధతులు రసాయన ప్రతిచర్యలలోని ఎలక్ట్రాన్లు ఎక్కడా అదృశ్యం కావు లేదా ఎక్కడా కనిపించవు, అంటే పరమాణువులచే అంగీకరించబడిన ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య ఇతర పరమాణువులు ఇచ్చిన ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్యకు సమానం.
ఎలక్ట్రాన్ బ్యాలెన్స్ పద్ధతిలో ఇచ్చిన మరియు ఆమోదించబడిన ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య అణువుల ఆక్సీకరణ స్థితిలో మార్పు ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. ఈ పద్ధతిని ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, ప్రారంభ పదార్థాలు మరియు ప్రతిచర్య ఉత్పత్తుల రెండింటి కూర్పును తెలుసుకోవడం అవసరం.
ఉదాహరణలను ఉపయోగించి ఎలక్ట్రానిక్ బ్యాలెన్స్ పద్ధతి యొక్క అనువర్తనాన్ని చూద్దాం.
ఉదాహరణ 1.క్లోరిన్‌తో ఇనుము యొక్క ప్రతిచర్యకు సమీకరణాన్ని సృష్టిద్దాం. ఈ చర్య యొక్క ఉత్పత్తి ఇనుము (III) క్లోరైడ్ అని తెలుసు. ప్రతిచర్య పథకాన్ని వ్రాస్దాం:
Fe + Cl 2 FeCl 3 .
ప్రతిచర్యలో పాల్గొనే పదార్ధాలను తయారుచేసే అన్ని మూలకాల యొక్క పరమాణువుల ఆక్సీకరణ స్థితులను నిర్ధారిద్దాం:
ఐరన్ అణువులు ఎలక్ట్రాన్లను వదులుకుంటాయి మరియు క్లోరిన్ అణువులు వాటిని అంగీకరిస్తాయి. ఈ ప్రక్రియలను వ్యక్తపరుస్తాము ఎలక్ట్రానిక్ సమీకరణాలు:
Fe - 3 ఇ– = Fe +III,
Cl2+2 ఇ -= 2Cl-I.
ఇచ్చిన ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య అందుకున్న ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్యకు సమానంగా ఉండాలంటే, మొదటి ఎలక్ట్రానిక్ సమీకరణాన్ని రెండు, మరియు రెండవది మూడుతో గుణించాలి:
| Fe - 3 ఇ– = Fe +III, Cl2+2 ఇ– = 2Cl –I |
2Fe – 6 ఇ– = 2Fe +III, 3Cl 2 + 6 ఇ– = 6Cl –I. |
ప్రతిచర్య పథకంలో గుణకాలు 2 మరియు 3ని ప్రవేశపెట్టడం ద్వారా, మేము ప్రతిచర్య సమీకరణాన్ని పొందుతాము:
2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3.
ఉదాహరణ 2.దహన ప్రతిచర్య కోసం ఒక సమీకరణాన్ని సృష్టిద్దాం తెల్ల భాస్వరంక్లోరిన్ అధికంగా ఉంటుంది. ఫాస్పరస్ (V) క్లోరైడ్ ఈ పరిస్థితులలో ఏర్పడుతుందని తెలుసు:
| +V-I | ||||
| పి 4 | + | Cl2 | PCl 5. |
తెల్ల భాస్వరం అణువులు ఎలక్ట్రాన్లను వదులుకుంటాయి (ఆక్సీకరణం చెందుతాయి), మరియు క్లోరిన్ అణువులు వాటిని అంగీకరిస్తాయి (తగ్గిస్తాయి):
| పి 4 - 20 ఇ– = 4P +V Cl2+2 ఇ– = 2Cl –I |
1 10 |
2 20 |
పి 4 - 20 ఇ– = 4P +V Cl2+2 ఇ– = 2Cl –I |
పి 4 - 20 ఇ– = 4P +V 10Cl 2 + 20 ఇ– = 20Cl –I |
ప్రారంభంలో పొందిన గుణకాలు (2 మరియు 20) కలిగి ఉన్నాయి సాధారణ విభజన, దీనిలో (ప్రతిచర్య సమీకరణంలో భవిష్యత్తు గుణకాలుగా) అవి విభజించబడ్డాయి. ప్రతిచర్య సమీకరణం:
P4 + 10Cl2 = 4PCl5.
ఉదాహరణ 3.ఇనుము (II) సల్ఫైడ్‌ను ఆక్సిజన్‌లో కాల్చినప్పుడు సంభవించే ప్రతిచర్యకు సమీకరణాన్ని రూపొందిద్దాం.
ప్రతిచర్య పథకం:
| +III -II | +IV –II | |||||
| + | O2 | + |
ఈ సందర్భంలో, ఇనుము (II) మరియు సల్ఫర్ (–II) అణువులు రెండూ ఆక్సీకరణం చెందుతాయి. ఇనుము(II) సల్ఫైడ్ యొక్క కూర్పు 1:1 నిష్పత్తిలో ఈ మూలకాల పరమాణువులను కలిగి ఉంటుంది (ఇందులో సూచికలను చూడండి సరళమైన ఫార్ములా).
ఎలక్ట్రానిక్ బ్యాలెన్స్:
| 4 | Fe+II - ఇ– = Fe +III S–II–6 ఇ– = S + IV |
మొత్తంగా వారు 7 ఇస్తారు ఇ – |
| 7 | O 2 + 4e – = 2O –II |
ప్రతిచర్య సమీకరణం: 4FeS + 7O 2 = 2Fe 2 O 3 + 4SO 2.
ఉదాహరణ 4. ఇనుము (II) డైసల్ఫైడ్ (పైరైట్) ఆక్సిజన్‌లో కాల్చబడినప్పుడు సంభవించే ప్రతిచర్య కోసం సమీకరణాన్ని రూపొందిద్దాం.
ప్రతిచర్య పథకం:
| +III -II | +IV –II | |||||
| + | O2 | + |
మునుపటి ఉదాహరణలో వలె, ఇనుము(II) అణువులు మరియు సల్ఫర్ అణువులు రెండూ కూడా ఇక్కడ ఆక్సీకరణం చెందుతాయి, అయితే I యొక్క ఆక్సీకరణ స్థితితో. ఈ మూలకాల యొక్క పరమాణువులు 1:2 నిష్పత్తిలో పైరైట్ కూర్పులో చేర్చబడ్డాయి (చూడండి సరళమైన సూత్రంలో సూచికలు). ఈ విషయంలోనే ఇనుము మరియు సల్ఫర్ అణువులు ప్రతిస్పందిస్తాయి, ఇది ఎలక్ట్రానిక్ బ్యాలెన్స్‌ను కంపైల్ చేసేటప్పుడు పరిగణనలోకి తీసుకోబడుతుంది:
| Fe+III - ఇ– = Fe +III 2S–I – 10 ఇ– = 2S +IV |
మొత్తంగా వారు 11 ఇస్తారు ఇ – | |
| O2+4 ఇ– = 2O –II |
ప్రతిచర్య సమీకరణం: 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2.
ODD యొక్క మరింత సంక్లిష్టమైన కేసులు కూడా ఉన్నాయి, వీటిలో కొన్ని మీ హోమ్‌వర్క్ చేస్తున్నప్పుడు మీకు బాగా తెలుసు.
ఆక్సిడైజింగ్ అణువు, అణువును తగ్గించడం, ఆక్సీకరణ పదార్ధం, పదార్ధాన్ని తగ్గించడం, ఎలక్ట్రానిక్ బ్యాలెన్స్ పద్ధతి, ఎలక్ట్రానిక్ సమీకరణాలు.
1. ఈ అధ్యాయం యొక్క § 1 వచనంలో ఇచ్చిన ప్రతి OVR సమీకరణం కోసం ఎలక్ట్రానిక్ బ్యాలెన్స్‌ను కంపైల్ చేయండి.
2. ఈ అధ్యాయం యొక్క § 1 కోసం టాస్క్‌ను పూర్తి చేస్తున్నప్పుడు మీరు కనుగొన్న ORRల కోసం సమీకరణాలను రూపొందించండి. ఈసారి, అసమానతలను సెట్ చేయడానికి ఎలక్ట్రానిక్ బ్యాలెన్స్ పద్ధతిని ఉపయోగించండి. 3.ఎలక్ట్రాన్ బ్యాలెన్స్ పద్ధతిని ఉపయోగించి, కింది పథకాలకు అనుగుణంగా ప్రతిచర్య సమీకరణాలను సృష్టించండి: a) Na + I 2 NaI;
బి) Na + O 2 Na 2 O 2;
సి) Na 2 O 2 + Na Na 2 O;
d) Al + Br 2 AlBr 3;
ఇ) Fe + O 2 Fe 3 O 4 ( t);
ఇ) Fe 3 O 4 + H 2 FeO + H 2 O ( t);
g) FeO + O 2 Fe 2 O 3 ( t);
i) Fe 2 O 3 + CO Fe + CO 2 ( t);
j) Cr + O 2 Cr 2 O 3 ( t);
l) CrO 3 + NH 3 Cr 2 O 3 + H 2 O + N 2 ( t);
l) Mn 2 O 7 + NH 3 MnO 2 + N 2 + H 2 O;
m) MnO 2 + H 2 Mn + H 2 O ( t);
n) MnS + O 2 MnO 2 + SO 2 ( t)
p) PbO 2 + CO Pb + CO 2 ( t);
c) Cu 2 O + Cu 2 S Cu + SO 2 ( t);
t) CuS + O 2 Cu 2 O +SO 2 ( t);
y) Pb 3 O 4 + H 2 Pb + H 2 O ( t).
9.3 ఎక్సోథర్మిక్ ప్రతిచర్యలు. ఎంథాల్పీ
రసాయన ప్రతిచర్యలు ఎందుకు జరుగుతాయి?
ఈ ప్రశ్నకు సమాధానమివ్వడానికి, వ్యక్తిగత పరమాణువులు అణువులుగా ఎందుకు కలుస్తాయో, వివిక్త అయాన్ల నుండి అయానిక్ క్రిస్టల్ ఎందుకు ఏర్పడుతుందో మరియు అణువు యొక్క ఎలక్ట్రాన్ షెల్ ఏర్పడినప్పుడు కనీసం శక్తి సూత్రం ఎందుకు వర్తిస్తుందో మనం గుర్తుంచుకోండి. ఈ ప్రశ్నలన్నింటికీ సమాధానం ఒకటే: ఎందుకంటే ఇది శక్తివంతంగా ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది. అంటే అటువంటి ప్రక్రియల సమయంలో శక్తి విడుదల అవుతుంది. అదే కారణంతో రసాయన ప్రతిచర్యలు జరగాలని అనిపిస్తుంది. నిజమే, అనేక ప్రతిచర్యలు నిర్వహించబడతాయి, ఈ సమయంలో శక్తి విడుదల అవుతుంది. సాధారణంగా వేడి రూపంలో శక్తి విడుదల అవుతుంది.
ఎక్సోథర్మిక్ ప్రతిచర్య సమయంలో వేడిని తొలగించడానికి సమయం లేకపోతే, అప్పుడు ప్రతిచర్య వ్యవస్థ వేడెక్కుతుంది.
ఉదాహరణకు, మీథేన్ దహన ప్రతిచర్యలో
CH 4 (g) + 2O 2 (g) = CO 2 (g) + 2H 2 O (g)
మీథేన్ ఇంధనంగా ఉపయోగించబడుతుంది కాబట్టి చాలా వేడి విడుదల అవుతుంది.
ఈ ప్రతిచర్య వేడిని విడుదల చేస్తుందనే వాస్తవం ప్రతిచర్య సమీకరణంలో ప్రతిబింబిస్తుంది:
CH 4 (g) + 2O 2 (g) = CO 2 (g) + 2H 2 O (g) + ప్ర.
ఇది పిలవబడేది థర్మోకెమికల్ సమీకరణం. ఇక్కడ చిహ్నం "+ ప్ర"అంటే మీథేన్ మండినప్పుడు వేడి విడుదల అవుతుంది. ఈ వేడిని అంటారు ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం.
విడుదలైన వేడి ఎక్కడ నుండి వస్తుంది?
రసాయన ప్రతిచర్యల సమయంలో రసాయన బంధాలు విచ్ఛిన్నమై ఏర్పడతాయని మీకు తెలుసు. IN ఈ విషయంలో CH 4 అణువులలోని కార్బన్ మరియు హైడ్రోజన్ పరమాణువుల మధ్య, అలాగే O 2 అణువులలో ఆక్సిజన్ పరమాణువుల మధ్య బంధాలు విరిగిపోతాయి. ఈ సందర్భంలో, కొత్త బంధాలు ఏర్పడతాయి: CO 2 అణువులలో కార్బన్ మరియు ఆక్సిజన్ అణువుల మధ్య మరియు H 2 O అణువులలో ఆక్సిజన్ మరియు హైడ్రోజన్ అణువుల మధ్య. బంధాలను విచ్ఛిన్నం చేయడానికి, మీరు శక్తిని ఖర్చు చేయాలి ("బంధ శక్తి", "అటామైజేషన్ శక్తి" చూడండి ), మరియు బంధాలను ఏర్పరుచుకున్నప్పుడు, శక్తి విడుదల అవుతుంది. సహజంగానే, "కొత్త" బంధాలు "పాత" వాటి కంటే బలంగా ఉంటే, అప్పుడు గ్రహించిన దానికంటే ఎక్కువ శక్తి విడుదల అవుతుంది. విడుదలైన మరియు గ్రహించిన శక్తి మధ్య వ్యత్యాసం ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం.
థర్మల్ ఎఫెక్ట్ (వేడి మొత్తం) కిలోజౌల్స్‌లో కొలుస్తారు, ఉదాహరణకు:
2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (g) + 484 kJ.
ఈ సంజ్ఞామానం అంటే రెండు మోల్ హైడ్రోజన్ ఒక మోల్ ఆక్సిజన్‌తో చర్య జరిపి రెండు మోల్స్ వాయు నీటిని (నీటి ఆవిరి) ఉత్పత్తి చేస్తే 484 కిలోజౌల్స్ వేడి విడుదల అవుతుంది.
ఈ విధంగా, థర్మోకెమికల్ సమీకరణాలలో, గుణకాలు రియాక్టెంట్లు మరియు ప్రతిచర్య ఉత్పత్తుల యొక్క పదార్ధం మొత్తాలకు సంఖ్యాపరంగా సమానంగా ఉంటాయి.
ప్రతి నిర్దిష్ట ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాన్ని ఏది నిర్ణయిస్తుంది?
ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం ఆధారపడి ఉంటుంది
ఎ) ప్రారంభ పదార్థాలు మరియు ప్రతిచర్య ఉత్పత్తుల యొక్క సమగ్ర స్థితులపై,
బి) ఉష్ణోగ్రతపై మరియు
c) సమయంలో రసాయన పరివర్తన జరుగుతుందా అనే దానిపై స్థిరమైన వాల్యూమ్లేదా స్థిరమైన ఒత్తిడితో.
వ్యసనం ఉష్ణ ప్రభావంపదార్ధాల సముదాయ స్థితి నుండి ప్రతిచర్యలు ఒక స్థితి నుండి మరొక స్థితికి మారే ప్రక్రియలు (కొన్ని ఇతర భౌతిక ప్రక్రియల వంటివి) వేడి విడుదల లేదా శోషణతో కలిసి ఉంటాయి. ఇది థర్మోకెమికల్ సమీకరణం ద్వారా కూడా వ్యక్తీకరించబడుతుంది. ఉదాహరణ - నీటి ఆవిరి యొక్క ఘనీభవనానికి థర్మోకెమికల్ సమీకరణం:
H 2 O (g) = H 2 O (l) + ప్ర.
థర్మోకెమికల్ సమీకరణాలలో, మరియు అవసరమైతే, సాధారణ రసాయన సమీకరణాలలో, పదార్ధాల సమగ్ర స్థితులు అక్షర సూచికలను ఉపయోగించి సూచించబడతాయి:
(డి) - గ్యాస్,
(g) - ద్రవ,
(t) లేదా (cr) - ఘన లేదా స్ఫటికాకార పదార్థం.
ఉష్ణోగ్రతపై ఉష్ణ ప్రభావం యొక్క ఆధారపడటం ఉష్ణ సామర్థ్యాలలో వ్యత్యాసాలతో ముడిపడి ఉంటుంది
ప్రారంభ పదార్థాలు మరియు ప్రతిచర్య ఉత్పత్తులు.
స్థిరమైన పీడనం వద్ద ఎక్సోథర్మిక్ ప్రతిచర్య ఫలితంగా సిస్టమ్ యొక్క వాల్యూమ్ ఎల్లప్పుడూ పెరుగుతుంది కాబట్టి, శక్తిలో కొంత భాగం వాల్యూమ్‌ను పెంచడానికి పని చేయడానికి ఖర్చు చేయబడుతుంది మరియు అదే ప్రతిచర్య స్థిరమైన వాల్యూమ్‌లో సంభవించినట్లయితే విడుదల చేయబడిన వేడి కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. .
ప్రతిచర్యల యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాలు సాధారణంగా 25 °C వద్ద స్థిరమైన వాల్యూమ్‌లో సంభవించే ప్రతిచర్యల కోసం లెక్కించబడతాయి మరియు గుర్తు ద్వారా సూచించబడతాయి. ప్రఓ.
శక్తి వేడి రూపంలో మాత్రమే విడుదల చేయబడి, రసాయన ప్రతిచర్య స్థిరమైన వాల్యూమ్‌లో కొనసాగితే, అప్పుడు ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం ( Q V) మార్పుకు సమానం అంతర్గత శక్తి
(డి యు) ప్రతిచర్యలో పాల్గొనే పదార్థాలు, కానీ వ్యతిరేక సంకేతంతో:
Q V = – యు.
శరీరం యొక్క అంతర్గత శక్తి అనేది ఇంటర్మోలిక్యులర్ ఇంటరాక్షన్‌ల యొక్క మొత్తం శక్తి, రసాయన బంధాలు, అన్ని ఎలక్ట్రాన్ల అయనీకరణ శక్తి, న్యూక్లియైలలోని న్యూక్లియోన్‌ల బంధ శక్తి మరియు ఈ శరీరం ద్వారా "నిల్వ చేయబడిన" అన్ని ఇతర తెలిసిన మరియు తెలియని రకాల శక్తిగా అర్థం చేసుకోవచ్చు. "-" సంకేతం వేడిని విడుదల చేసినప్పుడు, అంతర్గత శక్తి తగ్గుతుంది. అంటే
యు= – Q V .
ప్రతిచర్య స్థిరమైన ఒత్తిడితో సంభవిస్తే, అప్పుడు సిస్టమ్ యొక్క వాల్యూమ్ మారవచ్చు. వాల్యూమ్ పెంచడానికి పని చేయడం కూడా అంతర్గత శక్తిలో భాగం. ఈ విషయంలో
U = –(QP+A) = –(QP+Pవి),
ఎక్కడ Q p- స్థిరమైన పీడనం వద్ద సంభవించే ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం. ఇక్కడనుంచి
Q P = – యు-పివి .
సమానమైన విలువ U+Pవిపేరు వచ్చింది ఎంథాల్పీ మార్పుమరియు D ద్వారా సూచించబడుతుంది హెచ్.
H=U+Pవి.
అందుకే
Q P = – హెచ్.
అందువలన, వేడి విడుదలైనప్పుడు, వ్యవస్థ యొక్క ఎంథాల్పీ తగ్గుతుంది. అందువల్ల ఈ పరిమాణానికి పాత పేరు: "వేడి కంటెంట్".
ఉష్ణ ప్రభావం వలె కాకుండా, ఎంథాల్పీలో మార్పు స్థిరమైన వాల్యూమ్ లేదా స్థిరమైన పీడనం వద్ద సంభవిస్తుందా అనే దానితో సంబంధం లేకుండా ప్రతిచర్యను వర్ణిస్తుంది. ఎంథాల్పీ మార్పును ఉపయోగించి వ్రాసిన థర్మోకెమికల్ సమీకరణాలను అంటారు థర్మోడైనమిక్ రూపంలో థర్మోకెమికల్ సమీకరణాలు. ఈ సందర్భంలో, ప్రామాణిక పరిస్థితుల్లో (25 °C, 101.3 kPa) ఎంథాల్పీ మార్పు యొక్క విలువ ఇవ్వబడుతుంది, సూచించబడుతుంది హెచ్ ఓ. ఉదాహరణకి:
2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (g) హెచ్ ఓ= – 484 kJ;
CaO (cr) + H 2 O (l) = Ca (OH) 2 (cr) హెచ్ ఓ= – 65 కి.జె.
ప్రతిచర్యలో విడుదలయ్యే వేడి మొత్తంపై ఆధారపడటం ( ప్రప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం నుండి ( ప్ర o) మరియు పదార్ధం మొత్తం ( n B) ప్రతిచర్యలో పాల్గొనేవారిలో ఒకరు (పదార్ధం B - ప్రారంభ పదార్ధం లేదా ప్రతిచర్య ఉత్పత్తి) సమీకరణం ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది:
ఇక్కడ B అనేది థర్మోకెమికల్ సమీకరణంలో పదార్ధం B యొక్క సూత్రం ముందు గుణకం ద్వారా పేర్కొనబడిన పదార్ధం B మొత్తం.
టాస్క్
1694 kJ వేడిని విడుదల చేస్తే ఆక్సిజన్‌లో కాలిపోయిన హైడ్రోజన్ పదార్ధం మొత్తాన్ని నిర్ణయించండి.
పరిష్కారం
2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (g) + 484 kJ. |
|
|
Q = 1694 kJ, 6. స్ఫటికాకార అల్యూమినియం మరియు వాయు క్లోరిన్ మధ్య ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం 1408 kJ. ఈ ప్రతిచర్య కోసం థర్మోకెమికల్ సమీకరణాన్ని వ్రాయండి మరియు ఈ ప్రతిచర్యను ఉపయోగించి 2816 kJ వేడిని ఉత్పత్తి చేయడానికి అవసరమైన అల్యూమినియం ద్రవ్యరాశిని నిర్ణయించండి. 9.4 ఎండోథెర్మిక్ ప్రతిచర్యలు. ఎంట్రోపీ ఎక్సోథర్మిక్ ప్రతిచర్యలకు అదనంగా, ప్రతిచర్యలు సాధ్యమే, దీనిలో వేడిని గ్రహించవచ్చు మరియు అది సరఫరా చేయకపోతే, ప్రతిచర్య వ్యవస్థ చల్లబడుతుంది. ఇటువంటి ప్రతిచర్యలు అంటారు ఎండోథర్మిక్. అటువంటి ప్రతిచర్యల యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం ప్రతికూలంగా ఉంటుంది. ఉదాహరణకి: అందువల్ల, ఈ మరియు ఇలాంటి ప్రతిచర్యల ఉత్పత్తులలో బంధాలు ఏర్పడే సమయంలో విడుదలయ్యే శక్తి ప్రారంభ పదార్ధాలలో బంధాలను విచ్ఛిన్నం చేయడానికి అవసరమైన శక్తి కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.
మనం రెండు ఫ్లాస్క్‌లను తీసుకొని వాటిలో ఒకదానిలో నైట్రోజన్‌తో నింపండి ( రంగులేని వాయువు), మరియు మరొకటి నైట్రోజన్ డయాక్సైడ్ (బ్రౌన్ గ్యాస్)తో ఉంటుంది, తద్వారా ఫ్లాస్క్‌లలో ఒత్తిడి మరియు ఉష్ణోగ్రత రెండూ ఒకే విధంగా ఉంటాయి. ఈ పదార్థాలు ఒకదానితో ఒకటి రసాయనికంగా స్పందించవని తెలిసింది. వారి మెడతో ఫ్లాస్క్‌లను గట్టిగా కనెక్ట్ చేసి నిలువుగా వాటిని ఇన్‌స్టాల్ చేద్దాం, తద్వారా భారీ నైట్రోజన్ డయాక్సైడ్ ఉన్న ఫ్లాస్క్ దిగువన ఉంటుంది (Fig. 9.1). కొంత సమయం తరువాత, బ్రౌన్ నైట్రోజన్ డయాక్సైడ్ క్రమంగా ఎగువ ఫ్లాస్క్‌లోకి వ్యాపిస్తుంది మరియు రంగులేని నత్రజని దిగువ భాగంలోకి చొచ్చుకుపోతుంది. ఫలితంగా, వాయువులు మిళితం అవుతాయి మరియు ఫ్లాస్క్‌ల కంటెంట్‌ల రంగు ఒకే విధంగా ఉంటుంది. ఈ విధంగా,
ఎంట్రోపీ మధ్య కనెక్షన్ యొక్క సమీకరణాలు ( ఎస్) మరియు ఇతర పరిమాణాలు భౌతిక శాస్త్రం మరియు భౌతిక రసాయన శాస్త్ర కోర్సులలో అధ్యయనం చేయబడతాయి. ఎంట్రోపీ యూనిట్ [ ఎస్] = 1 J/K. G= హెచ్-టి ఎస్ ఆకస్మిక ప్రతిచర్య కోసం పరిస్థితి: జి< 0. వద్ద తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలుప్రతిచర్య సంభవించే అవకాశాన్ని నిర్ణయించే కారకం చాలా వరకు శక్తి కారకం మరియు ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు ఎంట్రోపీ కారకం. పై సమీకరణం నుండి, ముఖ్యంగా, ఎందుకు అని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది గది ఉష్ణోగ్రతకుళ్ళిపోయే ప్రతిచర్యలు (ఎంట్రోపీ పెరుగుతుంది) ఎత్తైన ఉష్ణోగ్రతల వద్ద సంభవించడం ప్రారంభమవుతుంది. ఎండోథెర్మిక్ రియాక్షన్, ఎంట్రోపీ, ఎనర్జీ ఫ్యాక్టర్, ఎంట్రోపీ ఫ్యాక్టర్, గిబ్బస్ ఎనర్జీ. 2CuO (cr) + C (గ్రాఫైట్) = 2Cu (cr) + CO 2 (g) -46 kJ. థర్మోకెమికల్ సమీకరణాన్ని వ్రాసి, ఈ ప్రతిచర్య నుండి 1 కిలోల రాగిని ఉత్పత్తి చేయడానికి ఎంత శక్తి అవసరమో లెక్కించండి. CaCO 3 (cr) = CaO (cr) + CO 2 (g) – 179 kJ 24.6 లీటర్ల కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఏర్పడింది. నిరుపయోగంగా ఎంత వేడి వృధా చేయబడిందో నిర్ణయించండి. ఎన్ని గ్రాముల కాల్షియం ఆక్సైడ్ ఏర్పడింది? |
నిర్వచనం
రసాయన ప్రతిచర్యవాటి కూర్పు మరియు (లేదా) నిర్మాణంలో మార్పు సంభవించే పదార్ధాల రూపాంతరాలు అంటారు.
చాలా తరచుగా, రసాయన ప్రతిచర్యలు ప్రారంభ పదార్ధాలను (రియాజెంట్స్) తుది పదార్థాలుగా (ఉత్పత్తులు) మార్చే ప్రక్రియగా అర్థం చేసుకోబడతాయి.
రసాయన ప్రతిచర్యలు ప్రారంభ పదార్థాలు మరియు ప్రతిచర్య ఉత్పత్తుల సూత్రాలను కలిగి ఉన్న రసాయన సమీకరణాలను ఉపయోగించి వ్రాయబడతాయి. చట్టం ప్రకారం ద్రవ్యరాశి పరిరక్షణ, ఎడమ మరియు కుడి వైపులా ఉన్న ప్రతి మూలకం యొక్క పరమాణువుల సంఖ్య రసాయన సమీకరణంఅదే. సాధారణంగా, ప్రారంభ పదార్ధాల సూత్రాలు సమీకరణం యొక్క ఎడమ వైపున మరియు ఉత్పత్తుల సూత్రాలు కుడి వైపున వ్రాయబడతాయి. సమీకరణం యొక్క ఎడమ మరియు కుడి వైపులా ఉన్న ప్రతి మూలకం యొక్క పరమాణువుల సంఖ్య యొక్క సమానత్వం పదార్ధాల సూత్రాల ముందు పూర్ణాంక స్టోయికియోమెట్రిక్ గుణకాలను ఉంచడం ద్వారా సాధించబడుతుంది.
రసాయన సమీకరణాలు కలిగి ఉండవచ్చు అదనపు సమాచారంప్రతిచర్య యొక్క లక్షణాల గురించి: ఉష్ణోగ్రత, పీడనం, రేడియేషన్ మొదలైనవి, ఇది సమాన గుర్తు పైన (లేదా "కింద") సంబంధిత చిహ్నం ద్వారా సూచించబడుతుంది.
అన్ని రసాయన ప్రతిచర్యలను అనేక తరగతులుగా వర్గీకరించవచ్చు, ఇవి కొన్ని లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి.
ప్రారంభ మరియు ఫలిత పదార్థాల సంఖ్య మరియు కూర్పు ప్రకారం రసాయన ప్రతిచర్యల వర్గీకరణ
ఈ వర్గీకరణ ప్రకారం, రసాయన ప్రతిచర్యలు కనెక్షన్, కుళ్ళిపోవడం, ప్రత్యామ్నాయం మరియు మార్పిడి యొక్క ప్రతిచర్యలుగా విభజించబడ్డాయి.
ఫలితంగా సమ్మేళనం ప్రతిచర్యలురెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ (సంక్లిష్ట లేదా సాధారణ) పదార్ధాల నుండి ఒక కొత్త పదార్ధం ఏర్పడుతుంది. IN సాధారణ వీక్షణఅటువంటి రసాయన చర్య యొక్క సమీకరణం కనిపిస్తుంది క్రింది విధంగా:
ఉదాహరణకి:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
2Mg + O 2 = 2MgO.
2FeCl 2 + Cl 2 = 2FeCl 3
సమ్మేళనం యొక్క ప్రతిచర్యలు చాలా సందర్భాలలో ఎక్సోథర్మిక్, అనగా. వేడి విడుదలతో కొనసాగండి. సాధారణ పదార్థాలు ప్రతిచర్యలో పాల్గొంటే, అటువంటి ప్రతిచర్యలు చాలా తరచుగా రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలు (ORR), అనగా. మూలకాల యొక్క ఆక్సీకరణ స్థితులలో మార్పులతో సంభవిస్తాయి. మ ధ్య క నెక్ష న్ రియాక్ష న్ ఉంటుందో లేదో చెప్ప డం ఖాయం సంక్లిష్ట పదార్థాలు OVRగా పరిగణించబడదు.
ఒక సంక్లిష్ట పదార్ధం నుండి అనేక ఇతర కొత్త పదార్ధాలు (సంక్లిష్ట లేదా సాధారణ) ఏర్పడటానికి దారితీసే ప్రతిచర్యలు వర్గీకరించబడ్డాయి కుళ్ళిపోయే ప్రతిచర్యలు. సాధారణంగా, కుళ్ళిన రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క సమీకరణం ఇలా ఉంటుంది:
ఉదాహరణకి:
CaCO 3 CaO + CO 2 (1)
2H 2 O = 2H 2 + O 2 (2)
CuSO 4 × 5H 2 O = CuSO 4 + 5H 2 O (3)
Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O (4)
H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O (5)
2SO 3 =2SO 2 + O 2 (6)
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 +4H 2 O (7)
వేడిచేసినప్పుడు చాలా కుళ్ళిపోయే ప్రతిచర్యలు జరుగుతాయి (1,4,5). బహిర్గతం కారణంగా కుళ్ళిపోయే అవకాశం విద్యుత్ ప్రవాహం(2) స్ఫటికాకార హైడ్రేట్లు, ఆమ్లాలు, స్థావరాలు మరియు లవణాల కుళ్ళిపోవడం ఆక్సిజన్-కలిగిన ఆమ్లాలు(1, 3, 4, 5, 7) మూలకాల యొక్క ఆక్సీకరణ స్థితులను మార్చకుండా సంభవిస్తుంది, అనగా. ఈ ప్రతిచర్యలు ODDకి సంబంధించినవి కావు. ORR కుళ్ళిపోయే ప్రతిచర్యలలో ఆక్సైడ్లు, ఆమ్లాలు మరియు లవణాలు కుళ్ళిపోవడం, మూలకాల ద్వారా ఏర్పడిందిఅధిక ఆక్సీకరణ స్థితులలో (6).
కుళ్ళిపోయే ప్రతిచర్యలు కూడా జరుగుతాయి కర్బన రసాయన శాస్త్రము, కానీ ఇతర పేర్లతో - క్రాకింగ్ (8), డీహైడ్రోజనేషన్ (9):
C 18 H 38 = C 9 H 18 + C 9 H 20 (8)
C 4 H 10 = C 4 H 6 + 2H 2 (9)
వద్ద ప్రత్యామ్నాయ ప్రతిచర్యలుఒక సాధారణ పదార్ధం సంక్లిష్ట పదార్ధంతో సంకర్షణ చెందుతుంది, కొత్త సరళమైన మరియు కొత్త సంక్లిష్ట పదార్ధాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. సాధారణంగా, రసాయన ప్రత్యామ్నాయ ప్రతిచర్య యొక్క సమీకరణం ఇలా ఉంటుంది:
ఉదాహరణకి:
2Al + Fe 2 O 3 = 2Fe + Al 2 O 3 (1)
Zn + 2HCl = ZnСl 2 + H 2 (2)
2KBr + Cl 2 = 2KCl + Br 2 (3)
2КlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Сl 2 (4)
CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2 (5)
Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 = 3СаSiO 3 + P 2 O 5 (6)
CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + HCl (7)
చాలా ప్రత్యామ్నాయ ప్రతిచర్యలు రెడాక్స్ (1 - 4, 7). ఆక్సీకరణ స్థితులలో ఎటువంటి మార్పు జరగని కుళ్ళిపోయే ప్రతిచర్యల ఉదాహరణలు చాలా తక్కువ (5, 6).
మార్పిడి ప్రతిచర్యలుసంక్లిష్ట పదార్ధాల మధ్య సంభవించే ప్రతిచర్యలు, అవి వాటి భాగాలను మార్పిడి చేస్తాయి. సాధారణంగా ఈ పదాన్ని సజల ద్రావణంలో అయాన్లతో కూడిన ప్రతిచర్యలకు ఉపయోగిస్తారు. సాధారణంగా, రసాయన మార్పిడి ప్రతిచర్యకు సమీకరణం ఇలా ఉంటుంది:
AB + CD = AD + CB
ఉదాహరణకి:
CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O (1)
NaOH + HCl = NaCl + H 2 O (2)
NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2 O + CO 2 (3)
AgNO 3 + KBr = AgBr ↓ + KNO 3 (4)
CrCl 3 + ZNaON = Cr(OH) 3 ↓+ ZNaCl (5)
మార్పిడి ప్రతిచర్యలు రెడాక్స్ కాదు. ప్రత్యేక సంధర్భంఈ మార్పిడి ప్రతిచర్యలు తటస్థీకరణ ప్రతిచర్యలు (ఆమ్లాలు మరియు క్షారాల మధ్య ప్రతిచర్యలు) (2). మార్పిడి ప్రతిచర్యలు రూపంలో ప్రతిచర్య గోళం నుండి కనీసం ఒక పదార్ధం తొలగించబడిన దిశలో కొనసాగుతుంది వాయు పదార్థం(3), అవక్షేపం (4, 5) లేదా పేలవంగా విడదీసే సమ్మేళనం, చాలా తరచుగా నీరు (1, 2).
ఆక్సీకరణ స్థితులలో మార్పుల ప్రకారం రసాయన ప్రతిచర్యల వర్గీకరణ
కారకాలు మరియు ప్రతిచర్య ఉత్పత్తులను తయారు చేసే మూలకాల యొక్క ఆక్సీకరణ స్థితులలో మార్పుపై ఆధారపడి, అన్ని రసాయన ప్రతిచర్యలు రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలుగా విభజించబడ్డాయి (1, 2) మరియు ఆక్సీకరణ స్థితిని మార్చకుండా సంభవించేవి (3, 4).
2Mg + CO 2 = 2MgO + C (1)
Mg 0 – 2e = Mg 2+ (తగ్గించే ఏజెంట్)
C 4+ + 4e = C 0 (ఆక్సీకరణ కారకం)
FeS 2 + 8HNO 3 (conc) = Fe (NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O (2)
Fe 2+ -e = Fe 3+ (తగ్గించే ఏజెంట్)
N 5+ +3e = N 2+ (ఆక్సీకరణ కారకం)
AgNO 3 +HCl = AgCl ↓ + HNO 3 (3)
Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 ↓ + H 2 O (4)
ఉష్ణ ప్రభావం ద్వారా రసాయన ప్రతిచర్యల వర్గీకరణ
ప్రతిచర్య సమయంలో వేడి (శక్తి) విడుదల చేయబడుతుందా లేదా గ్రహించబడుతుందా అనే దానిపై ఆధారపడి, అన్ని రసాయన ప్రతిచర్యలు సాంప్రదాయకంగా ఎక్సోథర్మిక్ (1, 2) మరియు ఎండోథెర్మిక్ (3) గా విభజించబడ్డాయి. ప్రతిచర్య సమయంలో విడుదల చేయబడిన లేదా గ్రహించిన వేడి (శక్తి) మొత్తాన్ని ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం అంటారు. సమీకరణం విడుదలైన లేదా గ్రహించిన వేడి మొత్తాన్ని సూచిస్తే, అటువంటి సమీకరణాలను థర్మోకెమికల్ అంటారు.
N 2 + 3H 2 = 2NH 3 +46.2 kJ (1)
2Mg + O 2 = 2MgO + 602.5 kJ (2)
N 2 + O 2 = 2NO - 90.4 kJ (3)
ప్రతిచర్య దిశ ప్రకారం రసాయన ప్రతిచర్యల వర్గీకరణ
ప్రతిచర్య దిశ ఆధారంగా, రివర్సిబుల్ ప్రతిచర్యలు వేరు చేయబడతాయి ( రసాయన ప్రక్రియలు, ప్రారంభ పదార్ధాలను ఏర్పరచడానికి అవి పొందిన అదే పరిస్థితులలో ఒకదానితో ఒకటి ప్రతిస్పందించగల ఉత్పత్తులు మరియు కోలుకోలేనివి (ప్రారంభ పదార్ధాలను ఏర్పరచడానికి ఉత్పత్తులు ఒకదానితో ఒకటి ప్రతిస్పందించలేని రసాయన ప్రక్రియలు).
కోసం రివర్సిబుల్ ప్రతిచర్యలుసాధారణ రూపంలో సమీకరణం సాధారణంగా ఈ క్రింది విధంగా వ్రాయబడుతుంది:
A + B ↔ AB
ఉదాహరణకి:
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ↔ H 3 COOC 2 H 5 + H 2 O
ఉదాహరణలు కోలుకోలేని ప్రతిచర్యలుకింది ప్రతిచర్యలు ఉపయోగపడతాయి:
2КlО 3 → 2Кl + ЗО 2
C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O
ప్రతిచర్య యొక్క కోలుకోలేని సాక్ష్యం వాయు పదార్ధం, అవక్షేపం లేదా పేలవంగా విడదీసే సమ్మేళనం, చాలా తరచుగా నీరు, ప్రతిచర్య ఉత్పత్తులుగా విడుదల కావచ్చు.
ఉత్ప్రేరకం ఉనికిని బట్టి రసాయన ప్రతిచర్యల వర్గీకరణ
ఈ దృక్కోణం నుండి, ఉత్ప్రేరక మరియు ఉత్ప్రేరక రహిత ప్రతిచర్యలు వేరు చేయబడతాయి.
ఉత్ప్రేరకం అనేది రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క పురోగతిని వేగవంతం చేసే పదార్ధం. ఉత్ప్రేరకాల భాగస్వామ్యంతో సంభవించే ప్రతిచర్యలను ఉత్ప్రేరక అంటారు. ఉత్ప్రేరకం లేకుండా కొన్ని ప్రతిచర్యలు జరగవు:
2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 (MnO 2 ఉత్ప్రేరకం)
తరచుగా ప్రతిచర్య ఉత్పత్తులలో ఒకటి ఈ ప్రతిచర్యను వేగవంతం చేసే ఉత్ప్రేరకం వలె పనిచేస్తుంది (ఆటోక్యాటలిటిక్ ప్రతిచర్యలు):
MeO+ 2HF = MeF 2 + H 2 O, ఇక్కడ నేను ఒక లోహం.
సమస్య పరిష్కారానికి ఉదాహరణలు
ఉదాహరణ 1
7.1 రసాయన ప్రతిచర్యల యొక్క ప్రాథమిక రకాలు
వాటి కూర్పు మరియు లక్షణాలలో మార్పులతో కూడిన పదార్ధాల రూపాంతరాలను రసాయన ప్రతిచర్యలు లేదా అంటారు రసాయన పరస్పర చర్యలు. రసాయన ప్రతిచర్యల సమయంలో, పరమాణు కేంద్రకాల కూర్పులో ఎటువంటి మార్పు ఉండదు.
దృగ్విషయం దీనిలో ఆకారం లేదా భౌతిక స్థితిపదార్థాలు లేదా పరమాణు కేంద్రకాల మార్పుల కూర్పును భౌతికంగా పిలుస్తారు. ఉదాహరణ భౌతిక దృగ్విషయాలులోహాల యొక్క వేడి చికిత్స, ఇది వాటి ఆకారాన్ని మార్చడం (ఫోర్జింగ్), లోహాన్ని కరిగించడం, అయోడిన్‌ను సబ్‌లిమేట్ చేయడం, నీటిని మంచు లేదా ఆవిరిగా మార్చడం మొదలైనవి, అలాగే అణు ప్రతిచర్యలు, దీని ఫలితంగా కొన్ని మూలకాల పరమాణువుల నుండి ఇతర మూలకాల పరమాణువులు ఏర్పడతాయి.
రసాయన దృగ్విషయాలుతోడు ఉండవచ్చు భౌతిక పరివర్తనలు. ఉదాహరణకు, గాల్వానిక్ సెల్‌లో రసాయన ప్రతిచర్యల ఫలితంగా, విద్యుత్ ప్రవాహం పుడుతుంది.
రసాయన ప్రతిచర్యలు వివిధ ప్రమాణాల ప్రకారం వర్గీకరించబడ్డాయి.
1. ఉష్ణ ప్రభావం యొక్క సంకేతం ప్రకారం, అన్ని ప్రతిచర్యలు విభజించబడ్డాయి ఎండోథర్మిక్(ఉష్ణ శోషణతో కొనసాగుతోంది) మరియు ఎక్సోథర్మిక్(వేడి విడుదలతో ప్రవహిస్తుంది) (§ 6.1 చూడండి).
2. ద్వారా అగ్రిగేషన్ స్థితిప్రారంభ పదార్థాలు మరియు ప్రతిచర్య ఉత్పత్తులు ప్రత్యేకించబడ్డాయి:
సజాతీయ ప్రతిచర్యలు, దీనిలో అన్ని పదార్థాలు ఒకే దశలో ఉంటాయి:
2 KOH (p-p) + H 2 SO 4 (p-p) = K 2 SO (p-p) + 2 H 2 O (l),
CO (g) + Cl 2 (g) = COCl 2 (g),
SiO 2(k) + 2 Mg (k) = Si (k) + 2 MgO (k).
భిన్నమైన ప్రతిచర్యలు , వివిధ దశల్లో ఉన్న పదార్థాలు:
CaO (k) + CO 2 (g) = CaCO 3 (k),
CuSO 4 (పరిష్కారం) + 2 NaOH (పరిష్కారం) = Cu(OH) 2 (k) + Na 2 SO 4 (పరిష్కారం),
Na 2 SO 3 (పరిష్కారం) + 2HCl (పరిష్కారం) = 2 NaCl (పరిష్కారం) + SO 2 (g) + H 2 O (l).
3. ముందుకు దిశలో మాత్రమే ప్రవహించే సామర్థ్యం ప్రకారం, అలాగే ప్రత్యక్షంగా మరియు రివర్స్ దిశభేదం తిరుగులేనిమరియు తిప్పికొట్టేరసాయన ప్రతిచర్యలు (§ 6.5 చూడండి).
4. ఉత్ప్రేరకాల ఉనికి లేదా లేకపోవడం ఆధారంగా, అవి వేరు చేస్తాయి ఉత్ప్రేరకముమరియు కాని ఉత్ప్రేరకముప్రతిచర్యలు (§ 6.5 చూడండి).
5. వారి సంభవించిన విధానం ప్రకారం, రసాయన ప్రతిచర్యలు విభజించబడ్డాయి అయానిక్, రాడికల్మొదలైనవి (భాగస్వామ్యంతో సంభవించే రసాయన ప్రతిచర్యల మెకానిజం సేంద్రీయ సమ్మేళనాలు, ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ కోర్సులో చర్చించబడింది).
6. ప్రతిస్పందించే పదార్ధాల కూర్పులో చేర్చబడిన అణువుల ఆక్సీకరణ స్థితుల ప్రకారం, సంభవించే ప్రతిచర్యలు ఆక్సీకరణ స్థితిని మార్చకుండాఅణువులు, మరియు పరమాణువుల ఆక్సీకరణ స్థితిలో మార్పుతో ( రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలు) (§ 7.2 చూడండి) .
7. ప్రారంభ పదార్థాలు మరియు ప్రతిచర్య ఉత్పత్తుల కూర్పులో మార్పుల ద్వారా ప్రతిచర్యలు వేరు చేయబడతాయి కనెక్షన్, కుళ్ళిపోవడం, ప్రత్యామ్నాయం మరియు మార్పిడి. ఈ ప్రతిచర్యలు మూలకాలు, పట్టిక యొక్క ఆక్సీకరణ స్థితులలో మార్పులతో మరియు లేకుండా సంభవించవచ్చు . 7.1.
పట్టిక 7.1
రసాయన ప్రతిచర్యల రకాలు
మూలకాల యొక్క ఆక్సీకరణ స్థితిని మార్చకుండా సంభవించే ప్రతిచర్యల ఉదాహరణలు |
రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలకు ఉదాహరణలు |
||
కనెక్షన్లు (రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పదార్ధాల నుండి ఒక కొత్త పదార్ధం ఏర్పడుతుంది) |
HCl + NH 3 = NH 4 Cl; SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 |
H 2 + Cl 2 = 2HCl; 2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3 |
|
కుళ్ళిపోవడం (ఒక పదార్ధం నుండి అనేక కొత్త పదార్థాలు ఏర్పడతాయి) |
A = B + C + D |
MgCO 3 MgO + CO 2; H 2 SiO 3 SiO 2 + H 2 O |
2AgNO 3 2Ag + 2NO 2 + O 2 |
ప్రత్యామ్నాయాలు (పదార్థాలు సంకర్షణ చెందుతున్నప్పుడు, ఒక పదార్ధం యొక్క అణువులు ఒక అణువులోని మరొక పదార్ధం యొక్క అణువులను భర్తీ చేస్తాయి) |
A + BC = AB + C |
CaCO 3 + SiO 2 CaSiO 3 + CO 2 |
Pb(NO 3) 2 + Zn = Mg + 2HCl = MgCl 2 + H 2 |
|
(రెండు పదార్థాలు వాటి భాగాలను మార్పిడి చేసుకుంటాయి, రెండు కొత్త పదార్ధాలను ఏర్పరుస్తాయి) |
AB + CD = AD + CB |
AlCl 3 + 3NaOH = Ca(OH) 2 + 2HCl = CaCl 2 + 2H 2 O |
7.2 రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలు
పైన చెప్పినట్లుగా, అన్ని రసాయన ప్రతిచర్యలు రెండు సమూహాలుగా విభజించబడ్డాయి:
రియాక్టెంట్లను తయారు చేసే అణువుల ఆక్సీకరణ స్థితిలో మార్పుతో సంభవించే రసాయన ప్రతిచర్యలను రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలు అంటారు.
ఆక్సీకరణంఅణువు, అణువు లేదా అయాన్ ద్వారా ఎలక్ట్రాన్లను వదులుకునే ప్రక్రియ:
Na o – 1e = Na + ;
Fe 2+ – e = Fe 3+ ;
H 2 o – 2e = 2H + ;
2 Br – – 2e = Br 2 o.
రికవరీఅణువు, అణువు లేదా అయాన్‌కి ఎలక్ట్రాన్లను జోడించే ప్రక్రియ:
S o + 2e = S 2– ;
Cr 3+ + e = Cr 2+ ;
Cl 2 o + 2e = 2Cl – ;
Mn 7+ + 5e = Mn 2+ .
ఎలక్ట్రాన్లను అంగీకరించే అణువులు, అణువులు లేదా అయాన్లు అంటారు ఆక్సీకరణ కారకాలు. పునరుద్ధరణదారులుఎలక్ట్రాన్లను దానం చేసే అణువులు, అణువులు లేదా అయాన్లు.
ఎలక్ట్రాన్లను అంగీకరించడం ద్వారా, ప్రతిచర్య సమయంలో ఆక్సీకరణ ఏజెంట్ తగ్గించబడుతుంది మరియు తగ్గించే ఏజెంట్ ఆక్సీకరణం చెందుతుంది. ఆక్సీకరణ ఎల్లప్పుడూ తగ్గింపుతో కూడి ఉంటుంది మరియు దీనికి విరుద్ధంగా ఉంటుంది. ఈ విధంగా, తగ్గించే ఏజెంట్ ఇచ్చిన ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య ఎల్లప్పుడూ ఆక్సీకరణ ఏజెంట్ అంగీకరించిన ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్యకు సమానంగా ఉంటుంది.
7.2.1 ఆక్సీకరణ స్థితి
ఆక్సీకరణ స్థితి అనేది ఒక సమ్మేళనంలోని పరమాణువు యొక్క షరతులతో కూడిన (అధికారిక) ఛార్జ్, ఇది అయాన్లను మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది అనే ఊహతో లెక్కించబడుతుంది. ఆక్సీకరణ స్థితి సాధారణంగా "+" లేదా "-" గుర్తుతో మూలకం చిహ్నంపై ఉన్న అరబిక్ సంఖ్యతో సూచించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, Al 3+, S 2–.
ఆక్సీకరణ స్థితులను కనుగొనడానికి, వారు మార్గనిర్దేశం చేస్తారు క్రింది నియమాలు:
సాధారణ పదార్ధాలలో పరమాణువుల ఆక్సీకరణ స్థితి సున్నా;
ఒక అణువులోని పరమాణువుల ఆక్సీకరణ స్థితుల బీజగణిత మొత్తం సున్నాకి సమానం, సంక్లిష్ట అయాన్‌లో - అయాన్ యొక్క ఛార్జ్;
అణువుల ఆక్సీకరణ స్థితి క్షార లోహాలుఎల్లప్పుడూ +1కి సమానం;
లోహాలు కాని (CH 4, NH 3, మొదలైనవి) కలిగిన సమ్మేళనాలలోని హైడ్రోజన్ అణువు +1 యొక్క ఆక్సీకరణ స్థితిని ప్రదర్శిస్తుంది మరియు క్రియాశీల లోహాలతో దాని ఆక్సీకరణ స్థితి –1 (NaH, CaH 2, మొదలైనవి);
సమ్మేళనాలలోని ఫ్లోరిన్ అణువు ఎల్లప్పుడూ –1 ఆక్సీకరణ స్థితిని ప్రదర్శిస్తుంది;
సమ్మేళనాలలో ఆక్సిజన్ అణువు యొక్క ఆక్సీకరణ స్థితి సాధారణంగా –2, పెరాక్సైడ్లు (H 2 O 2, Na 2 O 2), ఇందులో ఆక్సిజన్ యొక్క ఆక్సీకరణ స్థితి –1 మరియు కొన్ని ఇతర పదార్థాలు (సూపర్ ఆక్సైడ్లు, ఓజోనైడ్లు, ఆక్సిజన్) ఫ్లోరైడ్లు).
సమూహంలోని మూలకాల యొక్క గరిష్ట సానుకూల ఆక్సీకరణ స్థితి సాధారణంగా సమూహ సంఖ్యకు సమానంగా ఉంటుంది. మినహాయింపులు ఫ్లోరిన్ మరియు ఆక్సిజన్, ఎందుకంటే వాటి అత్యధిక ఆక్సీకరణ స్థితి అవి కనుగొనబడిన సమూహం యొక్క సంఖ్య కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. రాగి ఉప సమూహం యొక్క మూలకాలు వాటి ఆక్సీకరణ స్థితి సమూహ సంఖ్య (CuO, AgF 5, AuCl 3) కంటే ఎక్కువగా ఉండే సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తాయి.
గరిష్టం ప్రతికూల డిగ్రీప్రధాన ఉప సమూహాలలో కనిపించే మూలకాల ఆక్సీకరణ ఆవర్తన పట్టికసమూహం సంఖ్యను ఎనిమిది నుండి తీసివేయడం ద్వారా నిర్ణయించవచ్చు. కార్బన్ కోసం ఇది 8 - 4 = 4, భాస్వరం కోసం - 8 - 5 = 3.
ప్రధాన ఉప సమూహాలలో, మూలకాల నుండి పై నుండి క్రిందికి కదులుతున్నప్పుడు, అత్యధిక సానుకూల ఆక్సీకరణ స్థితి యొక్క స్థిరత్వం తగ్గుతుంది; ద్వితీయ ఉప సమూహాలలో, దీనికి విరుద్ధంగా, పై నుండి క్రిందికి అధిక ఆక్సీకరణ స్థితుల స్థిరత్వం పెరుగుతుంది.
కొన్ని అకర్బన మరియు కర్బన సమ్మేళనాల ఉదాహరణను ఉపయోగించి ఆక్సీకరణ స్థితి యొక్క భావన యొక్క సాంప్రదాయికతను ప్రదర్శించవచ్చు. ప్రత్యేకించి, ఫాస్ఫినిక్ (ఫాస్పరస్) H 3 PO 2, ఫాస్ఫోనిక్ (ఫాస్పరస్) H 3 PO 3 మరియు ఫాస్పోరిక్ H 3 PO 4 ఆమ్లాలలో, ఫాస్పరస్ యొక్క ఆక్సీకరణ స్థితులు వరుసగా +1, +3 మరియు +5, అయితే ఈ అన్ని సమ్మేళనాలలో భాస్వరం పెంటావాలెంట్. మీథేన్ CH 4లో కార్బన్ కోసం, మిథనాల్ CH 3 OH, ఫార్మాల్డిహైడ్ CH 2 O, ఫార్మిక్ ఆమ్లం HCOOH మరియు కార్బన్ మోనాక్సైడ్ (IV) CO 2 కార్బన్ యొక్క ఆక్సీకరణ స్థితులు వరుసగా –4, –2, 0, +2 మరియు +4, అయితే ఈ అన్ని సమ్మేళనాలలోని కార్బన్ అణువు యొక్క వాలెన్సీ నాలుగు.
ఆక్సీకరణ స్థితి సాంప్రదాయిక భావన అయినప్పటికీ, రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలను కంపోజ్ చేయడంలో ఇది విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
7.2.2 అతి ముఖ్యమైన ఆక్సీకరణ మరియు తగ్గించే ఏజెంట్లు
సాధారణ ఆక్సీకరణ ఏజెంట్లు:
1. సాధారణ పదార్థాలు, దీని పరమాణువులు అధిక ఎలెక్ట్రోనెగటివిటీని కలిగి ఉంటాయి. ఇవి మొదటగా, ప్రధాన ఉప సమూహాల VI యొక్క అంశాలు మరియు VII సమూహాలుఆవర్తన పట్టిక: ఆక్సిజన్, హాలోజన్లు. సాధారణ పదార్ధాలలో, అత్యంత శక్తివంతమైన ఆక్సీకరణ ఏజెంట్ ఫ్లోరిన్.
2. అధిక ఆక్సీకరణ స్థితులలో కొన్ని లోహ కాటయాన్‌లను కలిగి ఉన్న సమ్మేళనాలు: Pb 4+, Fe 3+, Au 3+, మొదలైనవి.
3. కొన్ని సంక్లిష్ట అయాన్లను కలిగి ఉన్న సమ్మేళనాలు, అధిక సానుకూల ఆక్సీకరణ స్థితులలో ఉన్న మూలకాలు: 2–, –, మొదలైనవి.
తగ్గించే ఏజెంట్లలో ఇవి ఉన్నాయి:
1. పరమాణువులు తక్కువ ఎలెక్ట్రోనెగటివిటీని కలిగి ఉండే సాధారణ పదార్థాలు క్రియాశీల లోహాలు. పునరుద్ధరణ లక్షణాలుహైడ్రోజన్ మరియు కార్బన్ వంటి నాన్-లోహాలు కూడా ప్రదర్శించగలవు.
2. కాటయాన్‌లను కలిగి ఉన్న కొన్ని లోహ సమ్మేళనాలు (Sn 2+, Fe 2+, Cr 2+), ఇవి ఎలక్ట్రాన్లను దానం చేయడం ద్వారా వాటి ఆక్సీకరణ స్థితిని పెంచుతాయి.
3. I – , S 2– వంటి సాధారణ అయాన్లను కలిగి ఉన్న కొన్ని సమ్మేళనాలు.
4. కాంప్లెక్స్ అయాన్లు (S 4+ O 3) 2–, (НР 3+ O 3) 2– కలిగిన సమ్మేళనాలు, ఎలక్ట్రాన్లను దానం చేయడం ద్వారా ఎలిమెంట్స్‌ను పెంచుతాయి సానుకూల డిగ్రీఆక్సీకరణం.
IN ప్రయోగశాల అభ్యాసంసాధారణంగా ఉపయోగించే ఆక్సీకరణ ఏజెంట్లు:
పొటాషియం పర్మాంగనేట్ (KMnO 4);
పొటాషియం డైక్రోమేట్ (K 2 Cr 2 O 7);
నైట్రిక్ యాసిడ్ (HNO 3);
కేంద్రీకృతమై సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం(H 2 SO 4);
హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ (H 2 O 2);
మాంగనీస్ (IV) మరియు సీసం (IV) యొక్క ఆక్సైడ్లు (MnO 2, PbO 2);
కరిగిన పొటాషియం నైట్రేట్ (KNO 3) మరియు కొన్ని ఇతర నైట్రేట్లను కరుగుతుంది.
ప్రయోగశాల ఆచరణలో ఉపయోగించే తగ్గించే ఏజెంట్లు:
- మెగ్నీషియం (Mg), అల్యూమినియం (Al) మరియు ఇతర క్రియాశీల లోహాలు;
- హైడ్రోజన్ (H 2) మరియు కార్బన్ (C);
- పొటాషియం అయోడైడ్ (KI);
- సోడియం సల్ఫైడ్ (Na 2 S) మరియు హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్ (H 2 S);
- సోడియం సల్ఫైట్ (Na 2 SO 3);
- టిన్ క్లోరైడ్ (SnCl 2).
7.2.3 రెడాక్స్ ప్రతిచర్యల వర్గీకరణ
రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలు సాధారణంగా మూడు రకాలుగా విభజించబడ్డాయి: ఇంటర్మోలిక్యులర్, ఇంట్రామోలిక్యులర్ మరియు అసమాన ప్రతిచర్యలు (స్వీయ-ఆక్సీకరణ-స్వీయ-తగ్గింపు).
ఇంటర్మోలిక్యులర్ ప్రతిచర్యలువివిధ అణువులలో కనిపించే పరమాణువుల ఆక్సీకరణ స్థితిలో మార్పుతో సంభవిస్తాయి. ఉదాహరణకి:
2 Al + Fe 2 O 3 Al 2 O 3 + 2 Fe,
C + 4 HNO 3(conc) = CO 2 + 4 NO 2 + 2 H 2 O.
TO కణాంతర ప్రతిచర్యలుఇవి ఆక్సిడైజింగ్ ఏజెంట్ మరియు తగ్గించే ఏజెంట్ ఒకే అణువులో భాగమైన ప్రతిచర్యలు, ఉదాహరణకు:
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 N 2 + Cr 2 O 3 + 4 H 2 O,
2 KNO 3 2 KNO 2 + O 2 .
IN అసమాన ప్రతిచర్యలు(స్వీయ-ఆక్సీకరణ-స్వీయ-తగ్గింపు) ఒకే మూలకం యొక్క అణువు (అయాన్) ఆక్సీకరణ ఏజెంట్ మరియు తగ్గించే ఏజెంట్:
Cl 2 + 2 KOH KCl + KClO + H 2 O,
2 NO 2 + 2 NaOH = NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O.
7.2.4 రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలను కంపోజ్ చేయడానికి ప్రాథమిక నియమాలు
రెడాక్స్ ప్రతిచర్యల కూర్పు పట్టికలో అందించిన దశల ప్రకారం నిర్వహించబడుతుంది. 7.2
పట్టిక 7.2
రెడాక్స్ ప్రతిచర్యల కోసం సమీకరణాలను కంపైల్ చేసే దశలు
చర్య |
|
ఆక్సీకరణ ఏజెంట్ మరియు తగ్గించే ఏజెంట్‌ను నిర్ణయించండి. |
|
రెడాక్స్ ప్రతిచర్య యొక్క ఉత్పత్తులను గుర్తించండి. |
|
ఎలక్ట్రాన్ బ్యాలెన్స్‌ను సృష్టించండి మరియు వాటి ఆక్సీకరణ స్థితులను మార్చే పదార్ధాల కోసం కోఎఫీషియంట్‌లను కేటాయించడానికి దాన్ని ఉపయోగించండి. |
|
రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలో పాల్గొనే మరియు ఏర్పడే ఇతర పదార్ధాల కోసం గుణకాలను అమర్చండి. |
|
ప్రతిచర్య సమీకరణం యొక్క ఎడమ మరియు కుడి వైపున ఉన్న పరమాణువుల (సాధారణంగా హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్) పదార్ధం మొత్తాన్ని లెక్కించడం ద్వారా గుణకాల యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని తనిఖీ చేయండి. |
ఆమ్ల వాతావరణంలో పొటాషియం పర్మాంగనేట్‌తో పొటాషియం సల్ఫైట్ పరస్పర చర్య యొక్క ఉదాహరణను ఉపయోగించి రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలను కంపోజ్ చేయడానికి నియమాలను పరిశీలిద్దాం:
1. ఆక్సీకరణ ఏజెంట్ మరియు తగ్గించే ఏజెంట్ యొక్క నిర్ణయం
అందులో ఉంది అత్యధిక డిగ్రీఆక్సీకరణ, మాంగనీస్ ఎలక్ట్రాన్లను వదులుకోలేవు. Mn 7+ ఎలక్ట్రాన్లను అంగీకరిస్తుంది, అనగా. ఆక్సీకరణ కారకం.
S 4+ అయాన్ రెండు ఎలక్ట్రాన్లను దానం చేయగలదు మరియు S 6+లోకి వెళ్లగలదు, అనగా. తగ్గించే ఏజెంట్. అందువల్ల, పరిశీలనలో ఉన్న ప్రతిచర్యలో, K 2 SO 3 తగ్గించే ఏజెంట్, మరియు KMnO 4 ఆక్సీకరణ కారకం.
2. ప్రతిచర్య ఉత్పత్తుల స్థాపన
K2SO3 + KMnO4 + H2SO4?
ఒక ఎలక్ట్రాన్‌కు రెండు ఎలక్ట్రాన్లను దానం చేయడం ద్వారా, S 4+ S 6+ అవుతుంది. పొటాషియం సల్ఫైట్ (K 2 SO 3) సల్ఫేట్ (K 2 SO 4) గా మారుతుంది. ఆమ్ల వాతావరణంలో, Mn 7+ 5 ఎలక్ట్రాన్లను అంగీకరిస్తుంది మరియు సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం (మీడియం) ద్రావణంలో మాంగనీస్ సల్ఫేట్ (MnSO 4) ఏర్పడుతుంది. ఈ ప్రతిచర్య ఫలితంగా, పొటాషియం సల్ఫేట్ యొక్క అదనపు అణువులు కూడా ఏర్పడతాయి (పర్మాంగనేట్లో చేర్చబడిన పొటాషియం అయాన్ల కారణంగా), అలాగే నీటి అణువులు. అందువల్ల, పరిశీలనలో ఉన్న ప్రతిచర్య ఇలా వ్రాయబడుతుంది:
K 2 SO 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O.
3. ఎలక్ట్రాన్ బ్యాలెన్స్ కంపైలింగ్
ఎలక్ట్రాన్ బ్యాలెన్స్‌ను కంపైల్ చేయడానికి, పరిశీలనలో ఉన్న ప్రతిచర్యలో మార్పు వచ్చే ఆక్సీకరణ స్థితులను సూచించడం అవసరం:
K 2 S 4+ O 3 + KMn 7+ O 4 + H 2 SO 4 = K 2 S 6+ O 4 + Mn 2+ SO 4 + H 2 O.
Mn 7+ + 5 e = Mn 2+ ;
S 4+ – 2 e = S 6+.
తగ్గించే ఏజెంట్ ఇచ్చిన ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య తప్పనిసరిగా ఆక్సిడైజింగ్ ఏజెంట్ అంగీకరించిన ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్యకు సమానంగా ఉండాలి. కాబట్టి, రెండు Mn 7+ మరియు ఐదు S 4+ తప్పనిసరిగా ప్రతిచర్యలో పాల్గొనాలి:
Mn 7+ + 5 e = Mn 2+ 2,
S 4+ – 2 e = S 6+ 5.
అందువలన, తగ్గించే ఏజెంట్ (10) ద్వారా ఇవ్వబడిన ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య ఆక్సిడైజింగ్ ఏజెంట్ (10) ఆమోదించిన ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్యకు సమానంగా ఉంటుంది.
4. ప్రతిచర్య సమీకరణంలో గుణకాల అమరిక
ఎలక్ట్రాన్ల సంతులనానికి అనుగుణంగా, K 2 SO 3 ముందు 5 గుణకాన్ని ఉంచడం అవసరం, మరియు KMnO 4 ముందు 2. కుడి వైపున, పొటాషియం సల్ఫేట్ ముందు మేము 6 గుణకాన్ని సెట్ చేస్తాము, పర్మాంగనేట్లో చేర్చబడిన పొటాషియం అయాన్ల బంధం ఫలితంగా పొటాషియం సల్ఫైట్ K 2 SO 4 యొక్క ఆక్సీకరణ సమయంలో ఏర్పడిన K 2 SO 4 యొక్క ఐదు అణువులకు ఒక అణువు జోడించబడుతుంది. ప్రతిచర్య ఉంటుంది కాబట్టి రెండుపర్మాంగనేట్ అణువులు, కుడి వైపున కూడా ఏర్పడతాయి రెండుమాంగనీస్ సల్ఫేట్ అణువులు. ప్రతిచర్య ఉత్పత్తులను (పొటాషియం మరియు మాంగనీస్ అయాన్లు పర్మాంగనేట్లో చేర్చబడ్డాయి) బంధించడానికి, ఇది అవసరం మూడుసల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం యొక్క అణువులు, కాబట్టి, ప్రతిచర్య ఫలితంగా, మూడునీటి అణువులు. చివరగా మనకు లభిస్తుంది:
5 K 2 SO 3 + 2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 = 6 K 2 SO 4 + 2 MnSO 4 + 3 H 2 O.
5. ప్రతిచర్య సమీకరణంలో గుణకాల యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని తనిఖీ చేయడం
ప్రతిచర్య సమీకరణం యొక్క ఎడమ వైపున ఆక్సిజన్ అణువుల సంఖ్య:
5 3 + 2 4 + 3 4 = 35.
కుడి వైపున ఈ సంఖ్య ఉంటుంది:
6 4 + 2 4 + 3 1 = 35.
ప్రతిచర్య సమీకరణం యొక్క ఎడమ వైపున ఉన్న హైడ్రోజన్ అణువుల సంఖ్య ఆరు మరియు ప్రతిచర్య సమీకరణం యొక్క కుడి వైపున ఉన్న ఈ అణువుల సంఖ్యకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.
7.2.5 సాధారణ ఆక్సీకరణ మరియు తగ్గించే ఏజెంట్లతో కూడిన రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలకు ఉదాహరణలు
7.2.5.1. ఇంటర్మోలిక్యులర్ ఆక్సీకరణ-తగ్గింపు ప్రతిచర్యలు
క్రింద, ఉదాహరణలుగా, మేము పొటాషియం పర్మాంగనేట్, పొటాషియం డైక్రోమేట్, హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్, పొటాషియం నైట్రేట్, పొటాషియం అయోడైడ్ మరియు పొటాషియం సల్ఫైడ్‌లతో కూడిన రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలను పరిశీలిస్తాము. ఇతర సాధారణ ఆక్సీకరణ మరియు తగ్గించే ఏజెంట్లతో కూడిన రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలు మాన్యువల్ ("అకర్బన రసాయన శాస్త్రం") యొక్క రెండవ భాగంలో చర్చించబడ్డాయి.
పొటాషియం పర్మాంగనేట్‌తో కూడిన రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలు
పర్యావరణాన్ని బట్టి (ఆమ్ల, తటస్థ, ఆల్కలీన్), పొటాషియం పర్మాంగనేట్, ఆక్సీకరణ ఏజెంట్‌గా పనిచేస్తుంది, ఇస్తుంది వివిధ ఉత్పత్తులురికవరీ, Fig. 7.1
అన్నం. 7.1 పొటాషియం పర్మాంగనేట్ తగ్గింపు ఉత్పత్తుల నిర్మాణం విభిన్న వాతావరణాలు
వివిధ వాతావరణాలలో పొటాషియం సల్ఫైడ్‌ను తగ్గించే ఏజెంట్‌గా KMnO 4 యొక్క ప్రతిచర్యలు క్రింద ఉన్నాయి, ఈ పథకాన్ని వివరిస్తుంది, Fig. 7.1 ఈ ప్రతిచర్యలలో, సల్ఫైడ్ అయాన్ యొక్క ఆక్సీకరణ ఉత్పత్తి ఉచిత సల్ఫర్. IN ఆల్కలీన్ పర్యావరణం KOH అణువులు ప్రతిచర్యలో పాల్గొనవు, కానీ పొటాషియం పర్మాంగనేట్ యొక్క తగ్గింపు ఉత్పత్తిని మాత్రమే నిర్ణయిస్తాయి.
5 K 2 S + 2 KMnO 4 + 8 H 2 SO 4 = 5 S + 2 MnSO 4 + 6 K 2 SO 4 + 8 H 2 O,
3 K 2 S + 2 KMnO 4 + 4 H 2 O 2 MnO 2 + 3 S + 8 KOH,
K 2 S + 2 KMnO 4 – (KOH) 2 K 2 MnO 4 + S.
పొటాషియం డైక్రోమేట్‌తో కూడిన రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలు
ఆమ్ల వాతావరణంలో, పొటాషియం డైక్రోమేట్ ఒక బలమైన ఆక్సీకరణ ఏజెంట్. K 2 Cr 2 O 7 మరియు గాఢమైన H 2 SO 4 (క్రోమియం) మిశ్రమం ప్రయోగశాలలో ఆక్సిడైజింగ్ ఏజెంట్‌గా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. తగ్గించే ఏజెంట్‌తో సంకర్షణ చెందుతూ, పొటాషియం డైక్రోమేట్ యొక్క ఒక అణువు ఆరు ఎలక్ట్రాన్లను అంగీకరిస్తుంది, త్రివాలెంట్ క్రోమియం సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తుంది:
6 FeSO 4 +K 2 Cr 2 O 7 +7 H 2 SO 4 = 3 Fe 2 (SO 4) 3 +Cr 2 (SO 4) 3 +K 2 SO 4 +7 H 2 O;
6 KI + K 2 Cr 2 O 7 + 7 H 2 SO 4 = 3 I 2 + Cr 2 (SO 4) 3 + 4 K 2 SO 4 + 7 H 2 O.
హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ మరియు పొటాషియం నైట్రేట్లతో కూడిన రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలు
హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ మరియు పొటాషియం నైట్రేట్ ప్రధానంగా ప్రదర్శిస్తాయి ఆక్సీకరణ లక్షణాలు:
H 2 S + H 2 O 2 = S + 2 H 2 O,
2 KI + 2 KNO 2 + 2 H 2 SO 4 = I 2 + 2 K 2 SO 4 + H 2 O,
అయినప్పటికీ, బలమైన ఆక్సీకరణ కారకాలతో సంకర్షణ చెందుతున్నప్పుడు (ఉదాహరణకు, KMnO 4 వంటివి), హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ మరియు పొటాషియం నైట్రేట్ తగ్గించే ఏజెంట్లుగా పనిచేస్తాయి:
5 H 2 O 2 + 2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 = 5 O 2 + 2 MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8 H 2 O,
5 KNO 2 + 2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 = 5 KNO 3 + 2 MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3 H 2 O.
హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్, పర్యావరణంపై ఆధారపడి, పథకం ప్రకారం తగ్గుతుందని గమనించాలి, Fig. 7.2
అన్నం. 7.2 సంభావ్య హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ తగ్గింపు ఉత్పత్తులు
ఈ సందర్భంలో, ప్రతిచర్యల ఫలితంగా, నీరు లేదా హైడ్రాక్సైడ్ అయాన్లు ఏర్పడతాయి:
2 FeSO 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 2 H 2 O,
2 KI + H 2 O 2 = I 2 + 2 KOH.
7.2.5.2. ఇంట్రామోలిక్యులర్ ఆక్సీకరణ-తగ్గింపు ప్రతిచర్యలు
ఇంట్రామోలిక్యులర్ రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలు సాధారణంగా అణువులు తగ్గించే ఏజెంట్ మరియు ఆక్సీకరణ ఏజెంట్‌ను కలిగి ఉన్న పదార్ధాలను వేడి చేసినప్పుడు సంభవిస్తాయి. ఇంట్రామోలెక్యులర్ రిడక్షన్-ఆక్సీకరణ ప్రతిచర్యలకు ఉదాహరణలు ప్రక్రియలు ఉష్ణ కుళ్ళిపోవడంనైట్రేట్లు మరియు పొటాషియం పర్మాంగనేట్:
2 నానో 3 2 నానో 2 + ఓ 2,
2 Cu(NO 3) 2 2 CuO + 4 NO 2 + O 2,
Hg(NO 3) 2 Hg + NO 2 + O 2,
2 KMnO 4 K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2.
7.2.5.3. అసమాన ప్రతిచర్యలు
పైన పేర్కొన్నట్లుగా, అసమాన ప్రతిచర్యలలో ఒకే అణువు (అయాన్) ఆక్సీకరణ కారకం మరియు తగ్గించే ఏజెంట్. క్షారంతో సల్ఫర్ పరస్పర చర్య యొక్క ఉదాహరణను ఉపయోగించి ఈ రకమైన ప్రతిచర్యను కంపోజ్ చేసే ప్రక్రియను పరిశీలిద్దాం.
సల్ఫర్ యొక్క విలక్షణమైన ఆక్సీకరణ స్థితులు: – 2, 0, +4 మరియు +6. తగ్గించే ఏజెంట్‌గా పనిచేస్తూ, ఎలిమెంటల్ సల్ఫర్ 4 ఎలక్ట్రాన్లను దానం చేస్తుంది:
ఎస్ ఓ – 4e = S 4+.
సల్ఫర్ – ఆక్సీకరణ ఏజెంట్ రెండు ఎలక్ట్రాన్లను అంగీకరిస్తుంది:
S o + 2е = S 2– .
అందువలన, సల్ఫర్ అసమానత యొక్క ప్రతిచర్య ఫలితంగా, మూలకం యొక్క ఆక్సీకరణ స్థితులలో సమ్మేళనాలు ఏర్పడతాయి. – 2 మరియు కుడి +4:
3 S + 6 KOH = 2 K 2 S + K 2 SO 3 + 3 H 2 O.
నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్ (IV) క్షారంలో అసమానంగా ఉన్నప్పుడు, నైట్రేట్ మరియు నైట్రేట్ పొందబడతాయి - నైట్రోజన్ యొక్క ఆక్సీకరణ స్థితులు వరుసగా +3 మరియు +5 అయిన సమ్మేళనాలు:
2 N 4+ O 2 + 2 KOH = KN 3+ O 2 + KN 5+ O 3 + H 2 O,
చల్లని క్షార ద్రావణంలో క్లోరిన్ యొక్క అసమానత హైపోక్లోరైట్ ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది మరియు వేడి క్షార ద్రావణంలో - క్లోరేట్:
Cl 0 2 + 2 KOH = KCl – + KCl + O + H 2 O,
Cl 0 2 + 6 KOH 5 KCl – + KCl 5+ O 3 + 3H 2 O.
7.3 విద్యుద్విశ్లేషణ
ద్రావణాలలో సంభవించే రెడాక్స్ ప్రక్రియ లేదా వాటి ద్వారా ప్రత్యక్ష విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని పంపినప్పుడు కరిగిపోయే ప్రక్రియను విద్యుద్విశ్లేషణ అంటారు. ఈ సందర్భంలో, సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ (యానోడ్) వద్ద అయాన్ల ఆక్సీకరణ జరుగుతుంది. ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ (కాథోడ్) వద్ద కాటయాన్స్ తగ్గించబడతాయి.
2 Na 2 CO 3 4 Na + O 2 + 2CO 2 .
విద్యుద్విశ్లేషణతో సజల పరిష్కారాలుఎలక్ట్రోలైట్స్, కరిగిన పదార్ధం యొక్క రూపాంతరాలతో పాటు, సంభవించవచ్చు ఎలెక్ట్రోకెమికల్ ప్రక్రియలుహైడ్రోజన్ అయాన్లు మరియు నీటి హైడ్రాక్సైడ్ అయాన్ల భాగస్వామ్యంతో:
కాథోడ్ (-): 2 Н + + 2е = Н 2,
యానోడ్ (+): 4 OH – – 4e = O 2 + 2 H 2 O.
ఈ సందర్భంలో, కాథోడ్ వద్ద తగ్గింపు ప్రక్రియ క్రింది విధంగా జరుగుతుంది:
1. కాటయాన్స్ క్రియాశీల లోహాలు(Al 3+ కలుపుకొని) కాథోడ్ వద్ద తగ్గించబడదు; బదులుగా హైడ్రోజన్ తగ్గించబడుతుంది.
2. ప్రామాణికమైన వాటి వరుసలో ఉన్న మెటల్ కాటయాన్స్ ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్స్(వోల్టేజ్ శ్రేణిలో) హైడ్రోజన్ యొక్క కుడి వైపున, విద్యుద్విశ్లేషణ సమయంలో అవి కాథోడ్ వద్ద ఉచిత లోహాలకు తగ్గించబడతాయి.
3. Al 3+ మరియు H + మధ్య ఉన్న మెటల్ కాటయాన్‌లు కాథోడ్ వద్ద హైడ్రోజన్ కేషన్‌తో ఏకకాలంలో తగ్గించబడతాయి.
యానోడ్ వద్ద సజల ద్రావణాలలో సంభవించే ప్రక్రియలు యానోడ్ తయారు చేయబడిన పదార్థంపై ఆధారపడి ఉంటాయి. కరగని యానోడ్‌లు ఉన్నాయి ( జడ) మరియు కరిగే ( చురుకుగా) గ్రాఫైట్ లేదా ప్లాటినం జడ యానోడ్‌ల పదార్థంగా ఉపయోగించబడుతుంది. కరిగే యానోడ్‌లు రాగి, జింక్ మరియు ఇతర లోహాల నుండి తయారవుతాయి.
జడ యానోడ్‌తో పరిష్కారాల విద్యుద్విశ్లేషణ సమయంలో, క్రింది ఉత్పత్తులు ఏర్పడతాయి:
1. హాలైడ్ అయాన్లు ఆక్సీకరణం చెందినప్పుడు, ఉచిత హాలోజన్లు విడుదలవుతాయి.
2. అయాన్లు SO 2 2-, NO 3 -, PO 4 3- కలిగిన పరిష్కారాల విద్యుద్విశ్లేషణ సమయంలో, ఆక్సిజన్ విడుదల అవుతుంది, అనగా. యానోడ్ వద్ద ఆక్సీకరణం చెందే ఈ అయాన్లు కాదు, నీటి అణువులు.
పైన పేర్కొన్న నియమాలను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, ఉదాహరణగా, జడ ఎలక్ట్రోడ్లతో NaCl, CuSO 4 మరియు KOH యొక్క సజల ద్రావణాల విద్యుద్విశ్లేషణను పరిశీలిద్దాం.
1) ద్రావణంలో, సోడియం క్లోరైడ్ అయాన్లుగా విడిపోతుంది.