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सभी संभावित रासायनिक प्रतिक्रियाएं। अपघटन अभिक्रिया की सही परिभाषा दीजिए। एक यौगिक की रासायनिक प्रतिक्रिया

परिभाषा

रासायनिक प्रतिक्रियापदार्थों के परिवर्तन को कहा जाता है जिसमें उनकी संरचना और (या) संरचना में परिवर्तन होता है।

अक्सर, रासायनिक प्रतिक्रियाओं को प्रारंभिक पदार्थों (अभिकर्मकों) को अंतिम पदार्थों (उत्पादों) में परिवर्तित करने की प्रक्रिया के रूप में समझा जाता है।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं को प्रारंभिक सामग्री और प्रतिक्रिया उत्पादों के सूत्रों वाले रासायनिक समीकरणों का उपयोग करके लिखा जाता है। कानून के अनुसार संरक्षण का मास, रासायनिक समीकरण के बाएँ और दाएँ पक्षों में प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या समान होती है। आमतौर पर, प्रारंभिक सामग्री के सूत्र समीकरण के बाईं ओर लिखे जाते हैं, और उत्पादों के सूत्र दाईं ओर होते हैं। समीकरण के बाएँ और दाएँ पक्षों में प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या की समानता पदार्थों के सूत्रों के सामने पूर्णांक स्टोइकोमेट्रिक गुणांक रखकर प्राप्त की जाती है।

रासायनिक समीकरणों में प्रतिक्रिया की विशेषताओं के बारे में अतिरिक्त जानकारी हो सकती है: तापमान, दबाव, विकिरण, आदि, जो समान चिह्न के ऊपर (या "नीचे") समान चिह्न द्वारा इंगित किया जाता है।

सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं को कई वर्गों में बांटा जा सकता है, जिनकी कुछ विशेषताएं हैं।

प्रारंभिक और परिणामी पदार्थों की संख्या और संरचना द्वारा रासायनिक प्रतिक्रियाओं का वर्गीकरण

इस वर्गीकरण के अनुसार, रासायनिक प्रतिक्रियाओं को संयोजन, अपघटन, प्रतिस्थापन, विनिमय की प्रतिक्रियाओं में विभाजित किया जाता है।

नतीजतन यौगिक प्रतिक्रियाएंदो या दो से अधिक (जटिल या सरल) पदार्थों से एक नया पदार्थ बनता है। वी सामान्य दृष्टि सेऐसी रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए समीकरण इस तरह दिखेगा:

उदाहरण के लिए:

सीएसीओ 3 + सीओ 2 + एच 2 ओ = सीए (एचसीओ 3) 2

एसओ 3 + एच 2 ओ = एच 2 एसओ 4

2एमजी + ओ 2 = 2एमजीओ।

2FеСl 2 + Сl 2 = 2FеСl 3

यौगिक की प्रतिक्रियाएं ज्यादातर मामलों में एक्ज़ोथिर्मिक होती हैं, अर्थात। गर्मी की रिहाई के साथ आगे बढ़ें। अगर प्रतिक्रिया शामिल है सरल पदार्थ, तो ऐसी प्रतिक्रियाएं अक्सर रेडॉक्स (ओआरआर) होती हैं, यानी। तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन के साथ आगे बढ़ें। स्पष्ट रूप से यह कहना असंभव है कि जटिल पदार्थों के बीच एक यौगिक की प्रतिक्रिया ओवीआर से संबंधित है या नहीं।

वे अभिक्रियाएँ जिनके परिणामस्वरूप एक जटिल पदार्थ से कई अन्य नए पदार्थ (जटिल या सरल) बनते हैं, कहलाते हैं अपघटन प्रतिक्रियाएं... सामान्य शब्दों में, रासायनिक अपघटन समीकरण इस तरह दिखेगा:

उदाहरण के लिए:

CaCO 3 CaO + CO 2 (1)

2एच 2 ओ = 2 एच 2 + ओ 2 (2)

CuSO 4 × 5H 2 O = CuSO 4 + 5H 2 O (3)

Cu (OH) 2 = CuO + H 2 O (4)

एच 2 एसआईओ 3 = सिओ 2 + एच 2 ओ (5)

2SO 3 = 2SO 2 + O 2 (6)

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

अधिकांश अपघटन प्रतिक्रियाएं गर्म करने पर होती हैं (1,4,5)। की कार्रवाई के तहत अपघटन संभव विद्युत प्रवाह(2). ऑक्सीजन युक्त एसिड (1, 3, 4, 5, 7) के क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स, एसिड, बेस और लवण का अपघटन तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था को बदले बिना आगे बढ़ता है, अर्थात। ये प्रतिक्रियाएं ओवीआर से संबंधित नहीं हैं। ओवीपी अपघटन प्रतिक्रियाओं में ऑक्साइड, एसिड और लवण का अपघटन शामिल है, तत्वों द्वारा गठितवी उच्च डिग्रीऑक्सीकरण (6)।

कार्बनिक रसायन शास्त्र में भी अपघटन प्रतिक्रियाएं पाई जाती हैं, लेकिन अन्य नामों के तहत - क्रैकिंग (8), डिहाइड्रोजनेशन (9):

सी 18 एच 38 = सी 9 एच 18 + सी 9 एच 20 (8)

सी 4 एच 10 = सी 4 एच 6 + 2एच 2 (9)

पर प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएंएक साधारण पदार्थ एक जटिल पदार्थ के साथ परस्पर क्रिया करता है, जिससे एक नया सरल और नया जटिल पदार्थ बनता है। सामान्य शब्दों में, प्रतिस्थापन की रासायनिक प्रतिक्रिया का समीकरण इस तरह दिखेगा:

उदाहरण के लिए:

2Аl + Fe 2 O 3 = 2Fе + Аl 2 3 (1)

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 (2)

2KBr + Cl 2 = 2KCl + Br 2 (3)

2केएसएलओ 3 + एल 2 = 2 केएलओ 3 + l 2 (4)

CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2 (5)

सीए 3 (पीओ 4) 2 + 3SiO 2 = 3CaSiO 3 + P 2 O 5 (6)

सीएच 4 + सीएल 2 = सीएच 3 सीएल + एचसीएल (7)

प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं ज्यादातर रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं होती हैं (1 - 4, 7)। ऐसी अपघटन अभिक्रियाओं के उदाहरण जिनमें ऑक्सीकरण अवस्थाओं में कोई परिवर्तन नहीं होता है, कुछ (5, 6) हैं।

विनिमय प्रतिक्रियाएंजटिल पदार्थों के बीच होने वाली प्रतिक्रियाओं को कहते हैं, जिसमें वे अपना आदान-प्रदान करते हैं घटक भाग... आमतौर पर इस शब्द का इस्तेमाल जलीय घोल में आयनों को शामिल करने वाली प्रतिक्रियाओं के लिए किया जाता है। सामान्य तौर पर, रासायनिक विनिमय प्रतिक्रिया का समीकरण इस तरह दिखेगा:

एबी + सीडी = एडी + सीबी

उदाहरण के लिए:

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)

rСl 3 + NаОН = r (ОН) 3 + NаСl (5)

मेटाबोलिक प्रतिक्रियाएं रेडॉक्स नहीं हैं। एक विशेष मामलाये विनिमय प्रतिक्रियाएं हैं उदासीनीकरण प्रतिक्रियाएं (क्षार के साथ एसिड की बातचीत की प्रतिक्रियाएं) (2)। विनिमय प्रतिक्रियाएं उस दिशा में आगे बढ़ती हैं जहां कम से कम एक पदार्थ प्रतिक्रिया क्षेत्र से रूप में हटा दिया जाता है गैसीय पदार्थ(3), तलछट (4, 5), या कम-विघटनकारी यौगिक, सबसे अधिक बार पानी (1, 2)।

ऑक्सीकरण अवस्थाओं में परिवर्तन द्वारा रासायनिक प्रतिक्रियाओं का वर्गीकरण

अभिकर्मकों और प्रतिक्रिया उत्पादों को बनाने वाले तत्वों के ऑक्सीकरण राज्यों में परिवर्तन के आधार पर, सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं को रेडॉक्स (1, 2) में विभाजित किया जाता है और ऑक्सीकरण अवस्था (3, 4) में बदलाव के बिना आगे बढ़ना होता है।

2एमजी + सीओ 2 = 2एमजीओ + सी (1)

Mg 0 - 2e = Mg 2+ (अपचायक एजेंट)

सी 4+ + 4e = सी 0 (ऑक्सीकरण एजेंट)

FeS 2 + 8HNO 3 (संक्षिप्त) = Fe (NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O (2)

Fe 2+ -e = Fe 3+ (कम करने वाला एजेंट)

एन 5+ + 3e = एन 2+ (ऑक्सीकरण एजेंट)

एग्नो 3 + एचसीएल = एजीसीएल ↓ + एचएनओ 3 (3)

सीए (ओएच) 2 + एच 2 एसओ 4 = सीएएसओ 4 ↓ + एच 2 ओ (4)

रासायनिक प्रतिक्रियाओं का थर्मल वर्गीकरण

प्रतिक्रिया के दौरान गर्मी (ऊर्जा) जारी या अवशोषित होती है या नहीं, इस पर निर्भर करते हुए, सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं को पारंपरिक रूप से क्रमशः एक्सो - (1, 2) और एंडोथर्मिक (3) में विभाजित किया जाता है। प्रतिक्रिया के दौरान जारी या अवशोषित ऊष्मा (ऊर्जा) की मात्रा को प्रतिक्रिया का ऊष्मा प्रभाव कहा जाता है। यदि जारी या अवशोषित ऊष्मा की मात्रा को समीकरण में इंगित किया जाता है, तो ऐसे समीकरणों को थर्मोकेमिकल कहा जाता है।

एन 2 + 3एच 2 = 2एनएच 3 +46.2 केजे (1)

2एमजी + ओ 2 = 2एमजीओ + 602.5 केजे (2)

एन 2 + ओ 2 = 2NO - 90.4 केजे (3)

प्रतिक्रिया की दिशा के अनुसार रासायनिक प्रतिक्रियाओं का वर्गीकरण

प्रतिक्रिया की दिशा में, प्रतिवर्ती ( रासायनिक प्रक्रिया, जिसके उत्पाद एक दूसरे के साथ उन्हीं परिस्थितियों में प्रतिक्रिया करने में सक्षम हैं जिनमें वे प्राप्त किए गए थे, प्रारंभिक पदार्थों के निर्माण के साथ) और अपरिवर्तनीय (रासायनिक प्रक्रियाएं, जिनमें से उत्पाद एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम नहीं हैं) प्रारंभिक पदार्थों का निर्माण)।

प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाओं के लिए, सामान्य रूप में समीकरण आमतौर पर निम्नानुसार लिखा जाता है:

ए + बी ↔ एबी

उदाहरण के लिए:

सीएच 3 सीओओएच + सी 2 एच 5 ओएच↔ एच 3 सीओओसी 2 एच 5 + एच 2 ओ

अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाओं के उदाहरणों में निम्नलिखित प्रतिक्रियाएं शामिल हैं:

2केएसएलओ 3 → 2केएसएल + 3ओ 2

6 12 6 + 6О 2 → 6СО 2 + 6Н 2

प्रतिक्रिया की अपरिवर्तनीयता का प्रमाण प्रतिक्रिया उत्पादों के रूप में एक गैसीय पदार्थ, एक अवक्षेप या कम-विघटनकारी यौगिक, सबसे अधिक बार पानी की रिहाई हो सकती है।

उत्प्रेरक की उपस्थिति से रासायनिक प्रतिक्रियाओं का वर्गीकरण

इस दृष्टिकोण से, उत्प्रेरक और गैर-उत्प्रेरक प्रतिक्रियाएं प्रतिष्ठित हैं।

उत्प्रेरक एक पदार्थ है जो रासायनिक प्रतिक्रिया के पाठ्यक्रम को तेज करता है। उत्प्रेरकों से जुड़ी अभिक्रियाएँ उत्प्रेरक कहलाती हैं। उत्प्रेरक की उपस्थिति के बिना कुछ प्रतिक्रियाएं आम तौर पर असंभव होती हैं:

2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 (उत्प्रेरक MnO 2)

अक्सर, प्रतिक्रिया उत्पादों में से एक उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है जो इस प्रतिक्रिया को तेज करता है (ऑटोकैटलिटिक प्रतिक्रियाएं):

MeO + 2HF = MeF 2 + H 2 O, जहाँ Me एक धातु है।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं में पदार्थों के रासायनिक गुण प्रकट होते हैं।

पदार्थों के परिवर्तन, उनकी संरचना और (या) संरचना में परिवर्तन के साथ, कहलाते हैं रासायनिक प्रतिक्रिएं... निम्नलिखित परिभाषा अक्सर पाई जाती है: रासायनिक प्रतिक्रियाप्रारंभिक पदार्थों (अभिकर्मकों) को अंतिम पदार्थों (उत्पादों) में परिवर्तित करने की प्रक्रिया है।

रासायनिक अभिक्रियाएँ रासायनिक समीकरणों और आरेखों का उपयोग करके लिखी जाती हैं जिनमें प्रारंभिक सामग्री और प्रतिक्रिया उत्पादों के सूत्र होते हैं। रासायनिक समीकरणों में, योजनाओं के विपरीत, प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या बाईं और दाईं ओर समान होती है, जो द्रव्यमान के संरक्षण के नियम को दर्शाती है।

समीकरण के बाईं ओर, प्रारंभिक पदार्थों (अभिकर्मकों) के सूत्र लिखे जाते हैं, दाईं ओर - रासायनिक प्रतिक्रिया (प्रतिक्रिया उत्पाद, अंतिम पदार्थ) के परिणामस्वरूप प्राप्त पदार्थ। बाएँ और दाएँ पक्षों को जोड़ने वाला समान चिह्न दर्शाता है कि प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले पदार्थों के परमाणुओं की कुल संख्या स्थिर रहती है। यह पूर्णांक स्टोइकोमेट्रिक गुणांकों को सूत्रों के सामने रखकर प्राप्त किया जाता है, जो अभिकर्मकों और प्रतिक्रिया उत्पादों के बीच मात्रात्मक अनुपात को दर्शाता है।

रासायनिक समीकरणों में प्रतिक्रिया की विशेषताओं के बारे में अतिरिक्त जानकारी हो सकती है। यदि प्रभाव में कोई रासायनिक प्रतिक्रिया होती है बाहरी प्रभाव(तापमान, दबाव, विकिरण, आदि), यह उपयुक्त प्रतीक द्वारा इंगित किया जाता है, आमतौर पर ऊपर (या "नीचे") समान चिह्न।

बड़ी संख्या रासायनिक प्रतिक्रिएंकई प्रकार की प्रतिक्रियाओं में वर्गीकृत किया जा सकता है, जो अच्छी तरह से परिभाषित संकेतों की विशेषता है।

जैसा वर्गीकरण संकेतनिम्नलिखित का चयन किया जा सकता है:

1. प्रारंभिक सामग्री और प्रतिक्रिया उत्पादों की संख्या और संरचना।

2. अभिकर्मकों और प्रतिक्रिया उत्पादों की कुल अवस्था।

3. चरणों की संख्या जिसमें प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले होते हैं।

4. परिवहन किए गए कणों की प्रकृति।

5. अभिक्रिया के आगे और विपरीत दिशा में आगे बढ़ने की संभावना।

6. थर्मल प्रभाव का संकेत सभी प्रतिक्रियाओं को अलग करता है: एक्ज़ोथिर्मिकबहिर्मुखी प्रभाव से होने वाली अभिक्रियाएँ - ऊष्मा के रूप में ऊर्जा का विमोचन (Q> 0, H)<0):

सी + ओ 2 = सीओ 2 + क्यू

तथा एन्दोठेर्मिकएंडो-इफेक्ट के साथ होने वाली प्रतिक्रियाएं - ऊष्मा के रूप में ऊर्जा का अवशोषण (Q .)<0, ∆H >0):

एन 2 + ओ 2 = 2NO - क्यू।

ऐसी प्रतिक्रियाओं को कहा जाता है थर्मोकेमिकल.

आइए प्रत्येक प्रकार की प्रतिक्रियाओं पर अधिक विस्तार से विचार करें।

अभिकर्मकों और अंतिम पदार्थों की संख्या और संरचना के अनुसार वर्गीकरण

1. यौगिक प्रतिक्रियाएं

एक अपेक्षाकृत सरल संरचना के कई प्रतिक्रियाशील पदार्थों से एक यौगिक की प्रतिक्रियाओं में, अधिक जटिल संरचना का एक पदार्थ प्राप्त होता है:

एक नियम के रूप में, ये प्रतिक्रियाएं गर्मी की रिहाई के साथ होती हैं, अर्थात। अधिक स्थिर और कम ऊर्जा युक्त यौगिकों के निर्माण की ओर ले जाते हैं।

साधारण पदार्थों के यौगिक की अभिक्रियाएँ सदैव रेडॉक्स प्रकृति की होती हैं। जटिल पदार्थों के बीच होने वाली यौगिक प्रतिक्रियाएँ वैलेंस को बदले बिना हो सकती हैं:

सीएसीओ 3 + सीओ 2 + एच 2 ओ = सीए (एचसीओ 3) 2,

और रेडॉक्स की संख्या का संदर्भ लें:

2FeCl 2 + Cl 2 = 2FeCl 3।

2. अपघटन प्रतिक्रियाएं

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

ए = बी + सी + डी।

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

वैलेंस अवस्थाओं को बदले बिना आगे बढ़ने वाली अपघटन प्रतिक्रियाओं में, क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स, क्षार, एसिड और ऑक्सीजन युक्त एसिड के लवण के अपघटन पर ध्यान दिया जाना चाहिए:

	प्रति
4HNO3	=	2एच 2 ओ + 4एनओ 2 ओ + ओ 2 ओ।

2एजीएनओ 3 = 2एजी + 2एनओ 2 + ओ 2,
(एनएच 4) 2Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O।

रेडॉक्स अपघटन प्रतिक्रियाएं नाइट्रिक एसिड लवण के लिए विशेष रूप से 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

सी 4 एच 10 = सी 4 एच 6 + 2 एच 2।

3. प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं

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

ए + बीसी = एबी + सी।

ये प्रतिक्रियाएं अत्यधिक रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं से संबंधित हैं:

2Аl + Fe 2 O 3 = 2Fе + Аl 2 3,

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2,

2KBr + Cl 2 = 2KCl + Br 2,

2केएलओ 3 + एल 2 = 2 केएलओ 3 + सीएल 2।

परमाणुओं की संयोजकता अवस्थाओं में परिवर्तन के साथ न होने वाली प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं के उदाहरण बहुत कम हैं। यह 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,

सीए 3 (पीओ 4) 2 + ЗSiO 2 = ЗСаSiO 3 + Р 2 О 5,

कभी-कभी इन प्रतिक्रियाओं को विनिमय प्रतिक्रियाओं के रूप में माना जाता है:

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

4. विनिमय प्रतिक्रियाएं

विनिमय प्रतिक्रियाएंदो यौगिकों के बीच की प्रतिक्रियाओं को बुलाओ जो एक दूसरे के साथ अपने घटक भागों का आदान-प्रदान करते हैं:

एबी + सीडी = एडी + सीबी।

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

ZnO + 2 SO 4 = ZnSО 4 + Н 2 ,

AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3,

CrCl 3 + 3NaOH = Cr (OH) 3 + 3NaCl।

इन विनिमय प्रतिक्रियाओं का एक विशेष मामला है उदासीनीकरण प्रतिक्रियाएं:

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 गैसीय, वाष्पशील पदार्थ, एक अवक्षेप या एक यौगिक के रूप में प्रतिक्रिया क्षेत्र से हटा दिया जाता है जो खराब रूप से अलग हो जाता है (समाधान के लिए) ):

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 + नाह 2 पीओ 4।

5. स्थानांतरण प्रतिक्रियाएं।

स्थानांतरण प्रतिक्रियाओं में, एक परमाणु या परमाणुओं का समूह एक संरचनात्मक इकाई से दूसरी संरचनात्मक इकाई में जाता है:

एबी + बीसी = ए + बी 2 सी,

2 + 2СВ 2 = 2 + 3.

उदाहरण के लिए:

2AgCl + SnCl 2 = 2Ag + SnCl 4,

एच 2 ओ + 2एनओ 2 = एचएनओ 2 + एचएनओ 3।

प्रतिक्रियाओं का चरण वर्गीकरण

प्रतिक्रियाशील पदार्थों के एकत्रीकरण की स्थिति के आधार पर, निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं को प्रतिष्ठित किया जाता है:

1. गैस प्रतिक्रियाएं


एच 2 + सीएल 2		2एचसीएल।

2. समाधान में प्रतिक्रियाएं

NaOH (पी-पी) + एचसीएल (पी-पी) = NaCl (पी-पी) + एच 2 ओ (जी)

3. ठोसों के बीच अभिक्रियाएँ

	प्रति
सीएओ (टीवी) + एसआईओ 2 (टीवी)	=	कैसियो 3 (टीवी)

चरणों की संख्या से प्रतिक्रियाओं का वर्गीकरण।

एक चरण को समान भौतिक और रासायनिक गुणों वाले सिस्टम के सजातीय भागों के एक सेट के रूप में समझा जाता है और एक इंटरफ़ेस द्वारा एक दूसरे से अलग किया जाता है।

इस दृष्टिकोण से, विभिन्न प्रकार की प्रतिक्रियाओं को दो वर्गों में विभाजित किया जा सकता है:

1. सजातीय (एकल चरण) प्रतिक्रियाएं।इनमें गैस चरण में प्रतिक्रियाएं और समाधान में कई प्रतिक्रियाएं शामिल हैं।

2. विषम (मल्टीफेज) प्रतिक्रियाएं।इनमें वे प्रतिक्रियाएं शामिल हैं जिनमें अभिकारक और प्रतिक्रिया उत्पाद विभिन्न चरणों में होते हैं। उदाहरण के लिए:

गैस-तरल प्रतिक्रियाएं

सीओ 2 (जी) + NaOH (पीपी) = NaHCO 3 (पी-पी)।

गैस-ठोस-चरण प्रतिक्रियाएं

सीओ 2 (जी) + सीएओ (एस) = सीएसीओ 3 (एस)।

तरल-ठोस-चरण प्रतिक्रियाएं

Na 2 SO 4 (p-p) + BaCl 3 (p-p) = BaSO 4 (tv) + 2NaCl (p-p)।

तरल-गैस-ठोस-चरण प्रतिक्रियाएं

सीए (एचसीओ 3) 2 (पी-पी) + एच 2 एसओ 4 (पी-पी) = सीओ 2 (आर) + एच 2 ओ (जी) + सीएएसओ 4 (एस) ।

परिवहन कणों के प्रकार द्वारा प्रतिक्रियाओं का वर्गीकरण

1. प्रोटोलिटिक प्रतिक्रियाएं।

प्रति प्रोटोलिटिक प्रतिक्रियाएंरासायनिक प्रक्रियाओं को शामिल करें, जिसका सार एक प्रतिक्रियाशील पदार्थ से दूसरे में एक प्रोटॉन का स्थानांतरण है।

यह वर्गीकरण एसिड और बेस के प्रोटोलिटिक सिद्धांत पर आधारित है, जिसके अनुसार एक एसिड को कोई भी पदार्थ माना जाता है जो एक प्रोटॉन दान करता है, और एक आधार एक पदार्थ है जो एक प्रोटॉन को जोड़ने में सक्षम है, उदाहरण के लिए:

प्रोटोलिटिक प्रतिक्रियाओं में न्यूट्रलाइजेशन और हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाएं शामिल हैं।

2. रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं।

इनमें वे प्रतिक्रियाएं शामिल हैं जिनमें प्रतिक्रियाशील पदार्थ इलेक्ट्रॉनों का आदान-प्रदान करते हैं, जबकि प्रतिक्रियाशील पदार्थ बनाने वाले तत्वों के परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था को बदलते हैं। उदाहरण के लिए:

Zn + 2H + → Zn 2 + + H 2,

FeS 2 + 8HNO 3 (संक्षिप्त) = Fe (NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O,

रासायनिक प्रतिक्रियाओं का भारी बहुमत रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं हैं, वे एक अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

3. लिगैंड विनिमय प्रतिक्रियाएं।

इनमें वे प्रतिक्रियाएं शामिल हैं जिनके दौरान एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी को दाता-स्वीकर्ता तंत्र द्वारा सहसंयोजक बंधन के गठन के साथ स्थानांतरित किया जाता है। उदाहरण के लिए:

घन (नं 3) 2 + 4एनएच 3 = (नं 3) 2,

फे + 5CO =,

अल (ओएच) 3 + NaOH =।

लिगैंड एक्सचेंज प्रतिक्रियाओं की एक विशेषता यह है कि नए यौगिकों का निर्माण, जिसे कॉम्प्लेक्स कहा जाता है, ऑक्सीकरण अवस्था को बदले बिना होता है।

4. परमाणु-आणविक विनिमय की प्रतिक्रियाएं।

इस प्रकार की प्रतिक्रिया में कार्बनिक रसायन विज्ञान में अध्ययन की गई कई प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं शामिल हैं, जो एक कट्टरपंथी, इलेक्ट्रोफिलिक या न्यूक्लियोफिलिक तंत्र के अनुसार चलती हैं।

प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय रासायनिक प्रतिक्रियाएं

ऐसी रासायनिक प्रक्रियाओं को प्रतिवर्ती कहा जाता है, जिनमें से उत्पाद एक दूसरे के साथ उन्हीं परिस्थितियों में प्रतिक्रिया करने में सक्षम होते हैं जिनमें वे प्राप्त होते हैं, प्रारंभिक पदार्थों के निर्माण के साथ।

प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाओं के लिए, समीकरण आमतौर पर निम्नानुसार लिखा जाता है:

दो विपरीत दिशा वाले तीर इंगित करते हैं कि समान परिस्थितियों में, प्रत्यक्ष और विपरीत दोनों प्रतिक्रियाएं एक साथ होती हैं, उदाहरण के लिए:

सीएच 3 सीओओएच + सी 2 एच 5 ओएच सीएच 3 सीओओसी 2 एच 5 + एच 2 ओ।

ऐसी रासायनिक प्रक्रियाओं को अपरिवर्तनीय कहा जाता है, जिसके उत्पाद प्रारंभिक पदार्थों के निर्माण के साथ एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम नहीं होते हैं। अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाओं के उदाहरण गर्म करने पर बर्थोलेट के नमक का अपघटन हैं:

2केएसएलओ 3 → 2केएसएल + 3ओ 2,

या वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ ग्लूकोज का ऑक्सीकरण:

सी 6 एच 12 ओ 6 + 6ओ 2 → 6सीओ 2 + 6एच 2 ओ।

प्रतिक्रियाओं के प्रकार: सभी रासायनिक अभिक्रियाओं को सरल और जटिल में विभाजित किया गया है। बदले में सरल रासायनिक प्रतिक्रियाओं को आमतौर पर चार प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है: यौगिक प्रतिक्रियाएं, अपघटन प्रतिक्रियाएं, प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएंतथा विनिमय प्रतिक्रियाएं.

डीआई मेंडलीफ ने एक यौगिक को एक प्रतिक्रिया के रूप में परिभाषित किया "जिसमें दो पदार्थों में से एक होता है। एक उदाहरण एक यौगिक की रासायनिक प्रतिक्रियालोहे और सल्फर के चूर्ण को गर्म करने से काम चल सकता है, - इस मामले में, आयरन सल्फाइड बनता है: Fe + S = FeS। यौगिक प्रतिक्रियाओं में हवा में सरल पदार्थों (सल्फर, फास्फोरस, कार्बन, ...) का दहन शामिल है। उदाहरण के लिए, कार्बन हवा में जलता है C + O 2 = CO 2 (बेशक, यह प्रतिक्रिया धीरे-धीरे आगे बढ़ती है, पहले कार्बन मोनोऑक्साइड CO बनती है)। दहन प्रतिक्रियाएं हमेशा गर्मी की रिहाई के साथ होती हैं - वे एक्ज़ोथिर्मिक हैं।

अपघटन रासायनिक प्रतिक्रियाएं, मेंडेलीव के अनुसार, "यौगिक के विपरीत मामले हैं, अर्थात्, जिनमें एक पदार्थ दो देता है, या, सामान्य तौर पर, एक निश्चित संख्या में पदार्थ - उनमें से एक बड़ी संख्या। एक अपघटन प्रतिक्रिया का एक उदाहरण चाक (या तापमान के प्रभाव में चूना पत्थर) के अपघटन की रासायनिक प्रतिक्रिया है: CaCO 3 → CaO + CO 2। अपघटन प्रतिक्रिया में आमतौर पर हीटिंग की आवश्यकता होती है। ऐसी प्रक्रियाएं एंडोथर्मिक हैं, यानी वे गर्मी के अवशोषण के साथ आगे बढ़ती हैं।

अन्य दो प्रकार की प्रतिक्रियाओं में, अभिकर्मकों की संख्या उत्पादों की संख्या के बराबर होती है। यदि एक साधारण पदार्थ और एक जटिल परस्पर क्रिया करते हैं, तो इस रासायनिक प्रतिक्रिया को कहा जाता है रासायनिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया: उदाहरण के लिए, कॉपर सल्फेट के घोल में स्टील की कील डालने से हमें आयरन सल्फेट (यहाँ लोहे को उसके नमक से विस्थापित कॉपर) Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu प्राप्त होता है।

दो जटिल पदार्थों के बीच की अभिक्रिया जिसमें वे अपने भागों का आदान-प्रदान करते हैं, कहलाती हैं रासायनिक विनिमय प्रतिक्रियाएं... उनमें से बड़ी संख्या में जलीय घोल में पाए जाते हैं। एक रासायनिक विनिमय प्रतिक्रिया का एक उदाहरण क्षार के साथ एक एसिड का तटस्थकरण है: NaOH + HCl → NaCl + H 2 O। पानी

प्रतिक्रियाओं के प्रकार और उनके तंत्र तालिका में दिखाए गए हैं:

यौगिक की रासायनिक प्रतिक्रियाएं

उदाहरण:
एस + ओ 2 → एसओ 2

कई सरल या जटिल पदार्थों से एक जटिल बनता है

रासायनिक अपघटन प्रतिक्रियाएं

उदाहरण:
2HN 3 → H 2 + 3N 2

एक जटिल पदार्थ से कई सरल या जटिल पदार्थ बनते हैं

रासायनिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं

उदाहरण:
Fe + CuSO 4 → Cu + FeSO 4

एक साधारण पदार्थ का एक परमाणु जटिल के परमाणुओं में से एक को प्रतिस्थापित करता है

आयन एक्सचेंज रासायनिक प्रतिक्रियाएं

उदाहरण:
एच 2 SO 4 + 2NaCl → Na 2 SO 4 + 2HCl

जटिल पदार्थ अपने घटक भागों का आदान-प्रदान करते हैं

हालांकि, कई प्रतिक्रियाएं प्रस्तुत सरल योजना में फिट नहीं होती हैं। उदाहरण के लिए, पोटेशियम परमैंगनेट (पोटेशियम परमैंगनेट) और सोडियम आयोडाइड के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया को इनमें से किसी भी प्रकार के लिए जिम्मेदार नहीं ठहराया जा सकता है। ऐसी प्रतिक्रियाओं को आमतौर पर कहा जाता है रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं, उदाहरण के लिए:

2KMnO 4 + 10NaI + 8H 2 SO 4 → 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 5Na 2 SO 4 + 5I 2 + 8H 2 O।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं के संकेत

रासायनिक प्रतिक्रियाओं के संकेत... उनका उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है कि अभिकर्मकों के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया बीत चुकी है या नहीं। ऐसे संकेतों में निम्नलिखित को शामिल करने की प्रथा है:

रंग परिवर्तन (उदाहरण के लिए, हल्के लोहे को लोहे के ऑक्साइड के भूरे रंग के लेप के साथ नम हवा में ढक दिया जाता है - ऑक्सीजन के साथ लोहे की रासायनिक प्रतिक्रिया)।
- तलछट की वर्षा (उदाहरण के लिए, यदि कार्बन डाइऑक्साइड को चूने के घोल (कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड घोल) से गुजारा जाता है, तो एक सफेद अघुलनशील कैल्शियम कार्बोनेट अवक्षेप बनेगा)।
- गैस विकास (उदाहरण के लिए, यदि आप बेकिंग सोडा पर साइट्रिक एसिड छोड़ते हैं, तो कार्बन डाइऑक्साइड निकलेगा)।
- कमजोर रूप से विघटित पदार्थों का निर्माण (उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया जिसमें प्रतिक्रिया उत्पादों में से एक पानी है)।
- समाधान चमक।
एक समाधान चमकने का एक उदाहरण एक अभिकर्मक का उपयोग कर एक प्रतिक्रिया है जैसे कि ल्यूमिनॉल समाधान (ल्यूमिनोल एक जटिल रसायन है जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान प्रकाश का उत्सर्जन कर सकता है)।

रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं

रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं- रासायनिक प्रतिक्रियाओं के एक विशेष वर्ग का गठन। उनकी विशेषता विशेषता कम से कम परमाणुओं की एक जोड़ी की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन है: एक का ऑक्सीकरण (इलेक्ट्रॉनों का नुकसान) और दूसरे का कमी (इलेक्ट्रॉनों का लगाव)।

जटिल पदार्थ जो अपनी ऑक्सीकरण अवस्था को कम करते हैं - oxidants, और ऑक्सीकरण अवस्था में वृद्धि - रिडक्टेंट्स... उदाहरण के लिए:

2Na + Cl 2 → 2NaCl,
- यहां ऑक्सीकरण एजेंट क्लोरीन है (यह इलेक्ट्रॉनों को खुद से जोड़ता है), और कम करने वाला एजेंट सोडियम है (यह इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देता है)।

प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया NaBr -1 + Cl 2 0 → 2NaCl -1 + Br 2 0 (हैलोजन के लिए विशिष्ट) भी रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को संदर्भित करता है। यहां क्लोरीन एक ऑक्सीकरण एजेंट है (1 इलेक्ट्रॉन को स्वीकार करता है), और सोडियम ब्रोमाइड (NaBr) एक कम करने वाला एजेंट है (एक ब्रोमीन परमाणु एक इलेक्ट्रॉन को छोड़ देता है)।

अमोनियम डाइक्रोमेट ((NH 4) 2 Cr 2 O 7) की अपघटन प्रतिक्रिया भी रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को संदर्भित करती है:

(एन -3 एच 4) 2 करोड़ 2 +6 ओ 7 → एन 2 0 + सीआर 2 +3 ओ 3 + 4 एच 2 ओ

रासायनिक प्रतिक्रियाओं का एक अन्य सामान्य वर्गीकरण थर्मल प्रभाव से उनका अलगाव है। एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाओं और एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं को अलग करें। एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाएं रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं जो परिवेशी गर्मी के अवशोषण के साथ होती हैं (प्रशीतन मिश्रण के बारे में सोचें)। एक्ज़ोथिर्मिक (इसके विपरीत) - गर्मी की रिहाई के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाएं (उदाहरण के लिए, दहन)।

खतरनाक रासायनिक प्रतिक्रियाएं : "बम इन सिंक" - मजाकिया या इतना नहीं?!

कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं जो अभिकर्मकों के मिश्रित होने पर अनायास होती हैं। यह बल्कि खतरनाक मिश्रण पैदा करता है जो विस्फोट, प्रज्वलित या जहर कर सकता है। उनमें से एक यहां पर है!
कुछ अमेरिकी और ब्रिटिश क्लीनिकों में अजीबोगरीब घटनाएं देखी गई हैं। समय-समय पर, सिंक से पिस्टल शॉट जैसी आवाजें सुनाई देती थीं, और एक मामले में एक नाली का पाइप अप्रत्याशित रूप से फट गया। सौभाग्य से, किसी को चोट नहीं आई। जांच से पता चला कि अपराधी सोडियम एज़ाइड NaN 3 का एक बहुत ही कमजोर (0.01%) घोल था, जिसका उपयोग खारे घोल में परिरक्षक के रूप में किया जाता था।

अतिरिक्त एजाइड घोल को कई महीनों या वर्षों तक सिंक में डाला जाता था - कभी-कभी प्रति दिन 2 लीटर तक।

अपने आप में, सोडियम एज़ाइड - हाइड्रो एज़ाइड एसिड एचएन 3 का नमक - विस्फोट नहीं करता है। हालांकि, भारी धातुओं (तांबा, चांदी, पारा, सीसा, आदि) के एज़ाइड बहुत अस्थिर क्रिस्टलीय यौगिक होते हैं जो घर्षण, प्रभाव, ताप या प्रकाश के संपर्क में आने पर फट जाते हैं। पानी की एक परत के नीचे भी विस्फोट हो सकता है! लेड एजाइड Pb (N 3) 2 का उपयोग एक आरंभिक विस्फोटक के रूप में किया जाता है, जिसके साथ अधिकांश विस्फोटकों को विस्फोटित किया जाता है। इसके लिए Pb (N 3) 2 का मात्र दो दहाई मिलीग्राम ही काफी है। यह यौगिक नाइट्रोग्लिसरीन की तुलना में अधिक विस्फोटक है, और विस्फोट के दौरान विस्फोट की गति (विस्फोट तरंग का प्रसार) टीएनटी की तुलना में 45 किमी / सेकंड - 10 गुना अधिक तक पहुंच जाती है।

लेकिन क्लीनिक में हेवी मेटल एजाइड्स कहां से आए? यह पता चला कि सभी मामलों में सिंक के नीचे नाली के पाइप तांबे या पीतल से बने होते हैं (ऐसे पाइप आसानी से झुक जाते हैं, खासकर गर्म होने के बाद, इसलिए उन्हें नाली प्रणाली में स्थापित करना सुविधाजनक होता है)। सोडियम एज़ाइड का घोल सिंक में डाला जाता है, ऐसी ट्यूबों से बहते हुए, धीरे-धीरे उनकी सतह के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे कॉपर एज़ाइड बनता है। मुझे ट्यूबों को प्लास्टिक वाले में बदलना पड़ा। जब एक क्लीनिक में इस तरह का प्रतिस्थापन किया गया, तो यह पता चला कि हटाए गए तांबे के ट्यूब ठोस पदार्थ से बहुत अधिक भरे हुए थे। विशेषज्ञ जो "डिमाइनिंग" में लगे हुए थे, ताकि इसे जोखिम में न डालें, इन पाइपों को मौके पर ही उड़ा दिया, उन्हें 1 टन वजन वाले धातु के टैंक में डाल दिया। विस्फोट इतना जोरदार था कि इसने टैंक को कई सेंटीमीटर हिला दिया!

विस्फोटकों के निर्माण के लिए अग्रणी रासायनिक प्रतिक्रियाओं के सार में चिकित्सक बहुत रुचि नहीं रखते थे। रासायनिक साहित्य में भी इस प्रक्रिया का विवरण खोजना संभव नहीं था। लेकिन एचएन 3 के मजबूत ऑक्सीकरण गुणों के आधार पर, यह माना जा सकता है कि निम्नलिखित प्रतिक्रिया हुई: एन -3 आयन, तांबे के ऑक्सीकरण ने एक एन 2 अणु और एक नाइट्रोजन परमाणु का गठन किया, जो अमोनिया की संरचना में प्रवेश किया। यह प्रतिक्रिया समीकरण से मेल खाती है: 3NaN 3 + Cu + 3H 2 O → Cu (N 3) 2 + 3NaOH + N 2 + NH 3।

हर कोई जो घुलनशील धातु एजाइड्स से संबंधित है, जिसमें केमिस्ट भी शामिल हैं, को सिंक में बम बनने के खतरे के बारे में सोचना पड़ता है, क्योंकि एज़ाइड्स का उपयोग अत्यधिक शुद्ध नाइट्रोजन प्राप्त करने के लिए किया जाता है, कार्बनिक संश्लेषण में, एक ब्लोइंग एजेंट (एक ब्लोइंग एजेंट) के रूप में। गैस से भरी सामग्री का उत्पादन: फोम, झरझरा रबर, आदि)। ऐसे सभी मामलों में, यह सुनिश्चित किया जाना चाहिए कि नाली के पाइप प्लास्टिक के हों।

हाल ही में, एज़ाइड्स को ऑटोमोटिव उद्योग में नए अनुप्रयोग मिले हैं। 1989 में, अमेरिकी कारों के कुछ मॉडलों में एयरबैग दिखाई दिए। यह तकिया, जिसमें सोडियम एजाइड होता है, मोड़ने पर लगभग अदृश्य हो जाता है। एक आमने-सामने की टक्कर में, एक विद्युत फ्यूज से एजाइड का बहुत तेजी से अपघटन होता है: 2NaN 3 = 2Na + 3N 2. 100 ग्राम पाउडर लगभग 60 लीटर नाइट्रोजन का उत्सर्जन करता है, जो लगभग 0.04 सेकेंड में चालक की छाती के सामने तकिए को फुला देता है, जिससे उसकी जान बच जाती है।

7.1 रासायनिक प्रतिक्रियाओं के मुख्य प्रकार

पदार्थों के परिवर्तन, उनकी संरचना और गुणों में परिवर्तन के साथ, रासायनिक प्रतिक्रिया या रासायनिक बातचीत कहलाते हैं। रासायनिक अभिक्रियाओं के दौरान परमाणु नाभिक की संरचना में कोई परिवर्तन नहीं होता है।

ऐसी घटना जिसमें पदार्थों के रूप या भौतिक अवस्था में परिवर्तन होता है या परमाणुओं के नाभिक की संरचना बदल जाती है, भौतिक कहलाती है। भौतिक परिघटनाओं का एक उदाहरण धातुओं का ऊष्मा उपचार है, जिसमें उनके आकार (फोर्जिंग), धातु का पिघलना, आयोडीन का उर्ध्वपातन, पानी का बर्फ या भाप में परिवर्तन आदि में भी परिवर्तन होता है। परमाणु प्रतिक्रियाओं के रूप में, जिसके परिणामस्वरूप कुछ तत्वों के परमाणुओं से परमाणु बनते हैं। अन्य वस्तुओं।

रासायनिक घटनाएं भौतिक परिवर्तनों के साथ हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, गैल्वेनिक सेल में रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है।

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

1. ऊष्मीय प्रभाव के संकेत के अनुसार सभी अभिक्रियाओं को में विभाजित किया जाता है एन्दोठेर्मिक(गर्मी अवशोषण के साथ बहना) और एक्ज़ोथिर्मिक(गर्मी की रिहाई के साथ बहना) (देखें 6.1)।

2. प्रारंभिक पदार्थों और प्रतिक्रिया उत्पादों के एकत्रीकरण की स्थिति के अनुसार, वे प्रतिष्ठित हैं:

सजातीय प्रतिक्रियाएं, जिसमें सभी पदार्थ एक ही चरण में हैं:

2 केओएच (पी-पी) + एच 2 एसओ 4 (पी-पी) = के 2 एसओ (पी-पी) + 2 एच 2 ओ (जी),

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

SiO2 (k) + 2 Mg (k) = Si (k) + 2 MgO (k)।

विषम प्रतिक्रियाएं, पदार्थ जिनमें विभिन्न चरणों में हैं:

सीएओ (के) + सीओ 2 (जी) = सीएसीओ 3 (के),

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

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

3. केवल आगे की दिशा में, साथ ही आगे और पीछे की दिशाओं में बहने की क्षमता से, उन्हें प्रतिष्ठित किया जाता है अचलतथा प्रतिवर्तीरासायनिक प्रतिक्रियाएं (§ 6.5 देखें)।

4. उत्प्रेरक की उपस्थिति या अनुपस्थिति से प्रतिष्ठित हैं उत्प्रेरकतथा गैर उत्प्रेरकप्रतिक्रियाएं (देखें 6.5)।

5. घटना के तंत्र के अनुसार, रासायनिक प्रतिक्रियाओं को विभाजित किया जाता है ईओण का, मौलिकऔर अन्य (कार्बनिक यौगिकों को शामिल करने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं के तंत्र को कार्बनिक रसायन विज्ञान के दौरान माना जाता है)।

6. अभिकारकों को बनाने वाले परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था के अनुसार, ऐसी प्रतिक्रियाएं होती हैं जो होती हैं ऑक्सीकरण अवस्था को बदले बिनापरमाणु, और परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन के साथ ( रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं) (देखें 7.2)।

7. प्रारंभिक पदार्थों और प्रतिक्रिया उत्पादों की संरचना में परिवर्तन के अनुसार, प्रतिक्रियाओं को प्रतिष्ठित किया जाता है यौगिक, अपघटन, प्रतिस्थापन और विनिमय... ये अभिक्रियाएँ तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन के साथ या बिना आगे बढ़ सकती हैं, तालिका . 7.1.

तालिका 7.1

रासायनिक प्रतिक्रियाओं के प्रकार

	सामान्य योजना	तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था को बदले बिना आगे बढ़ने वाली अभिक्रियाओं के उदाहरण	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 = 2 एचसीएल; 2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3
सड़न (एक पदार्थ से अनेक नये पदार्थ बनते हैं)	ए = बी + सी + डी	एमजीसीओ 3 एमजीओ + सीओ 2; एच 2 एसआईओ 3 एसआईओ 2 + एच 2 ओ	2एजीएनओ 3 2एजी + 2एनओ 2 + ओ 2
प्रतिस्थापन (जब पदार्थ परस्पर क्रिया करते हैं, तो एक पदार्थ के परमाणु दूसरे पदार्थ के परमाणुओं को अणु में बदल देते हैं)	ए + बीसी = एबी + सी	CaCO 3 + SiO 2 CaSiO 3 + CO 2	पीबी (संख्या 3) 2 + जेडएन = जेडएन (संख्या 3) 2 + पीबी; एमजी + 2एचसीएल = एमजीसीएल 2 + एच 2
(दो पदार्थ अपने घटक भागों का आदान-प्रदान करते हैं, जिससे दो नए पदार्थ बनते हैं)	एबी + सीडी = एडी + सीबी	AlCl 3 + 3NaOH = अल (ओएच) 3 + 3NaCl; सीए (ओएच) 2 + 2 एचसीएल = सीएसीएल 2 + 2 एच 2 ओ

7.2. रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं

जैसा कि ऊपर कहा गया है, सभी रासायनिक प्रतिक्रियाएं दो समूहों में आती हैं:

अभिकारक बनाने वाले परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन के साथ होने वाली रासायनिक अभिक्रियाएँ रेडॉक्स कहलाती हैं।

ऑक्सीकरणपरमाणु, अणु या आयन द्वारा इलेक्ट्रॉनों को छोड़ने की प्रक्रिया है:

ना ओ - 1e = ना +;

फ़े 2+ - ई = फ़े 3+;

एच 2 ओ - 2 ई = 2 एच +;

2 बीआर - - 2 ई = बीआर 2 ओ।

स्वास्थ्य लाभएक परमाणु, अणु या आयन द्वारा इलेक्ट्रॉनों को जोड़ने की प्रक्रिया है:

एस ओ + 2ई = एस 2–;

सीआर 3+ + ई = सीआर 2+;

सीएल 2 ओ + 2ई = 2सीएल -;

एमएन 7+ + 5e = एमएन 2+।

इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करने वाले परमाणु, अणु या आयन कहलाते हैं oxidants. संरक्षणकर्ताओंइलेक्ट्रॉन दान करने वाले परमाणु, अणु या आयन हैं।

इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करते हुए, प्रतिक्रिया के दौरान ऑक्सीकरण एजेंट कम हो जाता है, और कम करने वाले एजेंट का ऑक्सीकरण होता है। ऑक्सीकरण हमेशा कमी के साथ होता है और इसके विपरीत। इस तरह, कम करने वाले एजेंट द्वारा दान किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या हमेशा ऑक्सीकरण एजेंट द्वारा दान 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 पर की जाती है कि इसमें केवल आयन होते हैं। यह "+" या "-" चिह्न के साथ तत्व प्रतीक के शीर्ष पर एक अरबी अंक के साथ ऑक्सीकरण राज्य को निरूपित करने के लिए प्रथागत है। उदाहरण के लिए, अल 3+, एस 2-।

ऑक्सीकरण राज्यों को खोजने के लिए, निम्नलिखित नियमों का पालन किया जाता है:

साधारण पदार्थों में परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था शून्य होती है;

एक अणु में परमाणुओं के ऑक्सीकरण राज्यों का बीजगणितीय योग शून्य है, एक जटिल आयन में - आयन का प्रभार;

क्षार धातु परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था हमेशा +1 होती है;

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

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

पेरोक्साइड (एच 2 ओ 2, ना 2 ओ 2) को छोड़कर यौगिकों में ऑक्सीजन परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था आमतौर पर -2 होती है, जिसमें ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था -1 होती है, और कुछ अन्य पदार्थ (सुपरऑक्साइड, ओजोनाइड्स, ऑक्सीजन फ्लोराइड)।

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

आवर्त सारणी के मुख्य उपसमूहों में पाए जाने वाले तत्वों की अधिकतम ऋणात्मक ऑक्सीकरण अवस्था समूह संख्या को आठ से घटाकर निर्धारित की जा सकती है। कार्बन के लिए यह 8 - 4 = 4 है, फास्फोरस के लिए - 8 - 5 = 3 है।

मुख्य उपसमूहों में, जब ऊपर से नीचे तक तत्वों से आगे बढ़ते हैं, तो उच्चतम सकारात्मक ऑक्सीकरण राज्य की स्थिरता कम हो जाती है, इसके विपरीत, उच्च ऑक्सीकरण राज्यों की स्थिरता ऊपर से नीचे तक बढ़ जाती है।

ऑक्सीकरण अवस्था की अवधारणा की परम्परागतता को कुछ अकार्बनिक और कार्बनिक यौगिकों के उदाहरण द्वारा प्रदर्शित किया जा सकता है। विशेष रूप से, फॉस्फिनिक (हाइपोफॉस्फोरस) एच 3 पीओ 2, फॉस्फोनिक (फॉस्फोरस) एच 3 पीओ 3 और फॉस्फोरिक एच 3 पीओ 4 एसिड में, फॉस्फोरस के ऑक्सीकरण राज्य क्रमशः +1, +3 और +5 हैं, जबकि में ये सभी यौगिक फॉस्फोरस पेंटावैलेंट है। मीथेन सीएच 4, मेथनॉल सीएच 3 ओएच, फॉर्मलाडेहाइड सीएच 2 ओ, फॉर्मिक एसिड एचसीओओएच और कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) सीओ 2 में कार्बन के लिए, कार्बन के ऑक्सीकरण राज्य क्रमशः -4, -2, 0, +2 और +4 हैं। जबकि इन सभी यौगिकों में कार्बन परमाणु की संयोजकता चार के बराबर होती है।

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

7.2.2. सबसे महत्वपूर्ण ऑक्सीकरण और कम करने वाले एजेंट

विशिष्ट ऑक्सीकरण एजेंट हैं:

1. सरल पदार्थ, जिनके परमाणु अत्यधिक विद्युत् ऋणात्मक होते हैं। ये, सबसे पहले, आवधिक प्रणाली के समूहों के मुख्य उपसमूह VI और VII के तत्व हैं: ऑक्सीजन, हैलोजन। साधारण पदार्थों में से, फ्लोरीन सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है।

2. उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं में कुछ धातु धनायनों वाले यौगिक: Pb 4+, Fe 3+, Au 3+, आदि।

3. कुछ जटिल आयनों वाले यौगिक, जिनमें से तत्व उच्च धनात्मक ऑक्सीकरण अवस्थाओं में होते हैं: 2-, - -, आदि।

कम करने वाले एजेंटों में शामिल हैं:

1. सरल पदार्थ, जिनके परमाणुओं में कम विद्युतीयता होती है - सक्रिय धातुएँ। गैर-धातु, जैसे हाइड्रोजन और कार्बन, भी कम करने वाले गुणों का प्रदर्शन कर सकते हैं।

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

3. कुछ यौगिकों में ऐसे सरल आयन होते हैं, उदाहरण के लिए, I -, S 2–।

4. सम्मिश्र आयन वाले यौगिक (S 4+ O 3) 2–, (НР 3+ O 3) 2–, जिसमें 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 (केएमएनओ 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) ऑक्साइड (MnO 2, PbO 2);

पिघला हुआ पोटेशियम नाइट्रेट (KNO3) और कुछ अन्य नाइट्रेट्स का पिघलता है।

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

मैग्नीशियम (Mg), एल्यूमीनियम (Al) और अन्य सक्रिय धातुएं;
हाइड्रोजन (एच 2) और कार्बन (सी);
पोटेशियम आयोडाइड (KI);
सोडियम सल्फाइड (ना 2 एस) और हाइड्रोजन सल्फाइड (एच 2 एस);
सोडियम सल्फाइट (ना 2 एसओ 3);
टिन क्लोराइड (SnCl 2)।

7.2.3. रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं का वर्गीकरण

रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को आमतौर पर तीन प्रकारों में विभाजित किया जाता है: इंटरमॉलिक्युलर, इंट्रामोल्युलर, और अनुपातहीन (सेल्फ-ऑक्सीडेशन-सेल्फ-हीलिंग) प्रतिक्रियाएं।

अंतर-आणविक प्रतिक्रियाएंविभिन्न अणुओं में मौजूद परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन के साथ आगे बढ़ें। उदाहरण के लिए:

2 अल + फे 2 ओ 3 अल 2 ओ 3 + 2 फे,

सी + 4 एचएनओ 3 (संक्षिप्त) = सीओ 2 + 4 नहीं 2 + 2 एच 2 ओ।

प्रति इंट्रामोल्युलर प्रतिक्रियाएंइनमें ऐसी प्रतिक्रियाएं शामिल हैं जिनमें ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाले एजेंट एक ही अणु का हिस्सा होते हैं, उदाहरण के लिए:

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

2 KNO 3 2 KNO 2 + O 2।

वी अनुपातहीन प्रतिक्रिया(स्व-ऑक्सीकरण-स्व-उपचार) एक ही तत्व का एक परमाणु (आयन) एक ऑक्सीकरण एजेंट और एक 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 के संकलन 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 समीकरण तैयार करने के चरण

	कार्य
	ऑक्सीकरण और कम करने वाले एजेंट का निर्धारण करें।
	रेडॉक्स प्रतिक्रिया के उत्पादों को स्थापित करें।
	इलेक्ट्रॉनों का संतुलन बनाएं और इसकी मदद से उन पदार्थों के लिए गुणांक व्यवस्थित करें जो उनके ऑक्सीकरण राज्यों को बदलते हैं।
	अन्य पदार्थों के लिए गुणांक व्यवस्थित करें जो रेडॉक्स प्रतिक्रिया में भाग लेते हैं और बनते हैं।
	प्रतिक्रिया समीकरण के बाएँ और दाएँ पक्षों में स्थित पदार्थ परमाणुओं (आमतौर पर हाइड्रोजन और ऑक्सीजन) की मात्रा की गणना करके गुणांक की व्यवस्था की शुद्धता की जाँच करें।

आइए एक अम्लीय माध्यम में पोटेशियम परमैंगनेट के साथ पोटेशियम सल्फाइट की बातचीत के उदाहरण का उपयोग करके रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को चित्रित करने के नियमों पर विचार करें:

1. ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाले एजेंट का निर्धारण

मैंगनीज, जो उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था में है, इलेक्ट्रॉनों का दान नहीं कर सकता है। Mn 7+ इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करेगा, अर्थात। एक ऑक्सीकरण एजेंट है।

S4+ आयन दो इलेक्ट्रॉनों को 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 का निर्धारण

के 2 एसओ 3 + केएमएनओ 4 + एच 2 एसओ 4?

दो इलेक्ट्रॉनों को एक इलेक्ट्रॉन दान करते हुए, एस 4+ एस 6+ में जाता है। पोटेशियम सल्फाइट (K 2 SO 3) इस प्रकार सल्फेट (K 2 SO 4) में परिवर्तित हो जाता है। एक अम्लीय माध्यम में, Mn 7+ 5 इलेक्ट्रॉन लेता है और सल्फ्यूरिक एसिड (माध्यम) के घोल में मैंगनीज सल्फेट (MnSO 4) बनाता है। इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, पोटेशियम सल्फेट के अतिरिक्त अणु भी बनते हैं (पोटेशियम आयनों के कारण जो परमैंगनेट बनाते हैं), साथ ही साथ पानी के अणु भी बनते हैं। इस प्रकार, विचाराधीन प्रतिक्रिया को इस रूप में लिखा जाएगा:

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

3. इलेक्ट्रॉनों के संतुलन का संकलन

इलेक्ट्रॉनों के संतुलन को संकलित करने के लिए, उन ऑक्सीकरण अवस्थाओं को इंगित करना आवश्यक है जो विचाराधीन प्रतिक्रिया में परिवर्तन करते 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 दान किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या ऑक्सीकरण एजेंट द्वारा दान किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होनी चाहिए। इसलिए, प्रतिक्रिया में दो Mn 7+ और पांच S 4+ शामिल होने चाहिए:

एमएन 7+ + 5 ई = एमएन 2+ 2,

एस 4+ - 2 ई = एस 6+ 5.

इस प्रकार, अपचायक (10) द्वारा दान किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या ऑक्सीकरण एजेंट (10) द्वारा दान किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होगी।

4. प्रतिक्रिया समीकरण में गुणांकों की व्यवस्था

K 2 SO 3 के सामने इलेक्ट्रॉनों के संतुलन के अनुसार, 5 का कारक रखना आवश्यक है, और KMnO 4 - 2 के सामने। दाईं ओर, पोटेशियम सल्फेट के सामने, हम एक कारक निर्धारित करते हैं 6, चूंकि परमैंगनेट बनाने वाले 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 ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में शामिल है दोपरमैंगनेट अणु, दाईं ओर भी बनते हैं दोमैंगनीज सल्फेट अणु। प्रतिक्रिया उत्पादों (पोटेशियम और मैंगनीज आयन जो परमैंगनेट बनाते हैं) को बांधने के लिए, यह आवश्यक है तीनइसलिए, प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप सल्फ्यूरिक एसिड के अणु, तीनपानी के अणु। अंत में, हमें मिलता है:

5 के 2 एसओ 3 + 2 केएमएनओ 4 + 3 एच 2 एसओ 4 = 6 के 2 एसओ 4 + 2 एमएनएसओ 4 + 3 एच 2 ओ।

5. अभिक्रिया समीकरण में गुणांकों की व्यवस्था की शुद्धता की जाँच करना

प्रतिक्रिया समीकरण के बाईं ओर ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या है:

5 3 + 2 4 + 3 4 = 35।

दाईं 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. रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के उदाहरण जिसमें विशिष्ट ऑक्सीकरण और कम करने वाले एजेंट शामिल हैं

7.2.5.1. अंतर-आणविक ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाएं

पोटेशियम परमैंगनेट, पोटेशियम डाइक्रोमेट, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, पोटेशियम नाइट्राइट, पोटेशियम आयोडाइड और पोटेशियम सल्फाइड से जुड़े रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को उदाहरण के रूप में नीचे माना जाता है। अन्य विशिष्ट ऑक्सीकरण और कम करने वाले एजेंटों को शामिल करने वाली रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं पर मैनुअल (अकार्बनिक रसायन विज्ञान) के दूसरे भाग में चर्चा की गई है।

पोटेशियम परमैंगनेट से युक्त रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं

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

चावल। 7.1 विभिन्न माध्यमों में पोटेशियम परमैंगनेट की कमी के उत्पादों का निर्माण

नीचे विभिन्न माध्यमों में एक अपचायक के रूप में पोटेशियम सल्फाइड के साथ KMnO4 की अभिक्रियाएँ दी गई हैं, जो योजना को दर्शाती हैं। 7.1 इन अभिक्रियाओं में सल्फाइड आयन का ऑक्सीकरण उत्पाद मुक्त सल्फर होता है। एक क्षारीय माध्यम में, KOH अणु प्रतिक्रिया में भाग नहीं लेते हैं, लेकिन केवल पोटेशियम परमैंगनेट के अपचयन 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 के 2 एस + 2 केएमएनओ 4 + 4 एच 2 ओ 2 एमएनओ 2 + 3 एस + 8 केओएच,

के 2 एस + 2 केएमएनओ 4 – (केओएच) 2 के 2 एमएनओ 4 + एस।

पोटेशियम डाइक्रोमेट 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 (क्रोमिक पीक) का मिश्रण व्यापक रूप से एक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में प्रयोगशाला अभ्यास में उपयोग किया जाता है। एक कम करने वाले एजेंट के साथ बातचीत करते हुए, एक पोटेशियम डाइक्रोमेट 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 केआई + के 2 सीआर 2 ओ 7 + 7 एच 2 एसओ 4 = 3 आई 2 + सीआर 2 (एसओ 4) 3 + 4 के 2 एसओ 4 + 7 एच 2 ओ।

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 केआई + 2 केएनओ 2 + 2 एच 2 एसओ 4 = आई 2 + 2 के 2 एसओ 4 + एच 2 ओ,

हालांकि, मजबूत ऑक्सीडेंट (जैसे, उदाहरण के लिए, केएमएनओ 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, माध्यम के आधार पर, योजना के अनुसार कम हो जाता है, अंजीर। 7.2.

चावल। 7.2. हाइड्रोजन पेरोक्साइड के संभावित कमी 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 केआई + एच 2 ओ 2 = आई 2 + 2 केओएच।

7.2.5.2. इंट्रामोल्युलर ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाएं

इंट्रामोल्युलर रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं, एक नियम के रूप में, जब पदार्थों को गर्म किया जाता है, जिसके अणुओं में एक कम करने वाला एजेंट और एक ऑक्सीकरण एजेंट होता है। इंट्रामोल्युलर कमी-ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के उदाहरण नाइट्रेट्स और पोटेशियम परमैंगनेट के थर्मल अपघटन की प्रक्रियाएं हैं:

2 नैनो 3 2 नानो 2 + ओ 2,

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

एचजी (एनओ 3) 2 एचजी + एनओ 2 + ओ 2,

2 केएमएनओ 4 के 2 एमएनओ 4 + एमएनओ 2 + ओ 2।

7.2.5.3। अनुपातहीन प्रतिक्रिया

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, अनुपातहीन प्रतिक्रियाओं में एक और एक ही परमाणु (आयन) एक ऑक्सीकरण एजेंट और एक कम करने वाला एजेंट दोनों है। आइए हम क्षार के साथ सल्फर की बातचीत के उदाहरण का उपयोग करके इस प्रकार की प्रतिक्रियाओं को संकलित 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 इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देता है:

इसलिए – 4e = एस 4+।

गंधक – ऑक्सीडाइज़र दो इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है:

एस ओ + 2е = एस 2–।

इस प्रकार, सल्फर के अनुपातहीन प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, यौगिक बनते हैं, तत्व की ऑक्सीकरण अवस्था जिसमें – 2 और दाईं ओर +4:

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

क्षार में नाइट्रोजन ऑक्साइड (IV) के अनुपात से नाइट्राइट और नाइट्रेट प्राप्त होते हैं - ऐसे यौगिक जिनमें नाइट्रोजन के 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 के घोल में क्लोरीन का अनुपातहीन होने से हाइपोक्लोराइट बनता है, और गर्म घोल में क्लोरेट होता है:

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

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

7.3. इलेक्ट्रोलीज़

ऑक्सीकरण-कमी प्रक्रिया जो विलयनों में होती है या उनके माध्यम से एक निरंतर विद्युत प्रवाह से पिघलती है, इलेक्ट्रोलिसिस कहलाती है। इस मामले में, आयनों को सकारात्मक इलेक्ट्रोड (एनोड) पर ऑक्सीकृत किया जाता है। ऋणात्मक इलेक्ट्रोड (कैथोड) पर धनायन कम हो जाते हैं।

2 ना 2 सीओ 3 4 ना + 2 + 2सीओ 2।

इलेक्ट्रोलाइट्स के जलीय घोलों के इलेक्ट्रोलिसिस में, विलेय के परिवर्तनों के साथ, हाइड्रोजन आयनों और पानी के हाइड्रॉक्साइड आयनों की भागीदारी के साथ विद्युत रासायनिक प्रक्रियाएं हो सकती हैं:

कैथोड (-): 2 + + 2е = 2,

एनोड (+): 4 ओएच - - 4 ई = ओ 2 + 2 एच 2 ओ।

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

1. सक्रिय धातुओं के धनायन (अल 3+ तक) कैथोड पर कम नहीं होते हैं, इसके बजाय, हाइड्रोजन कम हो जाता है।

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

3. Al 3+ और H+ के बीच स्थित धातु धनायन हाइड्रोजन धनायन के साथ-साथ कैथोड पर अपचित होते हैं।

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

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

1. हैलाइड आयनों का ऑक्सीकरण मुक्त हैलोजन मुक्त करता है।

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

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

एक)। विलयन में सोडियम क्लोराइड आयनों में वियोजित हो जाता है।

1. यौगिक की प्रतिक्रियाएं। डीआई मेंडलीफ ने एक यौगिक को एक प्रतिक्रिया के रूप में परिभाषित किया, "जिसमें दो पदार्थों में से एक होता है। तो, एक अपेक्षाकृत सरल संरचना के कई प्रतिक्रियाशील पदार्थों से एक यौगिक की प्रतिक्रियाओं में, अधिक जटिल संरचना का एक पदार्थ प्राप्त होता है

ए + बी + सी = डी

यौगिक प्रतिक्रियाओं में हवा में सरल पदार्थों (सल्फर, फास्फोरस, कार्बन) का दहन शामिल है। उदाहरण के लिए, कार्बन हवा में जलता है C + O2 = CO2 (बेशक, यह प्रतिक्रिया धीरे-धीरे आगे बढ़ती है, पहले कार्बन मोनोऑक्साइड CO बनती है)। एक नियम के रूप में, ये प्रतिक्रियाएं गर्मी की रिहाई के साथ होती हैं, अर्थात। अधिक स्थिर और कम ऊर्जा युक्त यौगिकों के निर्माण के लिए नेतृत्व - एक्ज़ोथिर्मिक हैं।

साधारण पदार्थों के यौगिक की अभिक्रियाएँ सदैव रेडॉक्स प्रकृति की होती हैं। जटिल पदार्थों के बीच होने वाली यौगिक अभिक्रियाएँ संयोजकता को बदले बिना हो सकती हैं

CaCO3 + CO2 + H2O = Ca (HCO3) 2

तो भी redox की संख्या के हैं

2FеСl2 + Сl2 = 2FеСl3।

2. अपघटन प्रतिक्रियाएं। मेंडेलीव के अनुसार, रासायनिक अपघटन प्रतिक्रियाएं, "संयोजन के विपरीत मामले हैं, अर्थात, जिनमें एक पदार्थ दो देता है, या, सामान्य तौर पर, एक निश्चित संख्या में पदार्थ - उनमें से अधिक संख्या।

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

ए = बी + सी + डी

एक जटिल पदार्थ के अपघटन उत्पाद सरल और जटिल दोनों प्रकार के पदार्थ हो सकते हैं। एक अपघटन प्रतिक्रिया का एक उदाहरण चाक (या तापमान के प्रभाव में चूना पत्थर) के अपघटन की रासायनिक प्रतिक्रिया है: CaCO3 = CaO + CO2। अपघटन प्रतिक्रिया में आमतौर पर हीटिंग की आवश्यकता होती है। ऐसी प्रक्रियाएं एंडोथर्मिक हैं, अर्थात। गर्मी अवशोषण के साथ प्रवाह। वैलेंस अवस्थाओं को बदले बिना आगे बढ़ने वाली अपघटन अभिक्रियाओं में से क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स, क्षारों, अम्लों और ऑक्सीजन युक्त अम्लों के लवणों के अपघटन पर ध्यान दिया जाना चाहिए।

CuSO4 5H2O = CuSO4 + 5H2O,

Cu (OH) 2 = CuO + H2O,

H2SiO3 = SiO2 + H2O।

एक रेडॉक्स चरित्र की अपघटन प्रतिक्रियाओं में उच्च ऑक्सीकरण राज्यों में तत्वों द्वारा गठित ऑक्साइड, एसिड और लवण का अपघटन शामिल होता है।

2SO3 = 2SO2 + O2,

4HNO3 = 2H2O + 4NO2O + O2O,

2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2,

(NH4) 2Cr2O7 = Cr2O3 + N2 + 4H2O।

अकार्बनिक रसायन विज्ञान में अपघटन प्रतिक्रियाओं के विपरीत, कार्बनिक रसायन विज्ञान में अपघटन प्रतिक्रियाओं की अपनी विशिष्टताएं होती हैं। उन्हें शामिल होने की रिवर्स प्रक्रिया के रूप में माना जा सकता है, क्योंकि परिणामस्वरूप, कई बांड या चक्र सबसे अधिक बार बनते हैं।

कार्बनिक रसायन में अपघटन अभिक्रिया कहलाती है खुर

C18H38 = C9H18 + C9H20

या निर्जलीकरण C4H10 = C4H6 + 2H2।

अन्य दो प्रकार की प्रतिक्रियाओं में, अभिकर्मकों की संख्या उत्पादों की संख्या के बराबर होती है।

3. प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं। उनकी विशिष्ट विशेषता एक जटिल पदार्थ के साथ एक साधारण पदार्थ की बातचीत है। ऐसी प्रतिक्रियाएं कार्बनिक रसायन विज्ञान में भी मौजूद हैं। हालांकि, कार्बनिक पदार्थों में "प्रतिस्थापन" की अवधारणा अकार्बनिक रसायन विज्ञान की तुलना में व्यापक है। यदि प्रारंभिक पदार्थ के अणु में किसी परमाणु या कार्यात्मक समूह को किसी अन्य परमाणु या समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, तो ये भी प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं हैं, हालांकि अकार्बनिक रसायन विज्ञान के दृष्टिकोण से, प्रक्रिया एक विनिमय प्रतिक्रिया की तरह दिखती है।

प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में, आमतौर पर एक साधारण पदार्थ एक जटिल पदार्थ के साथ परस्पर क्रिया करता है, जिससे दूसरा सरल पदार्थ और दूसरा जटिल बनता है ए + बीसी = एबी + सी

उदाहरण के लिए, कॉपर सल्फेट के घोल में स्टील की कील डालने से हमें आयरन सल्फेट (इसके नमक से आयरन विस्थापित कॉपर) Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu प्राप्त होता है।

ये प्रतिक्रियाएं काफी हद तक रेडॉक्स से संबंधित हैं

2Аl + Fe2O3 = 2Fе + Аl2О3,

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2,

2KBr + Cl2 = 2KCl + Br2,

2KSlO3 + l2 = 2KlO3 + Сl2।

परमाणुओं की संयोजकता अवस्थाओं में परिवर्तन के साथ न होने वाली प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं के उदाहरण बहुत कम हैं।

यह ऑक्सीजन युक्त एसिड के लवण के साथ सिलिकॉन डाइऑक्साइड की प्रतिक्रिया पर ध्यान दिया जाना चाहिए, जो गैसीय या वाष्पशील एनहाइड्राइड के अनुरूप है।

CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2,

Ca3 (PO4) 2 + 3SiO2 = 3CaSiO3 + P2O5।

कभी-कभी इन प्रतिक्रियाओं को विनिमय प्रतिक्रियाओं के रूप में माना जाता है

CH4 + Cl2 = CH3Cl + HCl।

4. विनिमय की प्रतिक्रियाएं (निष्प्रभावी सहित)। विनिमय प्रतिक्रियाओं को दो यौगिकों के बीच प्रतिक्रियाएं कहा जाता है जो एक दूसरे के साथ अपने घटक भागों का आदान-प्रदान करते हैं।

एबी + सीडी = एडी + सीबी

उनमें से बड़ी संख्या में जलीय घोल में पाए जाते हैं। एक रासायनिक विनिमय प्रतिक्रिया का एक उदाहरण एक क्षार के साथ अम्ल का उदासीनीकरण है

NaOH + HCl = NaCl + H2O।

यहां, अभिकर्मकों (बाईं ओर के पदार्थ) में, HCl यौगिक से हाइड्रोजन आयन का NaOH यौगिक से सोडियम आयन के साथ आदान-प्रदान किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप पानी में सोडियम क्लोराइड का घोल बनता है।

ZnO + Н2SO4 = ZnSО4 + Н2О,

AgNO3 + KBr = AgBr + KNO3,

CrCl3 + 3NaOH = Cr (OH) 3 + 3NaCl।

इन विनिमय प्रतिक्रियाओं का एक विशेष मामला तटस्थकरण प्रतिक्रियाएं हैं

एचसीएल + केओएच = केसीएल + एच 2 ओ।

NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2,

Ca (HCO3) 2 + Ca (OH) 2 = 2CaCO3 ↓ + 2H2O,

CH3COONa + H3PO4 = CH3COOH + NaH2PO4।

हालांकि, कई प्रतिक्रियाएं प्रस्तुत सरल योजना में फिट नहीं होती हैं। उदाहरण के लिए, पोटेशियम परमैंगनेट (पोटेशियम परमैंगनेट) और सोडियम आयोडाइड के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया को इनमें से किसी भी प्रकार के लिए जिम्मेदार नहीं ठहराया जा सकता है। ऐसी प्रतिक्रियाओं को आमतौर पर रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं कहा जाता है, उदाहरण के लिए

2KMnO4 + 10NaI + 8H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 5Na2SO4 + 5I2 + 8H2O।

अकार्बनिक रसायन विज्ञान में रेडॉक्स में सभी प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं और वे अपघटन प्रतिक्रियाएं और यौगिक शामिल होते हैं जिनमें कम से कम एक साधारण पदार्थ शामिल होता है। अधिक सामान्यीकृत संस्करण में (पहले से ही कार्बनिक रसायन को ध्यान में रखते हुए), सभी प्रतिक्रियाओं में सरल पदार्थ शामिल होते हैं। और, इसके विपरीत, सभी विनिमय प्रतिक्रियाएं अभिकारकों और प्रतिक्रिया उत्पादों को बनाने वाले तत्वों के ऑक्सीकरण राज्यों को बदले बिना आगे बढ़ने वाली प्रतिक्रियाओं से संबंधित हैं।

2. चरण विशेषताओं द्वारा प्रतिक्रियाओं का वर्गीकरण

1. गैस प्रतिक्रियाएं:

2. समाधान में प्रतिक्रियाएं:

NaOH (पीपी) + एचसीएल (पी-पी) = NaCl (पी-पी) + एच 2 ओ (जी)।

3. ठोसों के बीच अभिक्रियाएँ:

CaO (टीवी) + SiO2 (टीवी) = CaSiO3 (टीवी)।

3. चरणों की संख्या द्वारा प्रतिक्रियाओं का वर्गीकरण

प्रकार