ჟანგვა - აღდგენის რეაქციები

მოლეკულა იშლება შემადგენელ ატომებად და იგივე ატომებისგან წარმოიქმნება ახალი მოლეკულები, ანუ ერთი ნივთიერება გარდაიქმნება სხვა ნივთიერებად.
* ნივთიერების გარდაქმნის პროცესს ქიმიური რეაქცია ეწოდება;
* რეაქციები ჩაიწერება რეაქციის ქიმიური განტოლებით(ტოლობით);
* რეაქციის ქიმიური ტოლობა ჩაიწერება ქიმიური ფორმულების, მათემატიკურ მოქმედებათა ნიშნებისა და კოეფიციენტების საშუალებით.

მაგალითად, წყლის მოლეკულის წარმოქმნის რეაქცია ასე ჩაიწერება:

კოეფიციენტი გვიჩვენებს რამდენი ცალკეული მოლეკულა მონაწილეობს რეაქციაში.
რექციების მიმდინარეობისას ყოველთვის მოქმედებს მასის მუდმივობის კანონი, რომლის თანახმად აღებული ნივთიერებების მასა ყოველთვის ტოლია მიღებული ნივთიერებების მასისა.

რეაქციის ტოლობა რომ სწორად ჩავწეროთ, ყოველთვის საჭიროა რეაქციის გათანაბრება, ანუ კოეფიციენტების შერჩევა, რომ ატომების რაოდენობა საწყის და საბოლოო ნივთიერებებში იყოს ერთნაირი.

ტოლობაში ისრის მარცხენა მხარეს იწერება რეაქციაში შესული საწყისი ნივთიერებები ანუ რეაგენტები, ხოლო ისრის მარჯვენა მხარეს, რეაქციის შედეგად მიღებული ნივთიერებები ანუ პროდუქტები.
ეს ტოლობა გვიჩვენებს, რომ რეაქციის საწყისი ნივთიერებები ანუ რეაგენტებია წყალბადის ორი მოლეკულა და ჟანგბადის ერთი მოლეკულა, ხოლო რეაქციის პროდუქტია წყლის ორი მოლეკულა.

არსებობს ქიმიური რეაქციების ოთხი ძირითადი ტიპი: შეერთების, დაშლის, ჩანაცვლების და მიმოცვლის.
* შეერთების რეაქციის დროს ორი ან მეტი მარტივი ან რთული ნივთიერებისაგან მიიღება ერთი ახალი ნივთიერება.
* დაშლის რეაქციის დროს ერთი რთული ნივთიერებისაგან მიიღება რამდენიმე მარტივი ან რთული ნივთიერება.
* ჩანაცვლების დროს მარტივი ნივთიერების ატომები ჩაენაცვლება რთულის შემადგენელ ატომებს.
* მიმოცვლის რეაქციის დროს კი რთული ნივთიერებების შემადგენელი ატომები მიმოიცვლებიან.

არსებობენ რეაქციები, რომელთა მიმდინარეობის დროსაც ელემენტთა ჟანგვის ხარისხები იცვლება. ასეთ რეაქციებს ჟანგვა-აღდგენის რექციები ეწოდებათ. მაგალითად, რკინის შეერთება გოგირდთან:

ეს არის შეერთების რექცია, სადაც ორი მარტივი ნივთიერებიდან მიიღება ერთი რთული ნივთიერება. რეაგენტების – მარტივი ნივთიერებების ჟანგვის ხარისხები ნულის ტოლია. ხოლო მიღებულ პროდუქტში – რთულ ნივთიერებაში:
* გოგირდის დაჟანგვის ხარისხი უარყოფითია და უდრის -2-ს, რადგან მას გარე შრის დასრულებამდე აკლია 2 ელექტრონი(გოგირდი მეექვსე ჯგუფის ელემენტია და გარე შრეზე აქვს 6 ელექტრონი) და იერთებს რკინის ატომის მიერ გაცემულ 2 ელექტრონს:

მიიღო

* რკინის ჟანგვის ხარისხი შესაბამისად იქნება +2, რადგან რკინის ატომმა გასცა 2 ელექტრონი:

გასცა 

 

რეაგენტებმა შეიცვალეს ჟანგვის ხარისხი, ესე იგი, ეს რეაქცია ჟანგვა-აღდგენისაა.

* ატომის მიერ ელექტრონის გაცემის პროცესს ეწოდება ჟანგვა, ხოლო ელექტრონის მიღების პროცესს - აღდგენა.

* ელექტრონების გაცემას ანუ ჟანგვას ყოველთვის ახლავს ელექტრონების მიღების ანუ აღდგენის პროცესი.

  გასცა - დაიჟანგა

მიიღო - აღდგა

თუ რეაქციის მიმდინარეობისას არ იცვლება ელემენტთა ჟანგვის ხარისხები, მაშინ რეაქცია არ არის ჟანგვა-აღდგენის. იმისათვის, რომ დავადგინოთ ჟანგვა-აღდგენისაა თუ არა რეაქცია, უნდა გამოვთვალოთ ელემენტთა ჟანგვის ხარისხები აღებულ და მიღებულ ნაერთებში. თუ ხარისხი ერთ ელემენტს მაინც ეცვლება, რეაქცია ჟნგვა - აღდგენისაა, ხოლო თუ არცერთს არ ეცვლება, მაშინ – არა.

ნატრიუმსა და ქლორს შორის რეაქციის დროს ნატრიუმი გასცემს ელექტრონს, ესე იგი იჟანგება, ხოლო ქლორი იერთებს ელექტრონს, ესე იგი აღდგება:

* ელემენტი, რომელიც გასცემს ელექტრონს იჟნგება და აღმდგენია, ხოლო რომელიც იღებს ელექტრონს - აღდგება და მჟანგავია.

* რამდენ ელექტრონსაც გასცემს აღმდგენი, იმდენ ელექტრონს იერთებს მჟანგავი ანუ ჟანგვა -აღდგენის რეაქციის დროს გაცემული და მიღებული ელექტრონების რიცხვი თანაბარია და მყარდება ელექტრონული ბალანსი.

ამ რეაქციაში ნატრიუმმა ქლორი აღადგინა ანუ აღმდგენია, ხოლო ქლორმა ნატრიუმი დაჟანგა ანუ მჟანგავია:

აღმდგენი დაიჟანგა

მჟანგავი  აღდგა

განვიხილოთ თუთიის ჟანგბადთან შეერთების რეაქცია. ეს რეაქცია ჰაერზე მიმდინარეობს ჩვეულებრივ პირობებში:

ჟანგბადის ატომი თუთიის ატომს ართმევს 2 ელექტრონს და აღდგება ჟანგბადის იონამდე, მისი დაჟანგვის ხარისხი გახდება -2. ხოლო თუთიის ატომი იჟანგება თუთიის დადებით იონამდე დაჟანგვის ხარისხით +2.

რეაქცია ჩიწერება ასე:

აღმდგენი  დაიჟანგა (ჟანგვის ნახევარრეაქცია)

მჟანგავი აღდგა (აღდგენის ნახევარრეაქცია)

გაცემული ელექტრონების რიცხვია 2, ხოლო მიღებული ელექტრონების რიცხვია 4.

     2

      4 

რადგან მათი რიცხვი თანაბარი უნდა იყოს, გვჭირდება კოეფიციენტები 2 და 1.

     2         2

      4         1

 

ჟანგბადის ერთი მოლეკულა ჟანგავს თუთიის ორ ატომს. ამ კოეფიციენტებით ვადგენთ რეაქციის პროდუქტის კოეფიციენტსაც. რეაქციის სრული ჩანაწერი იქნება ასეთი:

რეაქციის ტოლობაში კოეფიციენტების პოვნის ამ მეთოდს ელექტრონული ბალანსის მეთოდი ეწოდება.

2. ვერცხლი ჰაერზე უერთდება გოგირდს. ამ რეაქციის დროსაც გოგირდის ერთი ატომი ართმევს ელექტრონებს ვერცხლის ჯერ ერთ, მერე მეორე ატომს და გარდაიქმნება უარყოფით იონად ანუ აღდგება, ხოლო ვერცხლის ატომები აძლევენ გოგირდის ატომს თითო ელექტრონს და გარდაიქმნებიან ვერცხლის დადებით იონებად ანუ იჟანგებიან:

     1            2 

                       2

            2             1 

 

ჟანგვა-აღდგენის რეაქციის შედგენისას ვმოქმედებთ შემდეგნაირად:

 

1. ვწერთ მორეაგირე ნივთიერებების და პროდუქტების ფორმულებს და ისრით ვაჩვენებთ რეაქციის მიმართულებას.

2. ვსაზღვრავთ თითოეული ელემენტის ჟანგვის ხარისხს.

3. ამოვწერთ იმ ელემენტებს, რომლებმაც შეიცვალეს ხარისხები:

4. განვსაზღვრავთ თითოეული ელემენტის მიერ გაცემული და მიღებული ელექტრონების რიცხვს:

5. ვადგენთ ელექტრონულ ბალანსს: ვპოულობთ გაცემული და მიღებული ელექტრონების უმცირეს საერთო ჯერადს და ვათანაბრებთ მათ რიცხვს:

6. მიღებულ კოეფიციენტებს ვუწერთ რეაქციის მარცხენა ნაწილში შესაბამის ფორმულებს წინ.

7. აღნიშნული კოეფიციენტების მიხედვით ვათანაბრებთ რეაქციის მარჯვენა მხარეს:

8. ვამოწმებთ, თანაბარია თუ არა ატომთა რიცხვი ტოლობის ორივე მხარეს.
მარცხენა მხარეს: ფოსფორის – 4 ატომი, ჟანგბადის 10 ატომი;
მარჯვენა მხარეს – იგივე

 

ჟანგვა-აღდგნით რეაქციაში მჟანგავია ელემენტი (და ის ნაერთი, რომელიც ამ ელემენტს შეიცავს), რომლის ჟანგვის ხარისხი მცირდება, ხოლო აღმდგენია ელემენტი(და ის ნაერთი, რომელიც ამ ელემენტს შეიცავს), რომლის ჟანგვის ხარისხი იზრდება.

 

რეზიუმე:

* ატომის მიერ ელექტრონის გაცემის პროცესს ეწოდება ჟანგვა, ხოლო ელექტრონის მიღების პროცესს - აღდგენა;
* რეაქციებს, რომლებიც მიმდინარეობენ ელემენტთა ჟანგვის ხარისხების ცვლილებით, ჟანგვა-აღდგენის რეაქციები ეწოდებათ;
* ელემენტი, რომელიც გასცემს ელექტრონს იჟანგება და აღმდგენია, ხოლო რომელიც იღებს ელექტრონს - აღდგება და მჟანგავია;
* მჟანგავია ელემენტი, რომლის ჟანგვის ხარისხი მცირდება, ხოლო აღმდგენია ელემენტი, რომლის ჟანგვის ხარისხი იზრდება;
* ჟანგვა-აღდგენითი რექციების დროს მყარდება ელექტრონული ბალანსი: აღმდგენის მიერ გაცემული ელექტრონების რიცხვი ყოველთვის ტოლია მჟანგავის მიერ მიღებული ელექტრონების რიცხვისა;
* ელექტრონული ბალანსის მეთოდით შეიძლება გავათანაბროთ ჟანგვა-აღდგენის რეაქციები.

ამრიგად, გავეცანით ჟანგვა-აღდგენით რეაქციებს, მათი შედგენის წესებს, ელექტრონული ბალანსის მეთოდს.