Оксидланиш-қайтарилиш реаксиялари тенгламаларини тузиш

Оксидланиш-қайтарилиш реакциялари тенгламалари икки хил усулда тузилади.

Электрон баланс усули

Бу усул оксидланиш-қайтарилиш реакцияларида қайтарувчи берган электронлар сони оксидловчи қабул қилган электронлар сонига тенгдир, деган қоидага асосланади.

1. Қуйидаги реакцияни кўриб чиқайлик:

Zn + HNO_{3(суюлт)} → Zn(NO₃)₂ + NO + H₂O

a) энг аввал реакцияда иштирок этаётган ҳар бир атомнинг оксидланиш даражасини уларнинг устига ёзиб чиқамиз ва оксидланиш даражалари оʻзгаришини аниқлаб оламиз:

Zn° + H⁺N⁵⁺O₂^-2→ Zn²⁺(N⁵⁺O₃^2-)₂ + N²⁺O₂^2- + H₂⁺O^2-

б) бу элементларнинг оксидланиш даражалари оʻзгаришини кўрсатувчи электрон тенгламаларни тузамиз;

v) берилган (2 та) ва қабул қилинган (3 та) электронлар сонини ўнг томондаги чизиқдан кейин ёзамиз ва бу иккала соннинг энг кичик қолдиқсиз бўлинувчисини топамиз. Бу сон 6 га тенг. Энди 6 сонини 2 га ва 3 га боʻлиб, чиққан сонларни иккинчи чизиқдан кейин ёзамиз. Бу охирги сонлами реакциянинг тўлиқ тенгламасини тузишда коэффициентлар ҳолида ёзамиз;

3Zn + 8HNO₃ = 3Zn(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

2. Қуйидаги мураккаброқ реакция билан танишайлик.

Fe²⁺2S^1- + O₂⁰ → Fe₂³⁺O₃^2- + S⁴⁺O₂^2-

Кўриниб турибдики, бу реакцияда Fe⁺² ва S^-1 ионлари Fe⁺³ ва S⁺⁴ ҳолатига ўтаяпти. O₂ молекуласи O^-2ионларига айланаяпти. Бу ўзгаришларга асосан реакциянинг электрон тенгламасини тузамиз:

Коэффициентлар (4 ва 11) ёрдамида реакциянинг тўлиқ тенгламаси:

4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂ ёзилади.

Шундай қилиб, берилган ва қабул қилинган электронлар сонини оʻзаро тенглаштириб, яъни электронлар сонини «баланс» қилиб, оксидланиш-қайтарилиш реакцияси тенгламасини туздик.

Ион-электрон усули

Бу усулга биноан оксидланиш-қайтарилиш реакциялари эритмада ионлар оʻртасида боради, деб қаралади. Бу усулда оксидланиш-қайтарилиш реакциялари тенгламалари тузишни бирор реакция мисолида кўриб чиқайлик.
Қуйидаги оксидланиш-қайтарилиш реакция тенгламасини ион- электрон усули билан тенглаштириб кўрайлик;

KMnO₄ + KNO₂ + H₂SO₄ → KNO₃ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

a) реакция тенгламасини ионли ҳолда ёзиб оламиз ва оксидланиш даражалари ва таркиби оʻзгарган ионларни (ости чизилган) аниқлаб оламиз;

K⁺ + MnO₄^— + K⁺ + NO₂^— + 2H⁺ + SO₄^-2→ K⁺+ NO₃^— + Mn⁺²+ SO₄^-2 + 2K⁺ + SO₄^-2+ H₂O

b) энди оксидланиш даражаси оʻзгарган ионлар учун оксидланиш- қайтарилиш реакцияларининг электрон тенгламасини тузамиз. Реакция тенгламасидан кўриниб турибдики, MnO₄^— иони Mn²⁺ ҳолига ўтаяпти. Агар реакция натижасида ион таркибидаги кислород атомлари сони камайса ёки мутлақо чиқиб кетса, бу ион эритмадаги Ҳ⁺ ионлари билан таъсирлашади ва бир вақтнинг ўзида электрон бириктириб қайтарилади (баъзи ҳолларда электрон чиқариб оксидланиши ҳам мумкин);

MnO₄^— + 8H⁺ + 5ē → Mn⁺² + H₂O (қайтарилиш).

Агар реакция давомида ион ўз таркибидаги кислород атомлари сонини оширса, яъни NO₂^— дан NO₃^— га ўтса, ион эритмадаги сув молекулалари билан таъсирлашади ва ўзидан электрон чиқариб оксидланади;

NO₂^— + H₂O — 2e → NO₃^— + 2H⁺ (оксидланиш)

v) оксидланиш ва қайтарилиш реакциялари доимо бир вақтда содир бўлади. Шу сабабли бу иккала реакция тенгламаларини биргаликда ёзиб тенгламанинг чап томонидаги чизиқдан кейин берилган (2 та) ва қабул қилинган (5 та) электронлар сонини ёзиб оламиз:

Тенгламаларнинг биринчисини (юқориги) 2 га ва иккинчисини (пасткисини) 5 га кўпайтириб иккаласини қўшамиз. Қўшаётган пайтда тенгламаларнинг иккала томонида бир хил молекула ва ионлар бўлса, улар оʻзаро қисқартирилади. Бу қисқартириш шу молекула ёки ион олдида коэффициентлар айирмаси ҳолида ёзилади. Ўрганаётган реакциямизда реакциягача 16 та H⁺, реакциядан кейин 10 та H⁺ бор. Уларни оʻзаро қисқартирсак реакциягача 6 та H⁺ қолади; реакциядан кейин эса H⁺ ионлари қолмайди. Худди шунинг сингари сув молекулалари ҳам қисқаради. Булардан ташқари берилган ва қабул қилинган электронлар сони ҳам қисқаради ва кейин ион тенглама тузилади:

g) бу ион тенглама асосида реакциянинг охирги асосий тенгламаси тузилади:

2KMnO₄ + 5KNO₃ + 3H₂SO₄ → 5KNO₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O

Тенгламанинг тўғри ёки нотўғрилиги реакциягача ва реакциядан кейинги кислород атомлари умумий сонини солиштириш билан текширилади. Агар иккала томондаги кислород атомлари сони ўзаро тенг бўлса, тенглама тўғри тузилган боʻлади.
Бу усулнинг афзаллик томони шундаки, кўпчилик ҳолларда талабалар реакция натижасида қандай моддалар ҳосил бўлиши мумкинлигини билмайдилар. Ана шундай ҳолларда бу усулдан фойдаланиб реакциянинг ион-электрон тенгламаси тузилса, реакция натижасида ҳосил боʻладиган барча моддалар осонлик билан топилади.