Azərbaycan Respublikası Elm və Təhsil Nazirliyi Kimya və biologiya fakültəsi Kimya və onun tədrisi metodikası kafedrasi kimya fənnindən

Mövzu II
Oksidləşmə-reduksiya reaksiylararının istiqaməti təsir edən amillər
Oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları (ing. Reduction-Oxidation; qısa adı:Redox və ya Redox reactions; mənası: Reduction - azaltma, Oxidation - yüksəltmə) — atomların oksidləşmə dərəcəsinin dəyişməsi ilə gedən reaksiyalara deyilir. Oksidləşdiricidə elektron alınır, reduksiyaedicidə elektron itirilir. Atomlarda oksidləşmə dərəcəsinin dəyişməsi elektronların bir atomdan digərinə keçməsi nəticəsində baş verir. Oksidləşmə vaxti elementin oksidləşmə dərəcəsi artır. Oksidləşmə və reduksiya prosesləri vahid bir prosesin iki hissəsidir. Yəni reduksiya olmadan oksidləşmə və ya terrine, oksidləşmə olmadan reduksiya gedə bilməz. Qarşılıqlı kimyəvi təsir zamanı elektron qəbul edən maddələr oksidləşdiricilər, əksinə, elektron verən maddələr isə reduksiyaedicilər adlanır. Beləliklə, oksidləşmə-reduksiya prosesində reduksiyaedicinin müəyyən sayda elektronu oksidləşdiriciyə keçir. Nəticədə, reduksiyaedici oksidləşir, oksidləşdirici isə reduksiya olunur. Oksidləşmə dərəcəsi (oksidləşmə ədədi və ya elektrokimyəvi valentlik də adlanır) atomun molekulda şərti yükünü göstərir. Onun hesablanması zamanı bütün birləşmələrin yalnız ionlardan təşkil olunması nəzərdə tutulur. Atomun oksidləşmə dərəcəsi + və ya - işarəli rəqəmlərlə göstərilir. + işarəyə malik rəqəm götürülmüş müəyyən element atomundan verilən və ya uzaqlaşan elektronların sayını, əksinə - işarəli rəqəm isə atoma qəbul edilən və ya ona yaxınlaşan elektronların sayını göstərir. Bundan başqa element sıfır oksidləşmə dərəcəsinə malik olur. Oksidləşdiricilər və reduksiyaedicilər kimyəvi elementlər, sadə və mürəkkəb ionlar ola bilər. Tipik metallar kimyəvi reaksiyalarda özlərini reduksiyaedici kimi aparır. Hidrogen müxtəlif elementlərlə (qələvi və qələvi-torpaq metallardan başqa) qarşılıqlı kimyəvi təsir zamanı özünü həmçinin tipik metal kimi göstərir. Qeyri-metallardan flör və oksigen kimyəvi reaksiyalarda elektron qəbul edərək, özlərini yalnız oksidləşdirici kimi aparır. Mənfi yüklü sadə ionlar qarşılıqlı təsir zamanı yalnız elektron itirir və beləliklə də reduksiyaedici xassəyə malik olur. Müsbət yüklü sadə ionlar valent elektronlarını itirən metal atomlarından əmələ gəlir. Belə ionlar elektron qəbul etməklə oksidləşdirici xassə göstərir. Element minimum oksidləşmə dərəcəsində yalnız reduksiyaedici, aralıq oksidləşmə dərəcəsində həm oksidləşdirici, həm də reduksiyaedici, maksimum oksidləşmə dərəcəsində isə yalnız oksidləşdiricidir.Bu qrup reaksiyalar daha geniş yayılmışdır və daha böyük əhəmiyyət kəsb edir. Canlı və cansız aləmdə baş verən proseslər oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları ilə bu və ya digər dərəcədə əlaqədardır. Məsələn, orqanizmdə gedən ən vacib proseslər - tənəffüs, yanma prosesləri və s. mahiyyət etibarı ilə oksidləşmə-reduksiya reaksiyalarından ibarətdir. oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları filizlərdən metalların alınma üsullarının, elektrokimyəvi proseslərin, o cümlədən elektroliz, elektrokimyəvi korroziya və metalların elektro-kimyəvi yolla korroziyadan müdafiə edilməsi, elektrik enerjisinin kimyəvi mənbələrdən alınması, müxtəlif kimyəvi məhsulların elektrokimyəvi yolla istehsalı prosesinin əsasını təşkil edir. Oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları, həmçinin, analitik kimyada müxtəlif miqdari analiz üsullarının, üzvi kimyada bir çox kimyəvi çevrilmələrin aparılmasında, nəzarət-ölçü texnikasında və s. geniş surətdə istifadə edilir.
Oksidləşdiricilər və reduksiyaedicilər kimyəvi elementlər, sadə və mürəkkəb ionlar ola bilər. Tipik metallar kimyəvi reaksiyalarda özlərini reduksiyaedici kimi aparır. Hidrogen müxtəlif elementlərlə (qələvi və qələvi-torpaq metallardan başqa) qarşılıqlı kimyəvi təsir zamanı özünü həmçinin tipik metal kimi göstərir. Qeyri-metallardan flör və oksigen kimyəvi reaksiyalarda elektron qəbul edərək, özlərini yalnız oksidləşdirici kimi aparır. Mənfi yüklü sadə ionlar qarşılıqlı təsir zamanı yalnız elektron itirir və beləliklə də reduksiyaedici xassəyə malik olur. Müsbət yüklü sadə ionlar valent elektronlarını itirən metal atomlarından əmələ gəlir. Belə ionlar elektron qəbul etməklə oksidləşdirici xassə göstərir. Element minimum oksidləşmə dərəcəsində yalnız reduksiyaedici, aralıq oksidləşmə dərəcəsində həm oksidləşdirici, həm də reduksiyaedici, maksimum oksidləşmə dərəcəsində isə yalnız oksidləşdiricidir.Bu qrup reaksiyalar daha geniş yayılmışdır və daha böyük əhəmiyyət kəsb edir. Canlı və cansız aləmdə baş verən proseslər oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları ilə bu və ya digər dərəcədə əlaqədardır. Məsələn, orqanizmdə gedən ən vacib proseslər - tənəffüs, yanma prosesləri və s. mahiyyət etibarı ilə oksidləşmə-reduksiya reaksiyalarından ibarətdir. oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları filizlərdən metalların alınma üsullarının, elektrokimyəvi proseslərin, o cümlədən elektroliz, elektrokimyəvi korroziya və metalların elektro-kimyəvi yolla korroziyadan müdafiə edilməsi, elektrik enerjisinin kimyəvi mənbələrdən alınması, müxtəlif kimyəvi məhsulların elektrokimyəvi yolla istehsalı prosesinin əsasını təşkil edir. Oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları, həmçinin, analitik kimyada müxtəlif miqdari analiz üsullarının, üzvi kimyada bir çox kimyəvi çevrilmələrin aparılmasında, nəzarət-ölçü texnikasında və s. geniş surətdə istifadə edilir. Bir çox analiz üsulları elektron mübadiləsi ilə müşayət olunan oksidləşmə- reduksiya reaksiyaların istifadə olunmasına əsaslanır. Potensialın təyin edilməsi üçün Nernst-Peters düsturundan istifadə olunur.

E₀- standart potensial, R-universal qaz sabiti (8, 314), F-Faradey sabiti (96500), T-mütləq temperatur, T = 243⁰ + t⁰C, n-oksidləşmə dərəcəsində iştirak edən elektronların sayı, a_ok-oksidləşmə formanın fəallığı, ared-reduksiya formanın fəallığıdır. Əyər bu kəmiyyətlərin ədədi qiyməti düsturunda yerinə yazılarsa və natural laqarifmadan onluq laqarifmaya keçsək
Ln = 2,305lg t = 20⁰C göstərsək, onda E = E⁰ +
Əgər yerinə yazsaq, onda
Yəni, sistemin potensialı standart potensiala bərabər olur. Ola bilər ki, reaksiyada iştirak edən reduksiyaedici-oksidləşdirici cütlərdən biri bərk və ya qaz formasında olsun, belə olduqda Nernst düsturuna yalnız maye fazada olan formanın qatılığı yerləşdirilir. Məsələn: Fe⁺²/Fe⁺³ bərk.

Cl_(qaz) / 2Cl^- maye:
Oksidləşmə-reduksiya ların gedişində ola bilər ki, H⁺ ionları iştirak etsin. O halda həmin ionların fəallığı və ya molyar qatılığı düsturda öz əksini tapmalıdır. Bunun üçün əvvəlcə oksidləşmə-reduksiya reaksiyaların ion elektron tənliyi tərtib edilir və H⁺ ionların hansı formalı tərkibində olduğu müəyyənləşdirir.