यौगिक की प्रतिक्रियाएँ इस प्रकार हैं। रासायनिक प्रतिक्रियाओं का वर्गीकरण

भाग I

1. यौगिक अभिक्रियाएँ हैंअपघटन प्रतिक्रिया का "रासायनिक विलोम"।

2. यौगिक की प्रतिक्रिया के लक्षण लिखिए:
- प्रतिक्रिया में 2 सरल या जटिल पदार्थ शामिल होते हैं;
- एक कॉम्प्लेक्स बनता है;
- गर्मी निकलती है.

3. पहचाने गए लक्षणों के आधार पर यौगिक की प्रतिक्रियाओं को परिभाषित करें।
यौगिक अभिक्रियाएँ वे अभिक्रियाएँ होती हैं जिनके परिणामस्वरूप एक या अधिक सरल या जटिल पदार्थों से एक जटिल पदार्थ का निर्माण होता है।

प्रतिक्रिया की दिशा के आधार पर प्रतिक्रियाओं को निम्न में विभाजित किया गया है:

भाग द्वितीय

1. समीकरण लिखिए रासायनिक प्रतिक्रिएं:

2. क्लोरीन के बीच रासायनिक प्रतिक्रियाओं के समीकरण लिखें:
1) और सोडियम 2Na+Cl2=2NaCl
2) और कैल्शियम Ca+Cl2=CaCl2
3) और आयरन के निर्माण के साथ आयरन (III) क्लोराइड 2Fe+3Cl2=2FeCl3

3. प्रतिक्रिया का वर्णन करें

4. प्रतिक्रिया का वर्णन करें

5. योजनाओं के अनुसार आगे बढ़ने वाली यौगिक की प्रतिक्रियाओं के लिए समीकरण लिखें:

6. प्रतिक्रिया समीकरणों में गुणांकों को व्यवस्थित करें, जिनके चित्र हैं:

7. क्या निम्नलिखित कथन सत्य हैं?
A. अधिकांश यौगिक अभिक्रियाएँ ऊष्माक्षेपी होती हैं।
B. जब तापमान बढ़ता है, तो रासायनिक प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है।
1) दोनों निर्णय सही हैं

8. 85 ग्राम हाइड्रोजन सल्फाइड बनाने के लिए आवश्यक हाइड्रोजन की मात्रा और सल्फर के द्रव्यमान की गणना करें।

7.1. रासायनिक प्रतिक्रियाओं के मूल प्रकार

पदार्थों के परिवर्तन, साथ में उनकी संरचना और गुणों में परिवर्तन को रासायनिक प्रतिक्रिया या रासायनिक अंतःक्रिया कहा जाता है। रासायनिक अभिक्रियाओं के दौरान परमाणु नाभिक की संरचना में कोई परिवर्तन नहीं होता है।

घटना जिसमें आकार या भौतिक राज्यपदार्थों या परमाणु नाभिक की संरचना में होने वाले परिवर्तनों को भौतिक कहा जाता है। उदाहरण भौतिक घटनाएंहै उष्मा उपचारधातुएँ, जिनमें उनका आकार बदल जाता है (फोर्जिंग), धातु पिघल जाती है, आयोडीन उदात्त हो जाता है, पानी बर्फ या भाप में बदल जाता है, आदि, साथ ही परमाणु प्रतिक्रियाएँजिसके परिणामस्वरूप कुछ तत्वों के परमाणुओं से अन्य तत्वों के परमाणुओं का निर्माण होता है।

रासायनिक घटनाएँशारीरिक परिवर्तन के साथ हो सकता है। उदाहरण के लिए, गैल्वेनिक सेल में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं को विभिन्न मानदंडों के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है।

1. तापीय प्रभाव के संकेत के अनुसार सभी प्रतिक्रियाओं को विभाजित किया गया है एन्दोठेर्मिक(गर्मी अवशोषण के साथ आगे बढ़ना) और एक्ज़ोथिर्मिक(गर्मी के निकलने के साथ बहना) (§ 6.1 देखें)।

2. द्वारा एकत्रीकरण की अवस्थाप्रारंभिक सामग्री और प्रतिक्रिया उत्पाद प्रतिष्ठित हैं:

सजातीय प्रतिक्रियाएँ, जिसमें सभी पदार्थ एक ही चरण में होते हैं:

2 KOH (पी-पी) + एच 2 एसओ 4 (पी-पी) = के 2 एसओ (पी-पी) + 2 एच 2 ओ (एल),

सीओ (जी) + सीएल 2 (जी) = सीओसीएल 2 (जी),

SiO 2(k) + 2 Mg (k) = Si (k) + 2 MgO (k)।

विषम प्रतिक्रियाएं, वे पदार्थ जिनमें विभिन्न चरण होते हैं:

CaO (k) + CO 2 (g) = CaCO 3 (k),

CuSO 4 (समाधान) + 2 NaOH (समाधान) = Cu(OH) 2 (k) + Na 2 SO 4 (समाधान),

Na 2 SO 3 (समाधान) + 2HCl (समाधान) = 2 NaCl (समाधान) + SO 2 (g) + H 2 O (l)।

3. केवल आगे की दिशा में प्रवाहित होने की क्षमता के अनुसार, साथ ही आगे और पीछे की दिशा में भी भेद किया जाता है अचलऔर प्रतिवर्तीरासायनिक प्रतिक्रियाएँ (§ 6.5 देखें)।

4. उत्प्रेरकों की उपस्थिति या अनुपस्थिति के आधार पर वे भेद करते हैं उत्प्रेरकऔर गैर उत्प्रेरकप्रतिक्रियाएँ (§ 6.5 देखें)।

5. उनकी घटना के तंत्र के अनुसार, रासायनिक प्रतिक्रियाओं को विभाजित किया गया है ईओण का, मौलिकआदि (भागीदारी के साथ होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं का तंत्र कार्बनिक यौगिक, पाठ्यक्रम में चर्चा की गई कार्बनिक रसायन विज्ञान).

6. अभिकारक पदार्थों के संघटन में सम्मिलित परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था के अनुसार अभिक्रियाएँ होती हैं ऑक्सीकरण अवस्था को बदले बिनापरमाणु, और परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन के साथ ( रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं) (§ 7.2 देखें) .

7. प्रारंभिक पदार्थों और प्रतिक्रिया उत्पादों की संरचना में परिवर्तन से प्रतिक्रियाओं को अलग किया जाता है कनेक्शन, अपघटन, प्रतिस्थापन और विनिमय. ये प्रतिक्रियाएँ तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन के साथ और उसके बिना भी हो सकती हैं, तालिका . 7.1.

तालिका 7.1

रासायनिक प्रतिक्रियाओं के प्रकार

	सामान्य योजना	उन प्रतिक्रियाओं के उदाहरण जो तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था को बदले बिना होती हैं	रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के उदाहरण
सम्बन्ध (दो या दो से अधिक पदार्थों से एक नया पदार्थ बनता है)		एचसीएल + एनएच 3 = एनएच 4 सीएल; एसओ 3 + एच 2 ओ = एच 2 एसओ 4	एच 2 + सीएल 2 = 2एचसीएल; 2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3
विघटन (एक पदार्थ से अनेक नये पदार्थ बनते हैं)	ए = बी + सी + डी	एमजीसीओ 3 एमजीओ + सीओ 2; एच 2 SiO 3 SiO 2 + H 2 O	2AgNO 3 2Ag + 2NO 2 + O 2
प्रतिस्थापन (जब पदार्थ परस्पर क्रिया करते हैं, तो एक अणु में एक पदार्थ के परमाणु दूसरे पदार्थ के परमाणुओं का स्थान ले लेते हैं)	ए + बीसी = एबी + सी	CaCO 3 + SiO 2 CaSiO 3 + CO 2	Pb(NO 3) 2 + Zn = Zn(NO 3) 2 + Pb; एमजी + 2एचसीएल = एमजीसीएल 2 + एच 2
(दो पदार्थ अपना आदान-प्रदान करते हैं अवयव, दो नए पदार्थ बनाना)	एबी + सीडी = एडी + सीबी	AlCl 3 + 3NaOH = अल(OH) 3 + 3NaCl; Ca(OH) 2 + 2HCl = CaCl 2 + 2H 2 O

7.2. रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं

जैसा कि ऊपर बताया गया है, सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं को दो समूहों में विभाजित किया गया है:

रासायनिक प्रतिक्रियाएँ जो अभिकारकों को बनाने वाले परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन के साथ होती हैं, रेडॉक्स प्रतिक्रियाएँ कहलाती हैं।

ऑक्सीकरणकिसी परमाणु, अणु या आयन द्वारा इलेक्ट्रॉन छोड़ने की प्रक्रिया है:

Na o – 1e = Na + ;

Fe 2+ – e = Fe 3+ ;

एच 2 ओ – 2ई = 2एच + ;

2 Br – – 2e = Br 2 o.

वसूलीकिसी परमाणु, अणु या आयन में इलेक्ट्रॉन जोड़ने की प्रक्रिया है:

एस ओ + 2ई = एस 2– ;

सीआर 3+ + ई = सीआर 2+ ;

सीएल 2 ओ + 2ई = 2सीएल - ;

एमएन 7+ + 5ई = एमएन 2+।

वे परमाणु, अणु या आयन जो इलेक्ट्रॉन ग्रहण करते हैं, कहलाते हैं ऑक्सीडाइज़िंग एजेंट. संरक्षणकर्ताओंपरमाणु, अणु या आयन हैं जो इलेक्ट्रॉन दान करते हैं।

इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करने से, प्रतिक्रिया के दौरान ऑक्सीकरण एजेंट कम हो जाता है, और कम करने वाला एजेंट ऑक्सीकृत हो जाता है। ऑक्सीकरण हमेशा कमी के साथ होता है और इसके विपरीत भी। इस प्रकार, कम करने वाले एजेंट द्वारा छोड़े गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या हमेशा ऑक्सीकरण एजेंट द्वारा स्वीकार किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होती है.

7.2.1. ऑक्सीकरण अवस्था

ऑक्सीकरण अवस्था एक यौगिक में एक परमाणु का सशर्त (औपचारिक) आवेश है, जिसकी गणना इस धारणा के तहत की जाती है कि इसमें केवल आयन होते हैं। ऑक्सीकरण अवस्था को आमतौर पर दर्शाया जाता है अरबी अंकतत्व प्रतीक के ऊपर "+" या "-" चिन्ह लगाएं। उदाहरण के लिए, अल 3+, एस 2–।

ऑक्सीकरण अवस्थाएँ ज्ञात करने के लिए निम्नलिखित नियमों का उपयोग किया जाता है:

परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था सरल पदार्थकुल्हाड़ी शून्य के बराबर है;

एक अणु में परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्थाओं का बीजगणितीय योग शून्य के बराबर होता है, एक जटिल आयन में - आयन का आवेश;

परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था क्षारीय धातुहमेशा +1 के बराबर;

गैर-धातुओं (सीएच 4, एनएच 3, आदि) वाले यौगिकों में हाइड्रोजन परमाणु +1 की ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है, और सक्रिय धातुओं के साथ इसकी ऑक्सीकरण अवस्था -1 (NaH, CaH 2, आदि) प्रदर्शित करता है;

यौगिकों में फ्लोरीन परमाणु हमेशा -1 की ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है;

यौगिकों में ऑक्सीजन परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था आमतौर पर -2 होती है, पेरोक्साइड (H 2 O 2, Na 2 O 2) को छोड़कर, जिसमें ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था -1 होती है, और कुछ अन्य पदार्थ (सुपरऑक्साइड, ओजोनाइड, ऑक्सीजन) फ्लोराइड्स)।

किसी समूह में तत्वों की अधिकतम धनात्मक ऑक्सीकरण अवस्था आमतौर पर समूह संख्या के बराबर होती है। अपवाद फ्लोरीन और ऑक्सीजन हैं, क्योंकि उनकी उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था उस समूह की संख्या से कम है जिसमें वे पाए जाते हैं। कॉपर उपसमूह के तत्व ऐसे यौगिक बनाते हैं जिनमें उनकी ऑक्सीकरण अवस्था समूह संख्या (CuO, AgF 5, AuCl 3) से अधिक होती है।

अधिकतम नकारात्मक डिग्रीमुख्य उपसमूहों में पाए जाने वाले तत्वों का ऑक्सीकरण आवर्त सारणीसमूह संख्या को आठ से घटाकर निर्धारित किया जा सकता है। कार्बन के लिए यह 8 - 4 = 4 है, फॉस्फोरस के लिए - 8 - 5 = 3.

मुख्य उपसमूहों में, तत्वों को ऊपर से नीचे की ओर ले जाने पर, उच्चतम सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था की स्थिरता कम हो जाती है, इसके विपरीत, ऊपर से नीचे की ओर जाने पर उच्च ऑक्सीकरण अवस्था की स्थिरता बढ़ जाती है।

ऑक्सीकरण अवस्था की अवधारणा की पारंपरिकता को कुछ अकार्बनिक और कार्बनिक यौगिकों के उदाहरण का उपयोग करके प्रदर्शित किया जा सकता है। विशेष रूप से, फॉस्फिनिक (फॉस्फोरस) H 3 PO 2, फॉस्फोनिक (फॉस्फोरस) H 3 PO 3 और फॉस्फोरिक H 3 PO 4 एसिड में, फॉस्फोरस की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ क्रमशः +1, +3 और +5 होती हैं, जबकि इन सभी यौगिकों में फॉस्फोरस पेंटावैलेंट है. मीथेन सीएच 4, मेथनॉल सीएच 3 ओएच, फॉर्मेल्डिहाइड सीएच 2 ओ, फॉर्मिक एसिड एचसीओओएच और कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) सीओ 2 में कार्बन के लिए, कार्बन की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ क्रमशः -4, -2, 0, +2 और +4 हैं। , जबकि इन सभी यौगिकों में कार्बन परमाणु की संयोजकता चार है।

इस तथ्य के बावजूद कि ऑक्सीकरण अवस्था एक पारंपरिक अवधारणा है, इसका व्यापक रूप से रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की रचना में उपयोग किया जाता है।

7.2.2. सबसे महत्वपूर्ण ऑक्सीकरण और कम करने वाले एजेंट

विशिष्ट ऑक्सीकरण एजेंट हैं:

1. सरल पदार्थ जिनके परमाणुओं में उच्च विद्युत ऋणात्मकता होती है। ये, सबसे पहले, आवर्त सारणी के समूहों के मुख्य उपसमूह VI और VII के तत्व हैं: ऑक्सीजन, हैलोजन। सरल पदार्थों में सबसे शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंट फ्लोरीन है।

2. उच्च ऑक्सीकरण अवस्था में कुछ धातु धनायन युक्त यौगिक: Pb 4+, Fe 3+, Au 3+, आदि।

3. कुछ जटिल आयनों वाले यौगिक, जिनमें तत्व उच्च सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था में हैं: 2–, -, आदि।

कम करने वाले एजेंटों में शामिल हैं:

1. सरल पदार्थ जिनके परमाणुओं की विद्युत ऋणात्मकता कम होती है, सक्रिय धातु होते हैं। गैर-धातुएं, जैसे हाइड्रोजन और कार्बन, भी कम करने वाले गुण प्रदर्शित कर सकते हैं।

2. कुछ धातु यौगिकों में धनायन (Sn 2+, Fe 2+, Cr 2+) होते हैं, जो इलेक्ट्रॉन दान करके अपनी ऑक्सीकरण अवस्था को बढ़ा सकते हैं।

3. कुछ यौगिक जिनमें सरल आयन होते हैं जैसे I- , S 2- ।

4. जटिल आयन (S 4+ O 3) 2–, (НР 3+ O 3) 2– युक्त यौगिक, जिनमें तत्व इलेक्ट्रॉन दान करके अपनी धनात्मक ऑक्सीकरण अवस्था को बढ़ा सकते हैं।

प्रयोगशाला अभ्यास में, निम्नलिखित ऑक्सीकरण एजेंटों का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है:

पोटेशियम परमैंगनेट (KMnO 4);

पोटेशियम डाइक्रोमेट (K 2 Cr 2 O 7);

नाइट्रिक एसिड (HNO 3);

केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड(एच 2 एसओ 4);

हाइड्रोजन पेरोक्साइड (एच 2 ओ 2);

मैंगनीज (IV) और लेड (IV) के ऑक्साइड (MnO 2, PbO 2);

पिघला हुआ पोटेशियम नाइट्रेट (KNO 3) और कुछ अन्य नाइट्रेट का पिघला हुआ।

प्रयोगशाला अभ्यास में उपयोग किए जाने वाले कम करने वाले एजेंटों में शामिल हैं:

• मैग्नीशियम (एमजी), एल्यूमीनियम (अल) और अन्य सक्रिय धातुएँ;
• हाइड्रोजन (एच 2) और कार्बन (सी);
• पोटेशियम आयोडाइड (KI);
• सोडियम सल्फाइड (Na 2 S) और हाइड्रोजन सल्फाइड (H 2 S);
• सोडियम सल्फाइट (Na 2 SO 3);
• टिन क्लोराइड (SnCl 2)।

7.2.3. रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं का वर्गीकरण

रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को आम तौर पर तीन प्रकारों में विभाजित किया जाता है: अंतर-आणविक, इंट्रामोल्युलर, और अनुपातहीन प्रतिक्रियाएं (स्व-ऑक्सीकरण-स्व-कमी)।

अंतरआण्विक प्रतिक्रियाएंपरमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन के साथ घटित होता है विभिन्न अणु. उदाहरण के लिए:

2 अल + Fe 2 O 3 Al 2 O 3 + 2 Fe,

C + 4 HNO 3(conc) = CO 2 + 4 NO 2 + 2 H 2 O.

को इंट्रामोल्युलर प्रतिक्रियाएंये ऐसी प्रतिक्रियाएं हैं जिनमें ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाला एजेंट एक ही अणु का हिस्सा होते हैं, उदाहरण के लिए:

(एनएच 4) 2 सीआर 2 ओ 7 एन 2 + सीआर 2 ओ 3 + 4 एच 2 ओ,

2 KNO 3 2 KNO 2 + O 2।

में अनुपातहीन प्रतिक्रियाएँ(स्व-ऑक्सीकरण-स्व-अपचयन) एक ही तत्व का एक परमाणु (आयन) ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाला एजेंट दोनों है:

सीएल 2 + 2 केओएच केसीएल + केसीएलओ + एच 2 ओ,

2 NO 2 + 2 NaOH = NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O.

7.2.4. रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की रचना के लिए बुनियादी नियम

रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की संरचना तालिका में प्रस्तुत चरणों के अनुसार की जाती है। 7.2.

तालिका 7.2

रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के लिए समीकरण संकलित करने के चरण

	कार्रवाई
	ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाले एजेंट का निर्धारण करें।
	रेडॉक्स प्रतिक्रिया के उत्पादों की पहचान करें।
	एक इलेक्ट्रॉन संतुलन बनाएं और इसका उपयोग उन पदार्थों के लिए गुणांक निर्दिष्ट करने के लिए करें जो उनकी ऑक्सीकरण अवस्था को बदलते हैं।
	अन्य पदार्थों के लिए गुणांक व्यवस्थित करें जो रेडॉक्स प्रतिक्रिया में भाग लेते हैं और बनते हैं।
	प्रतिक्रिया समीकरण के बाईं और दाईं ओर स्थित परमाणुओं (आमतौर पर हाइड्रोजन और ऑक्सीजन) के पदार्थ की मात्रा की गणना करके गुणांक की शुद्धता की जांच करें।

आइए अम्लीय वातावरण में पोटेशियम परमैंगनेट के साथ पोटेशियम सल्फाइट की बातचीत के उदाहरण का उपयोग करके रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की रचना के नियमों पर विचार करें:

1. ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाले एजेंट का निर्धारण

मैंगनीज, जो उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था में है, इलेक्ट्रॉनों को नहीं छोड़ सकता। एमएन 7+ इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करेगा, अर्थात। एक ऑक्सीकरण एजेंट है.

S 4+ आयन दो इलेक्ट्रॉन दान कर सकता है और S 6+ में जा सकता है, अर्थात। एक कम करने वाला एजेंट है. इस प्रकार, विचाराधीन प्रतिक्रिया में, K 2 SO 3 एक कम करने वाला एजेंट है, और KMnO 4 एक ऑक्सीकरण एजेंट है।

2. प्रतिक्रिया उत्पादों की स्थापना

K2SO3 + KMnO4 + H2SO4?

दो इलेक्ट्रॉन छोड़ने पर S 4+, S 6+ बन जाता है। इस प्रकार पोटेशियम सल्फाइट (K 2 SO 3) सल्फेट (K 2 SO 4) में बदल जाता है। अम्लीय वातावरण में, Mn 7+ 5 इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है और सल्फ्यूरिक एसिड (मध्यम) के घोल में मैंगनीज सल्फेट (MnSO 4) बनाता है। इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, पानी के अणुओं के साथ-साथ पोटेशियम सल्फेट के अतिरिक्त अणु (परमैंगनेट में शामिल पोटेशियम आयनों के कारण) भी बनते हैं। इस प्रकार, विचाराधीन प्रतिक्रिया इस प्रकार लिखी जाएगी:

के 2 एसओ 3 + केएमएनओ 4 + एच 2 एसओ 4 = के 2 एसओ 4 + एमएनएसओ 4 + एच 2 ओ।

3. इलेक्ट्रॉन संतुलन संकलित करना

इलेक्ट्रॉन संतुलन संकलित करने के लिए, उन ऑक्सीकरण अवस्थाओं को इंगित करना आवश्यक है जो विचाराधीन प्रतिक्रिया में बदलते हैं:

के 2 एस 4+ ओ 3 + केएमएन 7+ ओ 4 + एच 2 एसओ 4 = के 2 एस 6+ ओ 4 + एमएन 2+ एसओ 4 + एच 2 ओ।

एमएन 7+ + 5 ई = एमएन 2+ ;

एस 4+ - 2 ई = एस 6+।

कम करने वाले एजेंट द्वारा छोड़े गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या ऑक्सीकरण एजेंट द्वारा स्वीकार किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होनी चाहिए। इसलिए, दो एमएन 7+ और पांच एस 4+ को प्रतिक्रिया में भाग लेना चाहिए:

एमएन 7+ + 5 ई = एमएन 2+ 2,

एस 4+ – 2 ई = एस 6+ 5.

इस प्रकार, कम करने वाले एजेंट (10) द्वारा छोड़े गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या ऑक्सीकरण एजेंट (10) द्वारा स्वीकार किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होगी।

4. प्रतिक्रिया समीकरण में गुणांकों की व्यवस्था

इलेक्ट्रॉनों के संतुलन के अनुसार, K 2 SO 3 के सामने 5 का गुणांक और KMnO 4 के सामने 2 का गुणांक लगाना आवश्यक है। दाईं ओर, पोटेशियम सल्फेट के सामने हम 6 का गुणांक निर्धारित करते हैं। चूंकि परमैंगनेट में शामिल पोटेशियम आयनों के बंधन के परिणामस्वरूप पोटेशियम सल्फाइट K 2 SO 4 के ऑक्सीकरण के दौरान बनने वाले पांच K 2 SO 4 अणुओं में एक अणु जोड़ा जाता है। चूंकि प्रतिक्रिया शामिल है दोदाहिनी ओर परमैंगनेट अणु भी बनते हैं दोमैंगनीज सल्फेट अणु. प्रतिक्रिया उत्पादों (परमैंगनेट में शामिल पोटेशियम और मैंगनीज आयन) को बांधने के लिए यह आवश्यक है तीनसल्फ्यूरिक एसिड के अणु, इसलिए, प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, तीनपानी के अणु. अंततः हमें मिलता है:

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. प्रतिक्रिया समीकरण में गुणांकों की शुद्धता की जाँच करना

प्रतिक्रिया समीकरण के बाईं ओर ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या है:

5 3 + 2 4 + 3 4 = 35.

दाहिनी ओर यह संख्या होगी:

6 4 + 2 4 + 3 1 = 35.

प्रतिक्रिया समीकरण के बाईं ओर हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या छह है और प्रतिक्रिया समीकरण के दाईं ओर इन परमाणुओं की संख्या से मेल खाती है।

7.2.5. विशिष्ट ऑक्सीकरण और कम करने वाले एजेंटों से युक्त रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के उदाहरण

7.2.5.1. अंतरआण्विक ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाएं

नीचे, उदाहरण के तौर पर, हम पोटेशियम परमैंगनेट, पोटेशियम डाइक्रोमेट, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, पोटेशियम नाइट्राइट, पोटेशियम आयोडाइड और पोटेशियम सल्फाइड से युक्त रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं पर विचार करते हैं। अन्य विशिष्ट ऑक्सीकरण और कम करने वाले एजेंटों से जुड़ी रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं पर मैनुअल के दूसरे भाग ("अकार्बनिक रसायन") में चर्चा की गई है।

पोटेशियम परमैंगनेट से जुड़ी रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं

पर्यावरण (अम्लीय, तटस्थ, क्षारीय) के आधार पर, पोटेशियम परमैंगनेट, ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करते हुए, विभिन्न कमी उत्पाद देता है, अंजीर। 7.1.

चावल। 7.1. पोटेशियम परमैंगनेट कमी उत्पादों का निर्माण विभिन्न वातावरण

नीचे विभिन्न वातावरणों में एक कम करने वाले एजेंट के रूप में पोटेशियम सल्फाइड के साथ KMnO 4 की प्रतिक्रियाएं दी गई हैं, जो योजना को दर्शाती है, चित्र। 7.1. इन अभिक्रियाओं में सल्फाइड आयन का ऑक्सीकरण उत्पाद होता है मुक्त सल्फर. क्षारीय वातावरण में, KOH अणु प्रतिक्रिया में भाग नहीं लेते हैं, बल्कि केवल पोटेशियम परमैंगनेट की कमी के उत्पाद का निर्धारण करते हैं।

5 के 2 एस + 2 केएमएनओ 4 + 8 एच 2 एसओ 4 = 5 एस + 2 एमएनएसओ 4 + 6 के 2 एसओ 4 + 8 एच 2 ओ,

3 K 2 S + 2 KMnO 4 + 4 H 2 O 2 MnO 2 + 3 S + 8 KOH,

के 2 एस + 2 केएमएनओ 4 – (KOH) 2 K 2 MnO 4 + S.

पोटेशियम डाइक्रोमेट से युक्त रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं

अम्लीय वातावरण में, पोटेशियम डाइक्रोमेट एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है। K 2 Cr 2 O 7 और सांद्र H 2 SO 4 (क्रोमपिक) का मिश्रण प्रयोगशाला अभ्यास में ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एक कम करने वाले एजेंट के साथ बातचीत करते हुए, पोटेशियम डाइक्रोमेट का एक अणु छह इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है, जिससे त्रिसंयोजक क्रोमियम यौगिक बनते हैं:

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.

हाइड्रोजन पेरोक्साइड और पोटेशियम नाइट्राइट से युक्त रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं

हाइड्रोजन पेरोक्साइड और पोटेशियम नाइट्राइट मुख्य रूप से ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करते हैं:

एच 2 एस + एच 2 ओ 2 = एस + 2 एच 2 ओ,

2 KI + 2 KNO 2 + 2 H 2 SO 4 = I 2 + 2 K 2 SO 4 + H 2 O,

हालाँकि, मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों (जैसे, उदाहरण के लिए, KMnO 4) के साथ बातचीत करते समय, हाइड्रोजन पेरोक्साइड और पोटेशियम नाइट्राइट कम करने वाले एजेंटों के रूप में कार्य करते हैं:

5 एच 2 ओ 2 + 2 केएमएनओ 4 + 3 एच 2 एसओ 4 = 5 ओ 2 + 2 एमएनएसओ 4 + के 2 एसओ 4 + 8 एच 2 ओ,

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.

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हाइड्रोजन पेरोक्साइड, पर्यावरण पर निर्भर करता है, योजना के अनुसार कम हो जाता है, चित्र। 7.2.

चावल। 7.2. संभावित हाइड्रोजन पेरोक्साइड कटौती उत्पाद

इस मामले में, प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, पानी या हाइड्रॉक्साइड आयन बनते हैं:

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. इंट्रामोल्युलर ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाएं

इंट्रामोल्युलर रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं आमतौर पर तब होती हैं जब उन पदार्थों को गर्म किया जाता है जिनके अणुओं में एक कम करने वाला एजेंट और एक ऑक्सीकरण एजेंट होता है। इंट्रामोल्युलर कमी-ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के उदाहरण नाइट्रेट और पोटेशियम परमैंगनेट के थर्मल अपघटन की प्रक्रियाएं हैं:

2 NaNO 3 2 NaNO 2 + O 2,

2 Cu(NO 3) 2 2 CuO + 4 NO 2 + O 2,

एचजी(एनओ 3) 2 एचजी + एनओ 2 + ओ 2,

2 KMnO 4 K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2.

7.2.5.3. अनुपातहीन प्रतिक्रियाएँ

जैसा कि ऊपर बताया गया है, अनुपातहीन प्रतिक्रियाओं में एक ही परमाणु (आयन) ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाला एजेंट दोनों होता है। आइए क्षार के साथ सल्फर की अन्योन्यक्रिया के उदाहरण का उपयोग करके इस प्रकार की प्रतिक्रिया की रचना करने की प्रक्रिया पर विचार करें।

सल्फर की विशिष्ट ऑक्सीकरण अवस्थाएँ: – 2, 0, +4 और +6. एक कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करते हुए, मौलिक सल्फर 4 इलेक्ट्रॉन दान करता है:

इसलिए – 4ई = एस 4+.

गंधक – ऑक्सीकरण एजेंट दो इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है:

एस ओ + 2ई = एस 2– .

इस प्रकार, सल्फर असंतुलन की प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, ऐसे यौगिक बनते हैं जिनकी तत्व की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ होती हैं – 2 और दाएँ +4:

3 एस + 6 केओएच = 2 के 2 एस + के 2 एसओ 3 + 3 एच 2 ओ।

जब नाइट्रोजन ऑक्साइड (IV) क्षार में अनुपातहीन होता है, तो नाइट्राइट और नाइट्रेट प्राप्त होते हैं - ऐसे यौगिक जिनमें नाइट्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ क्रमशः +3 और +5 हैं:

2 एन 4+ ओ 2 + 2 केओएच = केएन 3+ ओ 2 + केएन 5+ ओ 3 + एच 2 ओ,

ठंडे क्षार घोल में क्लोरीन के अनुपातहीन होने से हाइपोक्लोराइट बनता है, और गर्म क्षार घोल में क्लोरेट बनता है:

सीएल 0 2 + 2 केओएच = केसीएल - + केसीएल + ओ + एच 2 ओ,

सीएल 0 2 + 6 केओएच 5 केसीएल - + केसीएल 5+ ओ 3 + 3एच 2 ओ।

7.3. इलेक्ट्रोलीज़

एक ऑक्सीकरण-कमी प्रक्रिया जो विलयनों में होती है या स्थिर होने पर पिघलती है विद्युत प्रवाहइलेक्ट्रोलिसिस कहा जाता है. इस मामले में, आयनों का ऑक्सीकरण सकारात्मक इलेक्ट्रोड (एनोड) पर होता है। ऋणात्मक इलेक्ट्रोड (कैथोड) पर धनायन कम हो जाते हैं।

2 Na 2 CO 3 4 Na + O 2 + 2CO 2।

इलेक्ट्रोलाइट्स के जलीय घोल के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, विघटित पदार्थ के परिवर्तनों के साथ-साथ, हाइड्रोजन आयनों और पानी के हाइड्रॉक्साइड आयनों की भागीदारी के साथ इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाएं हो सकती हैं:

कैथोड (-): 2 Н + + 2е = Н 2,

एनोड (+): 4 OH – – 4e = O 2 + 2 H 2 O.

इस मामले में, कैथोड पर कमी की प्रक्रिया निम्नानुसार होती है:

1. कैथोड पर सक्रिय धातुओं (एएल 3+ तक) के धनायन कम नहीं होते हैं, बल्कि हाइड्रोजन कम हो जाता है;

2. हाइड्रोजन के दाईं ओर मानक इलेक्ट्रोड क्षमता (वोल्टेज श्रृंखला में) की श्रृंखला में स्थित धातु धनायन इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान कैथोड पर मुक्त धातुओं में कम हो जाते हैं।

3. अल 3+ और एच + के बीच स्थित धातु धनायन हाइड्रोजन धनायन के साथ-साथ कैथोड पर कम हो जाते हैं।

एनोड पर जलीय घोल में होने वाली प्रक्रियाएं उस पदार्थ पर निर्भर करती हैं जिससे एनोड बनाया जाता है। अघुलनशील एनोड हैं ( अक्रिय) और घुलनशील ( सक्रिय). ग्रेफाइट या प्लैटिनम का उपयोग निष्क्रिय एनोड की सामग्री के रूप में किया जाता है। घुलनशील एनोड तांबे, जस्ता और अन्य धातुओं से बने होते हैं।

अक्रिय एनोड के साथ समाधान के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, निम्नलिखित उत्पाद बन सकते हैं:

1. जब हैलाइड आयनों का ऑक्सीकरण होता है, तो मुक्त हैलोजन निकलते हैं।

2. आयनों SO 2 2–, NO 3 –, PO 4 3– युक्त विलयनों के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, ऑक्सीजन निकलती है, अर्थात। ये आयन नहीं हैं जो एनोड पर ऑक्सीकृत होते हैं, बल्कि पानी के अणु होते हैं।

उपरोक्त नियमों को ध्यान में रखते हुए, आइए, एक उदाहरण के रूप में, निष्क्रिय इलेक्ट्रोड के साथ NaCl, CuSO 4 और KOH के जलीय घोल के इलेक्ट्रोलिसिस पर विचार करें।

1). घोल में सोडियम क्लोराइड आयनों में वियोजित हो जाता है।

यौगिक अभिक्रियाएँ (कई सरल या जटिल पदार्थों से एक जटिल पदार्थ का निर्माण) ए + बी = एबी

अपघटन अभिक्रियाएँ (एक जटिल पदार्थ का कई सरल या जटिल पदार्थों में अपघटन) AB = A + B

प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं (सरल और जटिल पदार्थों के बीच, जिसमें एक साधारण पदार्थ के परमाणु जटिल पदार्थ के तत्वों में से एक के परमाणुओं को प्रतिस्थापित करते हैं): एबी + सी = एसी + बी

विनिमय प्रतिक्रियाएं (दो जटिल पदार्थों के बीच जिनमें पदार्थ अपने घटकों का आदान-प्रदान करते हैं) एबी + एसडी = एडी + एसवी

1. यौगिक अभिक्रिया की सही परिभाषा बताएं:

• ए. एक साधारण पदार्थ से कई पदार्थों के बनने की प्रतिक्रिया;

• बी. एक प्रतिक्रिया जिसमें एक जटिल पदार्थ कई सरल या जटिल पदार्थों से बनता है।

• B. एक प्रतिक्रिया जिसमें पदार्थ अपने घटकों का आदान-प्रदान करते हैं।

2. प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया की सही परिभाषा बताएं:

• A. क्षार और अम्ल के बीच प्रतिक्रिया;

• बी. दो सरल पदार्थों की परस्पर क्रिया की प्रतिक्रिया;

• B. पदार्थों के बीच एक प्रतिक्रिया जिसमें एक साधारण पदार्थ के परमाणु एक जटिल पदार्थ में किसी एक तत्व के परमाणुओं को प्रतिस्थापित कर देते हैं।

3. अपघटन प्रतिक्रिया की सही परिभाषा बताएं:

• ए. एक प्रतिक्रिया जिसमें एक जटिल पदार्थ से कई सरल या जटिल पदार्थ बनते हैं;

• बी. एक प्रतिक्रिया जिसमें पदार्थ अपने घटकों का आदान-प्रदान करते हैं;

• बी. ऑक्सीजन और हाइड्रोजन अणुओं के निर्माण के साथ प्रतिक्रिया।

4. विनिमय प्रतिक्रिया के संकेत बताएं:

• ए. जल निर्माण;

• बी. केवल गैस निर्माण;

• बी. केवल वर्षा;

• डी. वर्षा, गैस निर्माण, या कमजोर इलेक्ट्रोलाइट गठन।

5. अम्लीय ऑक्साइडों की क्षारीय ऑक्साइडों के साथ परस्पर क्रिया किस प्रकार की प्रतिक्रिया है:

• ए. विनिमय प्रतिक्रिया;

• बी. यौगिक प्रतिक्रिया;

• बी. अपघटन प्रतिक्रिया;

• डी. प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया.

6. अम्ल या क्षार के साथ लवण की परस्पर क्रिया किस प्रकार की प्रतिक्रिया है:

• ए. प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं;

• बी. अपघटन प्रतिक्रियाएं;

• बी. विनिमय प्रतिक्रियाएं;

• डी. यौगिक प्रतिक्रियाएँ।

• 7. वे पदार्थ जिनके सूत्र KNO3 FeCl2, Na2SO4 हैं, कहलाते हैं:

• ए) लवण; बी) कारण; बी) एसिड; डी) ऑक्साइड।

• 8 . वे पदार्थ जिनके सूत्र HNO3, HCl, H2SO4 हैं, कहलाते हैं:

• 9 . वे पदार्थ जिनके सूत्र KOH, Fe(OH)2, NaOH कहलाते हैं:

• ए) लवण; बी) एसिड; बी) कारण; डी) ऑक्साइड। 10 . वे पदार्थ जिनके सूत्र NO2, Fe2O3, Na2O हैं, कहलाते हैं:

• ए) लवण; बी) एसिड; बी) कारण; डी) ऑक्साइड।

• 11 . क्षार बनाने वाली धातुओं को निर्दिष्ट करें:

• Cu, Fe, Na, K, Zn, Li.

उत्तर:

• ना, के, ली.

जब कोई यौगिक अपेक्षाकृत सरल संरचना वाले कई प्रतिक्रियाशील पदार्थों से प्रतिक्रिया करता है, तो अधिक जटिल संरचना वाला एक पदार्थ प्राप्त होता है:

एक नियम के रूप में, ये प्रतिक्रियाएं गर्मी की रिहाई के साथ होती हैं, यानी। इससे अधिक स्थिर और कम ऊर्जा युक्त यौगिकों का निर्माण होता है।

सरल पदार्थों के यौगिकों की अभिक्रिया सदैव रेडॉक्स प्रकृति की होती है। जटिल पदार्थों के बीच होने वाली यौगिक प्रतिक्रियाएँ संयोजकता में परिवर्तन के बिना हो सकती हैं:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2,

और इसे रेडॉक्स के रूप में भी वर्गीकृत किया जाएगा:

2FeCl 2 + सीएल 2 = 2FeCl 3.

2. अपघटन अभिक्रियाएँ

अपघटन प्रतिक्रियाओं से एक जटिल पदार्थ से कई यौगिकों का निर्माण होता है:

ए = बी + सी + डी.

किसी जटिल पदार्थ के अपघटन उत्पाद सरल और जटिल दोनों प्रकार के पदार्थ हो सकते हैं।

संयोजकता अवस्थाओं को बदले बिना होने वाली अपघटन प्रतिक्रियाओं में, क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स, क्षार, एसिड और ऑक्सीजन युक्त एसिड के लवण का अपघटन उल्लेखनीय है:

		CuSO 4 + 5H 2 O

		2H 2 O + 4NO 2 O + O 2 O.

2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2, (NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 + N2 + 4H2O.

रेडॉक्स अपघटन प्रतिक्रियाएं विशेष रूप से नाइट्रिक एसिड लवण की विशेषता हैं।

कार्बनिक रसायन विज्ञान में अपघटन प्रतिक्रियाओं को क्रैकिंग कहा जाता है:

सी 18 एच 38 = सी 9 एच 18 + सी 9 एच 20,

या डिहाइड्रोजनीकरण

C4H10 = C4H6 + 2H2.

3. प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएँ

प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में, आमतौर पर एक साधारण पदार्थ एक जटिल पदार्थ के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे एक और सरल पदार्थ और दूसरा जटिल पदार्थ बनता है:

ए + बीसी = एबी + सी.

ये प्रतिक्रियाएँ अधिकतर रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं से संबंधित हैं:

2Al + Fe 2 O 3 = 2Fe + Al 2 O 3,

Zn + 2HCl = ZnСl 2 + H 2,

2KBr + सीएल 2 = 2KCl + Br 2,

2KlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Сl 2.

प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं के उदाहरण जो परमाणुओं की संयोजकता अवस्थाओं में परिवर्तन के साथ नहीं होते हैं, बहुत कम हैं। इसे ऑक्सीजन युक्त एसिड के लवण के साथ सिलिकॉन डाइऑक्साइड की प्रतिक्रिया पर ध्यान दिया जाना चाहिए, जो गैसीय या वाष्पशील एनहाइड्राइड के अनुरूप है:

CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2,

Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 = 3СаSiO 3 + P 2 O 5,

कभी-कभी इन प्रतिक्रियाओं को विनिमय प्रतिक्रियाएँ माना जाता है:

सीएच 4 + सीएल 2 = सीएच 3 सीएल + एचसीएल।

4. प्रतिक्रियाओं का आदान-प्रदान

विनिमय प्रतिक्रियाएँ दो यौगिकों के बीच की प्रतिक्रियाएँ हैं जो एक दूसरे के साथ अपने घटकों का आदान-प्रदान करती हैं:

एबी + सीडी = एडी + सीबी।

यदि प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं के दौरान रेडॉक्स प्रक्रियाएं होती हैं, तो विनिमय प्रतिक्रियाएं हमेशा परमाणुओं की संयोजकता स्थिति को बदले बिना होती हैं। यह जटिल पदार्थों - ऑक्साइड, क्षार, अम्ल और लवण के बीच प्रतिक्रियाओं का सबसे आम समूह है:

ZnO + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 O,

AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3,

CrCl 3 + ZNaON = Cr(OH) 3 + ZNaCl।

इन विनिमय प्रतिक्रियाओं का एक विशेष मामला तटस्थीकरण प्रतिक्रिया है:

एचसीएल + केओएच = केसीएल + एच 2 ओ।

आमतौर पर, ये प्रतिक्रियाएं रासायनिक संतुलन के नियमों का पालन करती हैं और उस दिशा में आगे बढ़ती हैं जहां कम से कम एक पदार्थ गैस के रूप में प्रतिक्रिया क्षेत्र से हटा दिया जाता है। अस्थिर पदार्थ, अवक्षेपित या कम-विघटनकारी (समाधान के लिए) यौगिक:

NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2 O + CO 2,

Ca(HCO 3) 2 + Ca(OH) 2 = 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O,

सीएच 3 कूना + एच 3 पीओ 4 = सीएच 3 सीओओएच + एनएएच 2 पीओ 4।