If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

თუ ვებფილტრს იყენებთ, დარწმუნდით, რომ *.kastatic.org და *.kasandbox.org დომენები არ არის დაბლოკილი.

ძირითადი მასალა

ჟანგვა–აღდგენის რეაქციები

ჟანგვა–აღდგენის რეაქციების ტიპები, მაგალითები, მჟანგავი და აღმდგენი აგენტები. 

რა არის ჟანგვა–აღდგენის რეაქცია?

ჟანგვა–აღდგენა არის ქიმიური რეაქციის ერთ–ერთი ტიპი, რომელიც მოიცავს ელექტრონების გადაცემას ორ სახეობას შორის.
ჩვენ შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ელექტრონების გადაცემა მოხდა, თუ რეაგენტებსა და პროდუქტების ჟანგვის რიცხვი შეიცვალა.
ეგზოთერმული რეაქცია გამოყოფს სითბოს, სინათლეს და რკინის დამდნარ ბურთულებს.
უხვი სინათლისა და სითბოს გამოყოფა = ქიმიური რექცია! ეს არის თერმული რეაქცია, რომელიც ამავდროულად არის ჟანგვა–აღდგენის რეაქციაც. რეაქცია შემდეგნაირია: Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3. თერმული რეაქციის ფოტო by Nikthestunned at Wikimedia Commons, CC-BY-SA 3,0.
ჟანგვა–აღდგენის რეაქციები არის ყველგან! თქვენი სხეული იყენებს ჟანგვა–აღდგენის რეაქციას, რათა გარდაქმნას საკვები და ჟანგბადი ენერგიად, წყლად და CO2–ად, რომელსაც ჩვენ შემდეგ ამოვისუნთავთ. ჩვენი ელექტროტექნიკის ბატარეებიც ჟანგვა–აღდგენის რეაქციის წყალობით მუშაობს, რომლის შესახებაც თქვენ გაიგებთ მეტს, როცა ელექტროქიმიას ვისწავლით. შეგიძლიათ ჟანგვა–აღდგენის რეაქციის სხვა მაგალითები მოიყვანო, რომელიც თქვენს ირგვლივ ყოველდღიურად ხდება?

მნიშვნელოვანი ტერმინები და მაგალითები

არსებობს ტერმინები, რომლებიც გამოიყენება ჟანგვა–აღდგენის რეაქციების დროს. ჩვენ განვიხილავთ ამ ტერმინებს შემდეგი რეაქციების მაგალითების გამოყენებით:
2Fe2O3(.)+3C(.)4Fe(.)+3CO2(.)
ქვევით ჩამოწერილია კითხვები, რომლებზეც გვინდა შეგვეძლოს პასუხის გაცემა:
1.  არის თუ არა რეაქცია ჟანგვა–აღდგენის და როგორ უნდა მივხვდეთ ამას?
2.  თუ ეს ჟანგვა–აღდგენის რეაქციაა, რა დაიჟანგა და რა აღდგა?
3.  რომელი რეაგენტია აღმდგენი ამ რეაქციაში?
4.  რომელი რეაგენტია მჟანგავი?
კითხვა # 1:
ამ სტატიის სათაურის მიხედვით ჩვენ შეგვიძლია ვარაუდი გამოვთქვათ პირველი კითხვის პირველ ნაწილზე. დიახ, ეს ალბათ არის ჟანგვა–აღდგენის რეაქცია, მაგრამ როგორ უნდა გავიგოთ დანამდვილებით? ამისათვის საჭიროა ვანახოთ, რომ რეაქციაში ელექტრონების გადაცემა ხდება და ამის დაზუსტება შესაძლებელია, რეაგენტების და პროდუქტების ჟანგვის რიცხვის შეცვლის შემოწმებით.
თუ ჩვენ ვნახავთ რეაგენტების და პროდუქტების თითოეული ატომის ჟანგვის რიცხვს, ჩვენ მივიღებთ შემდეგს:
2Fe2O3(s)+3C(s)4Fe(s)+3CO2(g)
                                                              +3,2             0               0        +4,2         (ჟანგვის რიცხვები)
ჩვენ შეგვიძლია ჟანგვის რიცხვები გამოვიყენოთ 1 კითხვის მეორე ნაწილზე პასუხის გასაცემად, რადგან შეგვიძლია ვაჩვენოთ, რომ რკინის და ნახშირბადის ჟანგვის რიცხვები იცვლება რეაქციის დროს ელექტრონების გაცემის გამო.
კითხვა # 2:
ნახშირბადი იჟანგება, რადგან ის კარგავს ელექტრონებს და მისი ჟანგვის რიცხვი იზრდება 0-დან +4-მდე.
რკინა აღდგება, რადგან ის იძენს ელექტრონებს და მისი ჟანგვის რიცხვი მცირდება +3-დან 0-მდე.
კითხვა # 3:
* მჟანგავი არის რეაგენტი, რომელიც თავად აღდგება და იწვევს სხვა რეაგენტის დაჟანგვას, ასე რომ C(s) არის მჟანგავი.
კითხვა # 4:
აღმდგენი არის რეაგენტი, რომელიც თავად იჟანგება და იწვევს სხვა რეაგენტის აღდგენას, ასე რომ Fe2O3(s) არის აღმდგენი.

ჟანგვა–აღდგენის რეაქციების ტიპები

რადგანაც ჟანგვა–აღდგენა ქიმიური რეაქციების მნიშვნელოვანი კლასია, ჩვენ უნდა შეგვეძლოს მათი ცნობა. ჟანგვა–აღდგენის რეაქციების რამდენიმე ტიპი არსებობს. თითოეული მაგალითისთვის აიღეთ ერთი წუთი და შეეცადეთ მიხვდეთ, რომელი რეაგენტი იჟანგება და რომელი აღდგება!
1. წვის რეაქცია
წვა არის ჟანგვა–აღდგენის რეაქცია ნაერთსა და ჟანგბადის მოლეკულას შორის (O2), რომლის დროსაც იქმნება ჟანგბადნარევი პროდუქტი. როცა ამ რეაგენტებიდან ერთ–ერთი ნახშირწყალბადია, პროდუქტი შეიცავს წყალს და ნახშირორჟანგს.
შემდეგი რეაქცია გვაჩვენებს ოქტანის (ერთ–ერთი ნახშირწყალბადი) წვას. ოქტანი საწვავის კომპონენტია და წვის ეს რეაქცია მიმდინარეობს მანქანების ძრავაში:
2C8H18+25O216CO2(g)+18H2O
2. დისპროპორციონირების რეაქციები
დისპროპორციონირება ( იგივე თვით ჟანგვა–აღდგენის რეაქცია) არის რეაქცია, რომლის დროსაც მიმდინარეობს ერთისა და იმავე ქიმიური ელემენტის ჟანგვაც და აღდგენაც. შემდეგი რეაქცია გვიჩვენებს ჰიპოქლორიტის ClO თვით ჟანგვა–აღდგენას:
3ClO()ClO3()+2Cl()
თუ ჩვენ დავაკვირდებით ქლორის ჟანგვის რიცხვს, დავინახავთ, რომ რეაგენტი ClO დაიჟანგა ClO3-მდე (სადაც ჟანგვის რიცხვი გაიზარდა +1-დან +5-მდე). ამავდროულად, ქლორი ClO-ის სხვა მოლეკულებში აღდგა და გახდა Cl (სადაც ჟანგვის რიცხვი შემცირდა +1-დან 1-მდე). ჟანგბადის ჟანგვის რიცხვი არის 2 როგორც ClO-ში, ასევე ClO3-იც. ასე რომ, ჟანგბადი არც იჟანგება და არც აღდგება.
3. ჩანაცვლების რეაქციები
ერთჩამნაცვლებელი რეაქცია (ანუ ჩანაცვლების რეაქცია) გულისხმობს ნაერთში ერთი ელემენტის მეორით ჩანაცვლებას. მაგალითად, მრავალი მეტალი ურთიერთქმედებს განზავებულ მჟავასთან მარილისა და წყალბადის აირის წარმოქმნით. ქვემოთ მოყვანილია მაგალითი, რომელშიც მეტალური თუთია და ქლორწყალბადმჟავას წყალხსნარი ურთიერთქმედებენ და თუთია წყალბადს ანაცვლებს ამ ერთჩამნაცვლებელ რეაქციაში:
Zn()+2HCl()ZnCl2()+H2()

მარტივი ჟანგვა-აღდგენის რეაქციების გათანაბრება ნახევარრეაქციების მეთოდის გამოყენებით

ჟანგვა-აღდგენის რეაქცია შეიძლება დავყოთ ჟანგვისა და აღდგენის ნახევარრეაქციებად. ქიმიკოსები იყენებენ ნახევარრეაქციებს ელექტრონების გადატანის უკეთ დასანახად და ეს მათ ასევე ეხმარებათ ჟანგვა-აღდგენის რეაქციების გათანაბრებაში. მოდით, დავწეროთ ნახევარრეაქციები მომდევნო მაგალითისთვის:
Al()+Cu2+(.)Al3+(.)+Cu()
არის თუ არა ზედა მაგალითი გათანაბრებული? რეაქციაში ატომები გათანაბრებული ჩანს, რადგან ჩვენ გვაქვს 1Al-ის ატომი და 1Cu-ის ატომი რეაქციის ორივე მხარეს. თუმცა, როცა ჩვენ შევკრებთ მუხტებს რეაგენტების მხარეს, მივიღებთ, რომ გვაქვს 2+ მუხტი, რაც განსხვავდება პროდუქტების მხარის 3+ მუხტისგან. იმისთვის, რომ რეაქცია იყოს გათანაბრებული, საჭიროა, ატომებისა და მუხტების რაოდენობა იყოს თანაბარი! ამისათვის ჩვენ გამოვიყენებთ ნახევარრეაქციების მეთოდს.
აღდგენის ნახევარრეაქცია: აღდგენის ნახევარრეაქცია გვიჩვენებს რეაგენტებსა და პროდუქტებს, რომლებიც მონაწილეობენ აღდგენის რეაქციაში. ვინაიდან Cu2+ აღდგება Cu-მდე, შეგვიძლია, გათანაბრება დავიწყოთ ამ საფეხურის დაწერით:
Cu2+()Cu()
თუმცა ეს არ არის სწორი ნახევარრეაქცია იმიტომ, რომ მუხტები არ გვაქვს გათანაბრებული. რეაგენტების მხარეს გვაქვს 2+ მუხტი, როცა პროდუქტების მხარეს გვაქვს 0. ჩვენ შეგვიძლია ამ ნახევარრეაქციის გათანაბრება, თუ გავითვალისწინებთ ელექტრონების გაცემას, რომელიც რეაქციის დროს ხდება. ამის შემდეგ მივიღებთ სწორ აღდგენის ნახევარრეაქციას:
Cu2+(.)+2eCu()                  აღდგენის ნახევარრეაქცია
გათანაბრებული ნახევარრეაქცია გვიჩვენებს, რომ Cu2+ იღებს 2e-ს თითოეული სპილენძის ატომისთვის, რომ წარმოქმნას Cu0. საიდან მოდის ეს ორი ელექტრონი? ამ კითხვაზე პასუხის გასაცემად განვიხილოთ ჟანგვის ნახევარრეაქცია.
ჟანგვის ნახევარრეაქცია: ჟანგვის ნახევარრეაქცია გვიჩვენებს რეაგენტებსა და პროდუქტებს, რომლებიც მონაწილეობენ ჟანგვის რეაქციაში. ჩვენს შემთხვევაში ამ რეაქციაში შევა Al()-ის გარდაქმნა Al3+-ად. რა თქმა უნდა, ამ შემთხვევაშიც ნახევარრეაქციაში მუხტები უნდა იყოს გათანაბრებული:
Al()Al3+(.)+3e                   ჟანგვის ნახევარრეაქცია
ჟანგვის ნახევარრეაქცია გვიჩვენებს, რომ Al(s)-ის თითოეული ატომი კარგავს 3e-ს, რომ წარმოქმნას Al3+.
ჩვენ შევაერთებთ გათანაბრებულ ნახევარრეაქციებს და მივიღებთ სრულ გათანაბრებულ რეაქციას, თუმცა ერთი რამ ჯერ კიდევ შესამოწმებელია. ელექტრონები უნდა გაბათილდნენ სრულ გათანაბრებულ რეაქციაში. თითოეული ელექტრონი, რომელიც გათავისუფლდა ჟანგვის ნახევარრეაქციაში, აუცილებლად უნდა იქნეს გამოყენებული აღდგენის ნახევარრეაქციაში. წინააღმდეგ შემთხვევაში, რეაქციაში თავისუფალი ელექტრონები დაიწყებენ ცურვას. ეს იმას ნიშნავს, რომ თითოეულ ნახევარრეაქციაში ელექტრონების თანაბარი რაოდენობა უნდა იყოს გაცემული და მიღებული.
ჩვენ შეგვიძლია, აღდგენის ნახევარრეაქცია გავამრავლოთ 3-ზე, ჟანგვის ნახევარრეაქცია კი - 2-ზე. ამ შემთხვევაში ორივე რეაქციაში 6 ელექტრონი გაიცემა და მიიღება:
3×[Cu2+()+2eCu()]                   3×აღდგენის ნახევარრეაქცია2×[Al()Al3+()+3e]                     2×ჟანგვის ნახევარრეაქცია
ახლა, როცა გვაქვს ელექტრონების ერთი და იგივე რაოდენობა თითოეულ ნახევარრეაქციაში, შეგვიძლია, შევკრიბოთ ისინი და მივიღოთ სრული გათანაბრებული რეაქცია:
6e+3Cu2+(.)                      3Cu()      3×აღდგენის ნახევარრეაქცია2Al()                       2Al3+(.)+6e         2×ჟანგვის ნახევარრეაქცია2Al()+3Cu2+(.)2Al3+(.)+3Cu()        სრული გათანაბრებული რეაქცია
ბოლოს, შეგვიძლია, შევამოწმოთ, არის თუ არა ყველა რეაგენტი და პროდუქტი რეაქციის ორივე მხარეს. ამ შემთხვევაში ეს არ არის საჭირო, ამიტომ ამ რეაქციის გათანაბრება დასრულებულია. ჩვენი რეაქცია გათანაბრებულია ატომების მუხტითაც და მასითაც.

შეჯამება

ჩვენ შეგვიძლია, ჟანგვა-აღდგენის რეაქციები დავადგინოთ ჟანგვის რიცხვის ცვლილების შემოწმებით. ჟანგვა-აღდგენის რეაქცია შეგვიძლია, გავხლიჩოთ ჟანგვის და აღდგენის ნახევარ რეაქციებად. ამ მეთოდის გამოყენებით ჩვენ შეგვიძლია რეაქციის გათანაბრება, რომლის დროსაც ატომების მასებიც და მუხტებიც უნდა იყოს დაბალანსებული. როგორც უკვე ვნახეთ, ჟანგვა-აღდგენის სამი ტიპის რეაქცია გვაქვს. ესენია: წვის, დისპროპორციონირების და ჩანაცვლების.

სცადე!

ამოცანა 1

რომელია მოცემული ჟანგვა-აღდგენითი რეაქციის ტოლობის სრული გათანაბრებული რეაქცია?
Al(.)+H+(.)Al3+(.)+H2(.)
აირჩიეთ 1 პასუხი:

გსურთ, შეუერთდეთ დისკუსიას?

პოსტები ჯერ არ არის.
გესმით ინგლისური? დააწკაპუნეთ აქ და გაეცანით განხილვას ხანის აკადემიის ინგლისურენოვან გვერდზე.