ლექცია No9
ლექციის მონახაზი:
1. რედოქს სისტემები, მათი მახასიათებლები.
2. რედოქს პოტენციალი, მათი ექსპერიმენტული გაზომვა. სტანდარტული რედოქსის პოტენციალი, როგორც ძალის საზომი
ჟანგვის აგენტი და შემცირების აგენტი.
3. სტანდარტული რედოქს პოტენციალის გამოყენება რედოქს რეაქციების პროდუქტების, მიმართულებისა და თანმიმდევრობის დასადგენად.
4. რეალური რედოქს პოტენციალი. ნერნსტის განტოლება.
რედოქს სისტემები, მათი მახასიათებლები.
ანალიზური ქიმიისადმი საინტერესო მრავალი რეაქცია რედოქსულია და გამოიყენება როგორც ხარისხობრივ, ასევე რაოდენობრივ ანალიზში.
ოქსიდაციურ-აღდგენითი რეაქციები (ORR) არის რეაქციები, რომლებიც მოიცავს რეაქციაში მყოფი ნივთიერებების ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილებას. ამ შემთხვევაში, ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილება ხდება ელექტრონების დამატებით და დაკარგვით.
ელექტრონების მოპოვებისა და დაკარგვის პროცესები განიხილება, როგორც შემცირების და დაჟანგვის ნახევრად რეაქციები, შესაბამისად:
aOk1 + ne cBoc1 (რედუქცია) bBoc2 – ne dOk2 (დაჟანგვა) ყოველ ნახევარრეაქციაში უფრო მაღალი დაჟანგვის მდგომარეობაში მყოფ ნივთიერებას ეწოდება დაჟანგული ფორმა (Ok), ხოლო ქვედა ჟანგვის მდგომარეობაში - შემცირებული ფორმა (Boc).
ნივთიერების დაჟანგული და შემცირებული ფორმები წარმოადგენს კონიუგატ რედოქს წყვილს (რედოქს წყვილი). რედოქს წყვილში, დაჟანგული ფორმა (Ok) არის ელექტრონის მიმღები და შემცირებულია, შემცირებული ფორმა (Boc) მოქმედებს როგორც ელექტრონის დონორი და იჟანგება.
ჟანგვის და შემცირების ნახევრად რეაქცია შეუძლებელია ერთმანეთისგან - თუ არის ელექტრონის დონორი, მაშინ უნდა იყოს აქცეპტორიც. საერთო რედოქსის რეაქცია რეალურად ხდება:
aOk1 + bBoc2 cBoc1 + dOk ამ შემთხვევაში მოცემული და მიღებული ელექტრონების რაოდენობა ერთნაირი უნდა იყოს.
მაგალითად, განიხილეთ რედოქსის რეაქცია:
2Fe3+ + Sn2+ 2Fe2+ + Sn4+ შესაბამისი ნახევარრეაქციები შეიძლება დაიწეროს როგორც:
2Fe3+ + 2e 2Fe2+ Sn2+ – 2e Sn4+ ეს რედოქსული რეაქცია მოიცავს ორ ელექტრონს და არის ორი რედოქსური წყვილი Fe3+/Fe2+ და Sn4+/Sn2+, რომელთაგან თითოეული შეიცავს დაჟანგულ (Fe3+, Sn4+) და შემცირებულ (Fe2+, Sn2+) ფორმებს.
რედოქსის პოტენციალი, მათი ექსპერიმენტული გაზომვა. სტანდარტული რედოქსის პოტენციალი, როგორც ჟანგვის აგენტის და აღმდგენი აგენტის სიძლიერის საზომი.
მოცემული ნივთიერების ჟანგვითი ან აღდგენითი თვისებების ეფექტურობა (ელექტრონების დონაციის ან მიღების უნარი) დამოკიდებულია მის ბუნებაზე, რედოქს რეაქციის პირობებზე და განისაზღვრება ნახევრად რედოქს პოტენციალის (ORP) მნიშვნელობით. რეაქცია (რედოქსის წყვილი). ეს პოტენციალი ექსპერიმენტულად იზომება რედოქსის ელექტროდის გამოყენებით, რომელიც შედგება ინერტული მასალისგან M (პლატინი, ოქრო, გრაფიტი, მინის ნახშირბადი), ჩაეფლო წყალხსნარში, რომელშიც არის ამ ნივთიერების დაჟანგული და შემცირებული ფორმები. ასეთი ელექტროდი ინიშნება შემდეგნაირად:
M | Ok, Vos ასეთი შექცევადი ელექტროდის ზედაპირზე ხდება შემდეგი რეაქცია:
Ok + ne Boc, რის შედეგადაც წარმოიქმნება პოტენციალი შესასწავლი რედოქს წყვილის რედოქს პოტენციალის ტოლი.
მაგალითად, თუ პლატინის ელექტროდი ჩაეფლო რკინის(III) (დაჟანგული ფორმა) და რკინის(II) (შემცირებული ფორმა) ქლორიდების შემცველ ხსნარში (Pt | FeCl3, FeCl2), მაშინ რედოქსის რეაქცია Fe3+ + e Fe2+ და ელექტროდი. პოტენციალი წარმოიქმნება Fe3+/Fe2+ რედოქს წყვილის რედოქს პოტენციალის ტოლი.
შეუძლებელია რედოქს პოტენციალის აბსოლუტური მნიშვნელობის გაზომვა, ამიტომ, პრაქტიკაში, შესწავლილი რედოქსის წყვილის ORP მნიშვნელობა იზომება რომელიმე სტანდარტული საცნობარო ნახევრად რეაქციასთან და მის საფუძველზე შექმნილ ელექტროდთან (რეფერენტული ელექტროდი). სტანდარტული ნახევრად რეაქცია უნდა იყოს შექცევადი, ხოლო საცნობარო ელექტროდს უნდა ჰქონდეს მუდმივი და რეპროდუცირებადი პოტენციალი და იყოს საკმაოდ მარტივი დიზაინის.
როგორც რედოქს პოტენციალის გაზომვის უნივერსალური საცნობარო ელექტროდი, გამოიყენება სტანდარტული წყალბადის ელექტროდი (SHE), რომელიც შედგება პლატინის ფირფიტისგან, რომელიც დაფარულია წვრილად დაშლილი პლატინის ფენით (პლატინის შავი) და ჩაეფლო ჰიდროქლორინის (ან გოგირდის) ხსნარში. მჟავა Pt(H2)-ით (p =1 ატმ) | HCl, წყალბადი, მოლ/ლ || ერთეული – аН+ = 1:
იონური აქტივობა a(H+) = 1 ტოლია H2 (გაზი) პლატინის ფირფიტაზე, წყალბადის მოლეკულები დაფარული წვრილად დაშლილი წყალბადის მოლეკულებით, ადსორბირებული პლატინის პლატინის ფირფიტაზე HCl (პლატინის შავი) Pt H 2H+ + 2e პლატინა ირეცხება წყალბადის გაზის ნაკადით წნევა 1 atm (101.3 kPa), სტანდარტული პირობები: t = 250C (298 K), p(H2) = 1 atm (101.3 kPa), რომელიც სორბირებულია შავი პლატინის ფოროვან ზედაპირზე. აღინიშნება სტანა(H+) = 1 მოლ/ლ ESVE = E2H /H = ისრის წყალბადის ელექტროდი შემდეგნაირად: + Pt(H2) (p = 1 ატმ) | HCl (aH+ = 1) ნახევრად რეაქცია ხდება ასეთი შექცევადად მოქმედი ელექტროდის ზედაპირზე:
რომლის პოტენციალი პირობითად ვარაუდობენ ნულს ნებისმიერ ტემპერატურაზე, ანუ სტანდარტული წყალბადის ელექტროდის პოტენციალი ESVE = 0.
უნდა აღინიშნოს, რომ სტანდარტული წყალბადის ელექტროდი არ არის რედოქს ელექტროდი, მაგრამ გალვანური უჯრედი აწყობილია პირველი ტიპის ეგრეთ წოდებულ ელექტროდებს, პოტენციალი შედგება შესაბამისი კათიონების SVE აქტივობისგან. რომელშიც ის დამოკიდებულია ORP წყვილზე (ნახევრად რეაქციაზე).
შემთხვევა წყალბადის კათიონების აქტივობიდან.
ნახევრადრეაქციის ORP-ის გასაზომად აუცილებელია გალვანური უჯრედის შედგენა რედოქსის წყვილისგან (ნახევრად რეაქცია) - ეს არის გალვანური ისრის წყალბადის ელექტროდის EMF და ელექტროდი, რომელზედაც მიედინება საკვლევი ნახევრად რეაქცია. , რომელიც შედგება ამ ნახევრადრეაქციის ORP და SVE.
ამ შემთხვევაში, გალვანური უჯრედის ჩაწერის დიაგრამა ასე გამოიყურება:
ამ სქემაში, ვერტიკალური ზოლი (|) ნიშნავს პოტენციურ ნახტომს „ელექტროდის ხსნარის“ ფაზის საზღვარზე, ხოლო ორმაგი ვერტიკალური ზოლი (||) ნიშნავს დიფუზიის პოტენციალის აღმოფხვრას მარილის ხიდის გამოყენებით.
მოცემული გალვანური წრის ელექტრომოძრავი ძალა (EMF), ანუ პოტენციური სხვაობა შესწავლილ ნახევრად რეაქციასა და სტანდარტულ წყალბადის ელექტროდს შორის, უდრის შესწავლილი რედოქს წყვილის რედოქს პოტენციალს:
თუ შესწავლილი რედოქსის წყვილის პოტენციალი იზომება სტანდარტულ პირობებში - ტემპერატურა 250C (298 K), წნევა 1 ატმ (101.3 kPa) და დაჟანგული და შემცირებული ფორმების აქტივობა უდრის ერთიანობას (aOk = aBoc = 1 mol/ l), მაშინ მას უწოდებენ სტანდარტულ რედოქს პოტენციალს და აღინიშნება E0Ok/Boc.
მრავალი რედოქსის წყვილის სტანდარტული ORP იზომება და მათი მნიშვნელობები ვოლტებში მოცემულია ცხრილებში, მაგალითად:
რაც უფრო დიდია E0Ok/Boc, მით უფრო ძლიერია დაჟანგული ფორმა, როგორც ჟანგვის აგენტი და უფრო სუსტია შემცირებული აგენტი შემცირებული ფორმა. და, პირიქით, რაც უფრო დაბალია E0Ok/Boc, მით უფრო ძლიერია შემცირებული აგენტი შემცირებული ფორმა და სუსტი ჟანგვითი აგენტი არის დაჟანგული ფორმა.
ცხრილში წარმოდგენილი მონაცემებიდან ირკვევა, რომ მოლეკულურ ფტორს აქვს ყველაზე დიდი ჟანგვის თვისებები, ხოლო მეტალის მაგნიუმს აქვს უდიდესი შემცირების თვისებები. ამავდროულად, ფტორის და მაგნიუმის იონებს პრაქტიკულად არ აქვთ შემცირების და ჟანგვის თვისებები, შესაბამისად.
პოტენციალის დადებითი ნიშანი მიუთითებს შემცირების რეაქციის სპონტანურ წარმოქმნაზე UHE-სთან წყვილში, უარყოფითი ნიშანი მიუთითებს ჟანგვის რეაქციის სპონტანურ წარმოქმნაზე. ამრიგად, ძლიერი ჟანგვის აგენტების პოტენციალი ყოველთვის დადებითია, ხოლო ძლიერი შემცირების აგენტების პოტენციალი ყოველთვის უარყოფითი. ნიშნების კონვენცია მიღებულ იქნა 1953 წელს სუფთა და გამოყენებითი ქიმიის საერთაშორისო კავშირის (IUPAC) კონგრესზე.
სტანდარტული რედოქს პოტენციალის გამოყენება რედოქსის რეაქციების პროდუქტების, მიმართულებისა და თანმიმდევრობის დასადგენად.
ელექტრომოძრავი ძალების და ელექტროდის პოტენციალების თერმოდინამიკური თეორიიდან ცნობილია, რომ სტანდარტული რეაქციის პოტენციალი E0 (რეაქციის სტანდარტული EMF), რომელიც უდრის რეაქციაში მონაწილე სტანდარტულ რედოქს წყვილებს (ნახევრად რეაქციებს) შორის სხვაობას. დაკავშირებულია რეაქციის გიბსის ენერგიის G0 სტანდარტულ ცვლილებასთან განტოლებით:
სადაც: n არის რედოქს რეაქციაში მონაწილე ელექტრონების რაოდენობა F არის ფარადეის რიცხვი, 96500 C/mol წონასწორობის პროცესების თერმოდინამიკიდან ასევე ცნობილია, რომ თუ გიბსის ენერგიის ცვლილება რომელიმე ქიმიურ რეაქციაში ნულზე ნაკლებია, მაშინ ეს რეაქცია სპონტანურად მიდის წინა მიმართულებით რეაქციის განტოლების აღნიშვნის შესაბამისად; თუ ნულზე მეტი - საპირისპირო მიმართულებით.
აქედან მარტივია იმის დანახვა, რომ დადებითი სხვაობით სტანდარტულ რედოქს წყვილებს (ნახევრად რეაქციებს) შორის, რომლებიც მონაწილეობენ ნებისმიერ რედოქს რეაქციაში aOk1 + bBoc2 cBoc1 + dOk2, სტანდარტული გიბსის ენერგიის ცვლილება ნულზე ნაკლებია და რეაქცია სტანდარტის ქვეშ. პირობები მიდის წინსვლის მიმართულებით:
რედოქსის რეაქციაში ჩართულ რედოქს წყვილთა სტანდარტულ ORP-ს (ნახევრად რეაქციებს) შორის უარყოფითი განსხვავების შემთხვევაში, გიბსის სტანდარტული ენერგიის ცვლილება ნულზე მეტია და რეაქცია სტანდარტულ პირობებში არ მიმდინარეობს წინა მიმართულებით. მაგრამ მიდის საპირისპირო მიმართულებით:
სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, რედოქსის რეაქცია მიმდინარეობს უფრო ძლიერი ჟანგვის და აღმდგენი აგენტებიდან უფრო სუსტი მიმართულებით. ამ შემთხვევაში რეაქცია გრძელდება წონასწორობის მდგომარეობის დამყარებამდე.
მაგალითად, შესაძლებელია თუ არა რკინის(II) იონების დაჟანგვა ფხვნილის მარილით?
შემოთავაზებული ჟანგვის რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით:
რედოქსის წყვილების სტანდარტული ORP არის: ESn4+/Sn2+ +0,15 V, EFe3+/Fe2+ +0,77 V. შემდეგ, ზემოაღნიშნულის მიხედვით, E0 = 0,15 – 0,77 = -0,62 V 0). ეს ნიშნავს, რომ რეაქცია სტანდარტულ პირობებში არ მიმდინარეობს წინა მიმართულებით, ანუ შეუძლებელია რკინის(II) იონების დაჟანგვა ოთხვალენტიანი კალის იონებით. პირიქით, რეაქცია მიმდინარეობს საპირისპირო მიმართულებით და შესაძლებელია კალის(II) იონების დაჟანგვა რკინის იონებით():
ამ შემთხვევაში, სტანდარტული რეაქციის პოტენციალი დადებითია E0 = 0,77 – 0,15 = 0,62 V > 0, ხოლო სტანდარტული გიბის ენერგიის ცვლილება ნულზე ნაკლებია (G0
ამრიგად, სტანდარტული რედოქს პოტენციალის შესაბამისად, რეაქცია მიმდინარეობს უფრო ძლიერი ჟანგვის და აღმდგენი აგენტებიდან (Fe3+ და Sn2+) სუსტებისკენ (Fe2+ და Sn4+) მიმართულებით.
სტანდარტული რედოქს პოტენციალების გამოყენებით შესაძლებელია განისაზღვროს არა მხოლოდ მიმართულება, არამედ რედოქს რეაქციების თანმიმდევრობაც. რამდენიმე OVR-ის შემთხვევაში, ის, რომლის სტანდარტული პოტენციალი E0 არის ყველაზე დიდი, პირველ ადგილზეა.
მაგალითად, როდესაც ქლორის წყალი მოქმედებს იოდიდისა და ბრომიდიონების შემცველ ხსნარზე, შეიძლება მოხდეს შემდეგი რეაქციები:
რეაქციებში მონაწილე რედოქსის წყვილების სტანდარტული ORP ტოლია:
ამ შემთხვევაში, ძლიერი ჟანგვის აგენტი Cl2 (მაღალი სტანდარტის ORP) რეაგირებს ჯერ უძლიერეს შემცირების აგენტთან იოდიდ იონთან (მცირე სტანდარტული ORP) და შემდეგ ბრომიდის იონთან. ამაზე მიუთითებს ქლორის იოდიდთან რეაქციის სტანდარტული პოტენციალის უფრო მაღალი მნიშვნელობა (E0 = 1,36 – 0,54 = 0,82 ვ), ვიდრე ბრომიდთან (E0 = 1,36 – 1,08 = 0,28 ვ).
სტანდარტული ORP-ები ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას რედოქსის რეაქციების პროდუქტების დასადგენად.
მაგალითად, როდესაც კალის(IV) ქლორიდი რეაგირებს მეტალის რკინასთან, შესაძლებელია კალის შემცირება Sn2+ ან Sn0-მდე და რკინის დაჟანგვა Fe2+ ან Fe3+-მდე. ამ შემთხვევაში:
სტანდარტული ORP-ის მოცემული მნიშვნელობებიდან ირკვევა, რომ Sn4+ იონი ავლენს უფრო მეტ ჟანგვის თვისებებს Sn2+-მდე დაყვანისას, ხოლო მეტალის რკინა უფრო ძლიერი აღმდგენი აგენტია, როდესაც იჟანგება Fe2+ იონში. ამრიგად, შესწავლილი რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით:
ეს რეაქცია ასევე შეესაბამება სტანდარტული პოტენციალის უდიდეს მნიშვნელობას, რომელიც ტოლია:
ამრიგად, კალის(IV) ქლორიდსა და მეტალის რკინას შორის რეაქციის პროდუქტებია კალის(II) და რკინის(II) ქლორიდები:
რეალური რედოქსის პოტენციალი. ნერნსტის განტოლება.
სიტუაცია, როდესაც რედოქს რეაქციის ყველა მონაწილე ერთდროულად იმყოფება სტანდარტულ მდგომარეობებში (მათი აქტივობა, კონცენტრაცია და აქტივობის კოეფიციენტები უდრის ერთიანობას) ხშირად პრაქტიკულად არარეალურია და არ უნდა ჩაითვალოს ჰიპოთეტურად.
რეალურ პირობებში მიმდინარე რედოქს რეაქციას ახასიათებს სამუშაო A, რომელიც იხარჯება ნივთიერების ერთი მოლის ელექტროქიმიურ ტრანსფორმაციაზე:
სადაც: n არის რედოქს რეაქციაში მონაწილე ელექტრონების რაოდენობა F არის ფარადეის რიცხვი, 96500 C/mol სპონტანური რეაქციისთვის aOk1 + bBoc2 cBoc1 + dOk2 ეს სამუშაო არის გიბსის ენერგია:
იმის ცოდნა, რომ nF-ზე გაყოფა, ნიშნების შეცვლა და K0 გამოხატვის ჩანაცვლება, მივიღებთ:
როდესაც ყველა კომპონენტის აქტივობა უდრის ერთიანობას, E = E0, ანუ რეაქციის პოტენციალი უდრის სტანდარტულ პოტენციალს.
ნებისმიერი რედოქსის რეაქციის პოტენციალი (რეალური E ან სტანდარტული E0) უდრის სხვაობას მისი კომპონენტების ნახევრად რეაქციების შესაბამის რედოქს პოტენციალებს შორის, მაშინ:
თუ მეორე ნახევარრეაქცია არის ნახევრად რეაქცია 2Н+ + 2е Н2 (aH+ = 1, p = 1 ატმ), რომელიც ხდება სტანდარტულ პირობებში, რომლისთვისაც E2H+ /H E2H+ /H 0, მაშინ რეაქციის პოტენციალი ტოლი იქნება პირველი ნახევარრეაქციის პოტენციალი:
მაშინ გამონათქვამს ნებისმიერი ნახევრადრეაქციის რედოქს პოტენციალისათვის aOk + ne cBoc აქვს ფორმა:
სადაც: EOk/Boc არის ნახევრადრეაქციის რეალური რედოქს პოტენციალი E0Ok/Boc არის ნახევრადრეაქციის სტანდარტული რედოქს პოტენციალი R არის უნივერსალური (მოლარული) აირის მუდმივი, 8,314 J/molK T არის აბსოლუტური ტემპერატურა, K n არის ჟანგვა-აღდგენის რეაქციაში მონაწილე ელექტრონების რაოდენობა F – ფარადეის რიცხვი, 96500 C/mol ამ გამოსახულებას ნერნსტის განტოლება ეწოდება. ხშირად, ნერნსტის განტოლებაში მუდმივი სიდიდეები გაერთიანებულია ერთ მუდმივში და ბუნებრივი ლოგარითმი იცვლება ათწილადით (ln = 2.3 lg). შემდეგ 250C (298 K):
ნერნსტის განტოლებიდან გამომდინარეობს, რომ სტანდარტული რედოქს პოტენციალი უდრის ნახევრადრეაქციის (რედოქს წყვილი) რეალურ რედოქს პოტენციალს, წონასწორობაში მონაწილე ყველა ნაწილაკების აქტივობით ტოლია ერთიანობის:
მაგალითად, ნახევრად რეაქციისთვის:
სტანდარტული რედოქსის პოტენციალი დამოკიდებულია მხოლოდ ტემპერატურაზე, წნევაზე და გამხსნელის ბუნებაზე.
პრაქტიკაში უფრო მოსახერხებელია კონცენტრაციების გამოყენება, ვიდრე აქტივობები. ამ შემთხვევაში, ნერნსტის განტოლება შეიძლება გადაიწეროს დაჟანგული (cOk) და შემცირებული ფორმების (cBoc) ჯამური კონცენტრაციების გამოყენებით. ვინაიდან a = c (სად არის აქტივობის კოეფიციენტი და არის კონკურენტი რეაქციის კოეფიციენტი), ნერნსტის განტოლება იღებს ფორმას:
სადაც: EOk/Boc არის ნახევრადრეაქციის ფორმალური რედოქს პოტენციალი. ფორმალური ORP უდრის რეალურ რედოქს პოტენციალს ოქსიდირებული და შემცირებული ფორმების მთლიანი კონცენტრაციით, რომელიც უდრის 1 მოლ/ლ-ს, და მოცემული ყველა სხვა ნივთიერების კონცენტრაცია. სისტემა:
მაგალითად, ნახევრად რეაქციისთვის:
ამრიგად, ფორმალური რედოქსის პოტენციალი, სტანდარტულისგან განსხვავებით, დამოკიდებულია არა მხოლოდ ტემპერატურაზე, წნევაზე და გამხსნელის ბუნებაზე, არამედ იონურ სიძლიერეზე, კონკურენტული რეაქციების წარმოქმნაზე და ნაწილაკების კონცენტრაციაზე, რომლებიც არ არის დაჟანგული ან შემცირებული. აყალიბებს, მაგრამ მონაწილეობას იღებს ნახევრად რეაქციაში (ამ მაგალითში H+).
რედოქსის პოტენციალების გაანგარიშებისას იონური სიძლიერის გავლენა ხშირად უგულებელყოფილია, აქტივობის კოეფიციენტების თანაფარდობა ერთიანობას უდრის და ნერნსტის განტოლებაში აქტივობების ნაცვლად გამოიყენება წონასწორული კონცენტრაციები ([Ok] = Ok cOk; [Boc] = Boc. cBoc). შემდეგ:
ყველა შემდგომი მაგალითი ჩაწერილია და გამოითვლება ამ დაშვების გამოყენებით.
ნერნსტის განტოლების დაწერისას ნებისმიერი რედოქსის ნახევარრეაქციისთვის, უნდა დაიცვან გარკვეული თანმიმდევრობა და წესები:
სწორად ჩამოწერეთ რედოქსის ნახევარრეაქცია სტოქიომეტრიული კოეფიციენტების შესაბამისად და განსაზღვრეთ მასში ჩართული ელექტრონების რაოდენობა;
- განსაზღვრეთ დაჟანგული და შემცირებული ფორმა;
განსაზღვრეთ კომპონენტები სტანდარტულ მდგომარეობაში (მყარი ფორმები, ცუდად ხსნადი აირები p = 1 ატმ, გამხსნელის მოლეკულები) და გამორიცხეთ ისინი ნერნსტის განტოლების ჩაწერისგან, რადგან მათი აქტივობა უდრის ერთიანობას;
- ჩაწერეთ ნერნსტის განტოლება სტექიომეტრიული კოეფიციენტებისა და თანმხლები იონების გათვალისწინებით.
მაგალითად, ჩაწერეთ ნერნსტის განტოლებები შემდეგი რედოქსის წყვილებისთვის:
ა) Cr2O72-/Cr3+ (მჟავე გარემოში) - ჩაწერეთ ნახევრად რეაქცია: Cr2O72- + 14H+ + 6e 2Cr3+ + H2O (n = 6) - ამ ნახევარრეაქციაში Cr2O72- არის დაჟანგული ფორმა, Cr3+ არის შემცირებული. ფორმა - H2O (გამხსნელი) სტანდარტულ მდგომარეობაში (a = 1) - ვწერთ ნერნსტის განტოლებას სტექიომეტრიული კოეფიციენტებისა და თანმხლები H+ იონების გათვალისწინებით:
ბ) AgCl/Ag - ამ ნახევარრეაქციაში AgCl არის დაჟანგული ფორმა, Ag არის შემცირებული ფორმა - AgCl და Ag0 მყარ ფორმაში, ანუ სტანდარტულ მდგომარეობაში (a = 1) - ვწერთ ნერნსტის განტოლებას. გაითვალისწინეთ სტოქიომეტრიული კოეფიციენტები და თანმხლები Cl- იონები:
გ) O2/H2O2 (მჟავე გარემოში) - ამ ნახევარრეაქციაში O2 არის დაჟანგული ფორმა, H2O2 არის შემცირებული ფორმა - აირისებრი O2 სტანდარტულ მდგომარეობაში (a = 1) - ვწერთ ნერნსტის განტოლებას იმის გათვალისწინებით, რომ სტექიომეტრიული კოეფიციენტები და თანმხლები H+ იონები:
დ) O2/H2O2 (ტუტე გარემოში) - დავწეროთ ნახევარრეაქცია: O2 + 2H2O + 2e H2O2 + 2OH- (n = 2) - ამ ნახევარრეაქციაში O2 არის დაჟანგული ფორმა, H2O2 არის შემცირებული ფორმა. - აირისებრი O2 და H2O (გამხსნელი) სტანდარტულ მდგომარეობაში (a = 1) - ვწერთ ნერნსტის განტოლებას სტექიომეტრიული კოეფიციენტების და თანმხლები OH- იონების გათვალისწინებით:
ე) SO42-/SO32- (ტუტე გარემოში) - ჩაწერეთ ნახევრად რეაქცია: SO42- + H2O + 2e SO32- + 2OH- (n = 2) - ამ ნახევარრეაქციაში SO42- არის დაჟანგული ფორმა, SO32. - არის შემცირებული ფორმა - H2O (გამხსნელი) სტანდარტულ მდგომარეობაში (a = 1) - ჩვენ ვწერთ ნერნსტის განტოლებას სტექიომეტრიული კოეფიციენტების და თანმხლები OH- იონების გათვალისწინებით:
მსგავსი სამუშაოები:
„1 თემა 1. შესავალი ლოჯისტიკაში. ლექცია 1.3. ლოგისტიკის მეთოდოლოგიური აპარატურა. გეგმა: 1. როგორ არის აგებული კომპანიის ლოგისტიკური სისტემა. ლოგისტიკური მისია. ლოგისტიკური სტრატეგია. 2. ლოგისტიკური ცნებები. ლოგისტიკური ტექნოლოგიები. მოთხოვნები/რესურსების დაგეგმვა, ახლანდელი კონცეფცია, მჭლე წარმოება, მიწოდების ჯაჭვის მენეჯმენტი და ა.შ. ძირითადი (სტანდარტული) ლოგისტიკური ქვესისტემები/მოდულები. 3. ლოგისტიკური პრობლემების გადასაჭრელად გამოყენებული ზოგადი სამეცნიერო მეთოდები. სისტემის ანალიზი. მოდელირება..."
„როსტოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის V.I. იუდოვიჩი ლექციები კურსის საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების მათემატიკური მოდელები დონის როსტოვი 2006 სარჩევი 1 მათემატიკური მოდელები 8 1.1 დინამიური სისტემები.......................... ... ....... 8 1.2 დინამიური სისტემები და ავტონომიური დიფერენციალური განტოლებები................................ .... ........ 11 1.3 კოშის პრობლემის გლობალური გადაწყვეტადობისა და ამოხსნის უნიკალურობის შესახებ.......
„დ. A. Parshin, G. G. Zegrya ვიბრაციების ფიზიკა ლექცია 14 ლექცია 14 იძულებითი რხევები. ცემა. დამსხვრეული რხევები. კარგი ხარისხის. იძულებითი ვიბრაციები ხახუნის არსებობისას. ვიბრაციების სუპერპოზიციის პრინციპი. იძულებითი რხევები მოდით მივმართოთ რხევების განხილვას სისტემაში, რომელზეც მოქმედებს დროში ცვალებადი გარე ძალა F (t). ასეთ რხევებს იძულებულს უწოდებენ, განსხვავებით ადრე განხილული თავისუფალი რხევებისგან. იძულებითი რხევების განტოლებას აქვს ფორმა m + kx = F (t), x (1)...“
"ფარმაცევტული საწარმოს ეკონომიკის სპეციალური კურსი ქიმიის სპეციალობით მე-5 კურსის სტუდენტებისთვის (ფარმაცევტული საქმიანობა) (შემუშავებული ვ. ლექცია 1. ორგანიზაციის, საწარმოს შექმნა, მისი რეგისტრაცია, საქმიანობის სახეები 1.1. საწარმოს შესახებ კანონი 1.2.
„1 ლექცია No. 24 ატომის ბირთვის ფიზიკა ატომის ბირთვების შემადგენლობა, მათი კლასიფიკაცია ე. რეზერფორდი, სწავლობდა ნაწილაკების გავლას რამდენიმე მეგაელექტრონვოლტის ენერგიის თხელი ფენებით ოქროს თხელ ფენებში, მივიდა დასკვნამდე, რომ ატომი შედგება დადებითად. დამუხტული ბირთვი და ელექტრონები, რომლებიც იტვირთება მას. ამ ექსპერიმენტების გაანალიზების შემდეგ, რეზერფორდმა ასევე აჩვენა, რომ ატომის ბირთვებს აქვთ ზომები დაახლოებით 10-14-10-15 მ (ატომის ხაზოვანი ზომები დაახლოებით 10-10 მ). ატომის ბირთვი შედგება ელემენტარული ნაწილაკებისგან - პროტონებისა და ნეიტრონებისგან..."
„ლექცია 5. საწარმოში ინფორმაციული ტექნოლოგიების განვითარების სტრატეგია IT სტრატეგიის კონცეფცია, არსი და როლი საწარმოს საქმიანობაში. 1. თანამედროვე მენეჯმენტის თვალსაზრისით სტრატეგია გაგებულია, როგორც მენეჯმენტის გეგმა, რომელიც მიმართულია ორგანიზაციის პოზიციის განმტკიცებაზე, კლიენტების მოთხოვნილებების დაკმაყოფილებაზე და გარკვეული შესრულების შედეგების მიღწევაზე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ორგანიზაციის სტრატეგია შექმნილია იმისთვის, რომ უპასუხოს კითხვას, თუ როგორ უნდა გადავიდეს ეს კომპანია არსებული მდგომარეობიდან...“
„ქოქოსის ფასი, ისტორია ო.ლ. Kinga Price of Coconut Story by O.L. მეფის მისიონერული ქადაგება 1890-იანი წლების წინასიტყვაობა ხელახალი ბეჭდვისთვის პატარა წიგნი „ქოქოსის ფასი“ რამდენიმე წლის წინ მომივიდა ხელში. ამ წიგნმა მაშინვე იპოვა მყუდრო ადგილი ჩემს გულში და ჩემი ფიქრების თემა გახდა. ყოველთვის ვაცნობიერებდი ერთი შეხედვით უმნიშვნელოს მნიშვნელობას, მივხვდი, რომ ეს პატარა ჩვენება ამ ჭეშმარიტებას აცხადებდა. ეს ნამდვილი ამბავი მოგვითხრობს ჩვენი ღმერთის დიდ უნარზე, რომ აითვისოს..."
„ლექციები მე-19 საუკუნის რუსული ლიტერატურის ისტორიის შესახებ (II ნახევარი) UDC 811.161.0(091) BBK 83.3(2Ros=Rus)1я7 R 89 რეკომენდირებულია გამოქვეყნებისთვის ბსუპრო ფილოლოგიის ფაკულტეტის აკადემიური საბჭოს მიერ. 1 10/20/2004) A ავტორები: N. L. Blishch (I. A. Goncharov, Prose of A. P. Chekhov); ს.ა. პოზნიაკი (დრამატურგიის ინოვაცია A.P. Chekhov, A.N. Ostrovsky) რეცენზენტები: ფილოლოგიურ მეცნიერებათა კანდიდატი, ასოცირებული პროფესორი - ა.ვ. ფილოლოგიის მეცნიერებათა კანდიდატი, ასოცირებული პროფესორი - N. A. Bulatskaya XIX საუკუნის რუსული ლიტერატურა (II..."
„ინფორმატიკა (სემესტრი 1) ლექცია 1. ინფორმატიკა, როგორც მეცნიერება 1. ინფორმაციული მეცნიერების ცნება, როგორც მეცნიერება და აკადემიური დისციპლინა. 2. კომპიუტერული მეცნიერების ძირითადი მიმართულებები. 1. კომპიუტერული მეცნიერების ცნება, როგორც მეცნიერება და აკადემიური დისციპლინა კურსის საგანი კომპიუტერული მეცნიერება და მათემატიკა არის ინფორმაციული ურთიერთობები, რომლებიც ვითარდება ინფორმაციის შეგროვების, დამუშავების, გადაცემის, შენახვისა და გაცემის პროცესში. ამ კურსის შესწავლა ითვალისწინებს საბაზისო ტრენინგს კომპიუტერული მეცნიერების, გამოთვლების, მათემატიკის და...“
“FEDERAL AGENCY FOR EDUCATION STATE EDUCATIONAL EDUCATION OF HIGHER PROFESSIONAL EDUCATION ST PETERSBURG STATE UNIVERSITY OF ECONOMICY AND FIANCE A.G. STOVPOVY CRIMINAL PROCEDURE COURSE OF LECTURES ნაწილი 1 მე-2 გამოცემა, შესწორებული და გაფართოებული გამომცემლობა სანკტ-პეტერბურგის სახელმწიფო ეკონომიკისა და საფინანსო უნივერსიტეტის 2010 წ. BBK 67. Stovpova A.G. სისხლის სამართლის პროცესი: ლექციების კურსი. ნაწილი 1. მე-2 გამოცემა, რევ. და დამატებითი – პეტერბურგი: პეტერბურგის სახელმწიფო ეკონომიკისა და ეკონომიკის უნივერსიტეტის გამომცემლობა, 2010. – 258 გვ. მეორე..."
„ვ.ე.მეიერჰოლდის შემოქმედებითი მემკვიდრეობის შესწავლა და გამოქვეყნება. მისი სამეცნიერო ინტერესები მოიცავს მეოცე საუკუნის პირველი ნახევრის რუსული სარეჟისორო ხელოვნების ისტორიას და ყველა დროისა და ხალხის პლასტიკურ თეატრს. CIM-ის სარეჟისორო სამაგისტრო პროგრამაზე ასწავლის კურსებს სცენის მენეჯმენტზე და მეიერჰოლდის შემოქმედებით გზაზე. ის მუდმივად ეწევა ლექციების დროს და უყვარს ხალხის გაცინება...“
„Elias Otis School OF SITH კორესპონდენციის მასალები და ფორუმი ძალების აკადემიის ფარგლებში ტომი 2. ღია მიმოწერა სითების აკადემიის მასალების პირველი ნაწილი არის ლექციები, რომლებიც შედგენილია მიმოწერისა და კომუნიკაციის ფრაგმენტებიდან ძალთა აკადემიის ფორუმზე, მეორე არის ღია წერილები სტუდენტებისთვის. ლექციებში შეტანილი ღია წერილებიდან მასალები, როგორც წესი, ამოღებულია მეორე ნაწილიდან. 2 სარჩევი 1. ინოკუ 30. სამურაი 2. რატიბორი 31. ფაკირი 3. სამურაი 32. სამურაი 4. სამურაი 33. ინოკუ 5. სამურაი 34. სამურაი 6. სამურაი...“
„დ. A. Parshin, G. G. Zegrya ფიზიკა უმცირესი მოქმედების პრინციპი ლექცია 28 ლექცია 28 ფუნქციები. ვარიაციების გაანგარიშება. უმცირესი მოქმედების პრინციპი. უმცირესი მოქმედების პრინციპი და კვანტური მექანიკა. ფუნქციები პრობლემებთან ერთად, რომლებშიც აუცილებელია გარკვეული ფუნქციის y = f (x) მაქსიმალური და მინიმალური მნიშვნელობების დადგენა, ფიზიკის ამოცანებში ხშირად საჭიროა მოძებნოთ სიდიდეების მაქსიმალური ან მინიმალური მნიშვნელობა. განსაკუთრებული სახეობა, რომელსაც ფუნქციონალებს უწოდებენ. ფუნქციონალებს ეძახიან..."
„ქიმია ლექცია 01 CHEMICAL SYSTEMS. ატომური სტრუქტურა. ე.ა. ანანიევა, დოქტორი, დოცენტი, ზოგადი ქიმიის დეპარტამენტის ასოცირებული პროფესორი NRNU MEPhI ქიმია და სპეციალისტების მომზადების ძირითადი მიმართულებები NRNU MEPhI მასალების და პროცესების ფიზიკა ბირთვული ფიზიკა და კოსმოფიზიკა ბირთვული მედიცინა ნაწილაკების ფიზიკა და კოსმოლოგია პლაზმის სახელმწიფო ფიზიკა და ფიზიკა პლაზმური ფიზიკა და პლაზმური ფიზიკა სწრაფად დინებით მასალების პროცესების ფიზიკა ქიმიური სისტემები არის ნივთიერებების მიკრო და მაკრო რაოდენობების ერთობლიობა, რომელსაც შეუძლია გარე ფაქტორების გავლენის ქვეშ...“
„STRUCTURES WATERWAYS AND PORTS ლექციების შენიშვნები ტაშკენტი - 2013 ლექციის ჩანაწერები განხილული და გამოსაქვეყნებლად იქნა რეკომენდებული TIIM-ის სამეცნიერო მეთოდოლოგიური საბჭოს მიერ (2013 წლის 2 ივლისის ოქმი No. 9) ლექციის ჩანაწერები შეიცავს ზოგად ინფორმაციას წყლის გზების, გემების ტიპების შესახებ ნავიგაციის პირობების გაუმჯობესების გზები და ხელოვნური წყლის გზების სქემები. აღწერილია ..."
„თემა 1. ეკოლოგიური მეცნიერების განვითარების მოკლე ისტორია ლექცია 1.1. გარემოსდაცვითი შეხედულებების გაჩენა მეცნიერებაში ლექცია 1.2. ეკოლოგიური მასალების განზოგადება მეცნიერთა ნაშრომებში ლექცია 1.3. ეკოლოგიის მეცნიერების გამოყოფა ცოდნის ცალკეულ სფეროდ ლექცია 1.4. ეკოლოგიის მეცნიერების დღევანდელი მდგომარეობა ლექცია 1.1. ეკოლოგიური შეხედულებების გაჩენა მეცნიერებაში ეკოლოგია, როგორც მეცნიერება ორგანიზმისა და გარემოს ურთიერთობის შესახებ, შეიძლება წარმოიშვას მხოლოდ ბიოლოგიური ცოდნის განვითარების გარკვეულ ეტაპზე. მისი ფორმირება არ ჰგავს სხვას...“
„2010 წლის 16 იანვრის ვერსია. კურსის „ალგებრა“ (1 სემესტრი, მე-3 ნაკადი) რეზიუმე (ლექტორი ვ.ტ. მარკოვი) წინასიტყვაობა ეს ტექსტი არ ამტკიცებს არც პრეზენტაციის სისრულეს და არც ლიტერატურულ დამსახურებას, ავტორის მთავარი დანიშნულება იყო სიმოკლე. . უმეტეს შემთხვევაში მოცემულია მხოლოდ მტკიცებულებების კონტურები (მტკიცებულების დასაწყისი და დასასრული აღინიშნება შესაბამისად და ნიშნებით). ყველა მტკიცებულების ყველა დეტალის აღდგენა კურსის დაუფლების წინაპირობაა და დამოუკიდებლად შემოწმების კარგი საშუალება...“
„2012/13 სასწავლო წელს ვოლგის სახელმწიფო სამედიცინო უნივერსიტეტის მედიცინისა და ბიოლოგიის ფაკულტეტის მე-4 კურსის სტუდენტებისთვის ლექციების 1 ტექნოლოგიური ბარათი No1 კლინიკური იმუნოლოგიის შესახებ. თემა: შესავალი კლინიკურ იმუნოლოგიაში. იმუნოპათოლოგიის ძირითადი ფორმები. ადამიანის იმუნური სტატუსის შეფასება 1. გეგმა: 1. ადამიანის იმუნური სისტემის ფილო- და ონტგენეზი. 2.1. კლინიკური იმუნოლოგიის საგანი და ამოცანები. 2.2 ადამიანის იმუნოპათოლოგიის ძირითადი ფორმები. 2.2.1. იმუნოდეფიციტის მდგომარეობები. 2.2.2 ალერგიული და აუტოიმუნური რეაქციები. 2.2.3..."
„განათლების ფედერალური სააგენტო უმაღლესი პროფესიული განათლების სახელმწიფო საგანმანათლებლო დაწესებულება ვლადიმირის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ე.გ. ერლიგინა ნ.ვ. კაპუსტინა ნ.მ. ფილიმონოვა სალექციო კურსი დისციპლინაში საერთაშორისო მენეჯმენტი Vladimir 2008 UDC 338.24.(075.8) BBK 65.291.21я73 K94 რეცენზენტები: ეკონომიკურ მეცნიერებათა დოქტორი, პროფესორი, ხელმძღვანელი. პეტერბურგის სახელმწიფო უნივერსიტეტის სოციალური და ეკონომიკური პროცესების მართვისა და დაგეგმვის დეპარტამენტი იუ.ვ. კუზნეცოვი...“
„რელიგიების ისტორია. ლექცია 20 ევროპის ხალხთა წარმართობა მდინარეების, ტბების, მორევების, მორევების სულები - ისინი ასევე განსხვავდებიან და შეიძლება საკმაოდ მტრულად იყვნენ განწყობილნი ადამიანების მიმართ, ისევე როგორც წყლის სულები. მაგრამ, რა თქმა უნდა, არ არის შედარება ქაოსისა და განადგურების სულებთან, როგორც ეს ბერძნულ ტრადიციაშია. აქ არის კელტური მღვდლის გამოსახულება - დრუიდი. თუმცა არიან ადამიანები, რომლებიც ამბობენ, რომ მხოლოდ მამაკაცები შეიძლება იყვნენ დრუიდები. სხვები ამბობენ, არა, ქალებიც შეიძლება იყვნენ დრუიდები. არ ვიცი. ჩვენ ძალიან ცოტა ვიცით დრუიდების შესახებ. თუმცა განათლებული..."
რედოქს პოტენციალი (სინონიმი რედოქს პოტენციალი; ლათინურიდან reductio - შემცირება და oxydatio - დაჟანგვა) არის პოტენციალი, რომელიც წარმოიქმნება ინერტულ (ჩვეულებრივ პლატინის) ელექტროდზე, რომელიც ჩაეფლო ხსნარში, რომელიც შეიცავს ერთ ან მეტ შექცევად რედოქს სისტემას.
შექცევადი რედოქს სისტემა (რედოქს სისტემა) არის ხსნარი, რომელიც შეიცავს ნივთიერებების დაჟანგულ და შემცირებულ ფორმებს, რომელთაგან თითოეული წარმოიქმნება მეორისგან შექცევადი რედოქს რეაქციის გზით.
უმარტივესი რედოქს სისტემები მოიცავს, მაგალითად, ერთი და იგივე მეტალის სხვადასხვა ვალენტობის კათიონებს
ან იგივე შემადგენლობის, მაგრამ განსხვავებული ვალენტობის ანიონები, მაგალითად
ასეთ სისტემებში რედოქსის პროცესი ხორციელდება ელექტრონების შემცირებული ფორმიდან დაჟანგულ ფორმაში გადატანით. ასეთი რედოქს სისტემები მოიცავს ჰემინის შემცველ რესპირატორულ ფერმენტებს, მაგალითად ციტოქრომებს. ასეთი სისტემების რედოქს პოტენციალი შეიძლება გამოითვალოს პეტერსის ფორმულის გამოყენებით:
სად ე- რედოქსის პოტენციალი ვოლტებში, T - ტემპერატურა აბსოლუტური მასშტაბით, n - ელექტრონების რაოდენობა, რომელიც დაკარგულია ერთი მოლეკულის ან შემცირებული ფორმის იონის მიერ, როდესაც ის გარდაიქმნება ჟანგვის ფორმაში; [Ox] და არის მოლური კონცენტრაციები (უფრო ზუსტად, აქტივობა) დაჟანგული და შემცირებული ფორმების შესაბამისად; e0 არის მოცემული სისტემის ნორმალური რედოქს პოტენციალი, მისი რედოქს პოტენციალის ტოლი იმ პირობით, რომ =. მრავალი რედოქსის სისტემის ნორმალური რედოქს პოტენციალი შეგიძლიათ იხილოთ ფიზიკოქიმიურ და ბიოქიმიურ საცნობარო წიგნებში.
ბევრ ბიოლოგიურ სისტემაში რედოქსული რეაქციები ხორციელდება შემცირებული ფორმიდან ჟანგვის ფორმაში გადაცემის გზით, არა მხოლოდ ელექტრონების, არამედ პროტონების თანაბარი რაოდენობით, მაგალითად. 
ასეთი სისტემების რედოქს პოტენციალის სიდიდე განისაზღვრება არა მხოლოდ თანაფარდობით [Ox] : = და pH = 0 სხვა რაოდენობებს აქვთ იგივე მნიშვნელობები, როგორც განტოლებაში (1). ბიოლოგიური სისტემების რედოქს პოტენციალი, როგორც წესი, განისაზღვრება pH=7-ზე და მნიშვნელობა e0-1,984·10-4·T·pH აღინიშნება e0-ით. ამ შემთხვევაში, განტოლება (2) იღებს ფორმას:
ექსპერიმენტულად, რედოქსის პოტენციალი განისაზღვრება პოტენციომეტრიულად (იხ. პოტენციომეტრია). იზოლირებული უჯრედების და სხვა ბიოლოგიური ობიექტების რედოქს პოტენციალი ხშირად იზომება კოლორიმეტრულად რედოქს ინდიკატორების გამოყენებით (იხ.). რედოქს პოტენციალის მნიშვნელობა არის მოცემული სისტემის ჟანგვის ან შემცირების უნარის საზომი. რედოქსის სისტემა მაღალი რედოქს პოტენციალით აჟანგებს სისტემას დაბალი რედოქს პოტენციალით. ამრიგად, ბიოლოგიური რედოქს სისტემების რედოქსული პოტენციალის მნიშვნელობების ცოდნით, შესაძლებელია განისაზღვროს მათში რედოქსული რეაქციების მიმართულება და თანმიმდევრობა. რედოქს პოტენციალის ცოდნა ასევე შესაძლებელს ხდის გამოვთვალოთ ენერგიის რაოდენობა, რომელიც გამოიყოფა ბიოლოგიურ სისტემებში მიმდინარე ჟანგვითი პროცესების გარკვეულ ეტაპზე. აგრეთვე ბიოლოგიური დაჟანგვა.
რედოქსის რეაქციების სამი ძირითადი ტიპი არსებობს:
1. ინტერმოლეკულური (ინტერმოლეკულური დაჟანგვა - შემცირება).
ეს ტიპი მოიცავს ყველაზე მრავალრიცხოვან რეაქციებს, რომლებშიც ჟანგვის ელემენტისა და აღმდგენი ელემენტის ატომები განლაგებულია ნივთიერებების სხვადასხვა მოლეკულაში. ზემოთ განხილული რეაქციები სწორედ ამ ტიპს მიეკუთვნება.
2. ინტრამოლეკულური (ინტრამოლეკულური დაჟანგვა – შემცირება).
ეს მოიცავს რეაქციებს, რომლებშიც ჟანგვის აგენტი და შემცირების აგენტი სხვადასხვა ელემენტების ატომების სახით შეიცავს იმავე მოლეკულაში. ნაერთების თერმული დაშლის რეაქციები მიმდინარეობს ამ ტიპის მიხედვით, მაგალითად:
2KCIO 3 = 2KCI + 3O 2.
3. დისპროპორციულობა (ავტოჟანგვა – თვითგანკურნება).
ეს არის რეაქციები, რომლებშიც ჟანგვის და აღმდგენი აგენტი არის იგივე ელემენტი იმავე შუალედური დაჟანგვის მდგომარეობაში, რომელიც რეაქციის შედეგად მცირდება და იზრდება. მაგალითად:
3CI 0 2 + 6 KOH = 5 KCI + KCIO 3 + 3H 2 O,
3HCIO = HCIO 3 + 2HCI.
რედოქს რეაქციები მნიშვნელოვან როლს თამაშობს ბუნებასა და ტექნოლოგიაში. ბუნებრივ ბიოლოგიურ სისტემებში წარმოქმნილი OVR-ის მაგალითები მოიცავს ფოტოსინთეზის რეაქციას მცენარეებში და სუნთქვის პროცესებს ცხოველებსა და ადამიანებში. საწვავის წვის პროცესები, რომლებიც ხდება თბოელექტროსადგურების ქვაბების ღუმელებში და შიდა წვის ძრავებში, არის OVR-ის მაგალითი.
ORR გამოიყენება ლითონების, ორგანული და არაორგანული ნაერთების წარმოებაში და ახორციელებს სხვადასხვა ნივთიერებების, ბუნებრივი და ჩამდინარე წყლების გაწმენდას.
9.5. ჟანგვა-აღდგენითი (ელექტროდის) პოტენციალი
ნივთიერებების რედოქსული პოტენციალის საზომია მათი ელექტროდი ან რედოქს პოტენციალი j ox / Red (რედოქს პოტენციალი). და ელექტრონები. ჩვეულებრივია რედოქს სისტემების დაწერა შექცევადი შემცირების რეაქციების სახით:
Ox + ne - D წითელი.
ელექტროდის პოტენციალის წარმოქმნის მექანიზმი. ჩვენ ავხსნით ელექტროდის ან რედოქს პოტენციალის წარმოქმნის მექანიზმს ლითონის მაგალითის გამოყენებით, რომელიც ჩაეფლო მის იონების შემცველ ხსნარში. ყველა ლითონს აქვს კრისტალური სტრუქტურა. ლითონის კრისტალური ბადე შედგება დადებითად დამუხტული Men + იონები და თავისუფალი ვალენტური ელექტრონები (ელექტრონული გაზი). წყალხსნარის არარსებობის შემთხვევაში ლითონის კათიონების გამოყოფა ლითონის გისოსიდან შეუძლებელია, რადგან ეს პროცესი მოითხოვს ენერგიის დიდ ხარჯებს. როდესაც მეტალი ჩაეფლო ლითონის კათიონების შემცველ მარილის წყალხსნარში, პოლარული წყლის მოლეკულები, შესაბამისად ორიენტირებული ლითონის ზედაპირზე (ელექტროდი), ურთიერთქმედებენ ლითონის ზედაპირულ კათიონებთან (ნახ. 9.1).
ურთიერთქმედების შედეგად ლითონი იჟანგება და მისი ჰიდრატირებული იონები გადადის ხსნარში და ტოვებს ელექტრონებს მეტალში:
Me (k) + m H 2 ოქსიდაცია Me n+ *m H 2 O (p) + ne-
ლითონი უარყოფითად დამუხტული ხდება, ხსნარი კი დადებითად დამუხტული ხდება. დადებითად დამუხტული იონები ხსნარიდან იზიდავს უარყოფითად დამუხტულ მეტალის ზედაპირს (Me). ელექტრული ორმაგი ფენა ჩნდება ლითონის ხსნარის ინტერფეისზე (ნახ. 9.2). მეტალსა და ხსნარს შორის წარმოქმნილი პოტენციური განსხვავება ე.წ ელექტროდის პოტენციალი ან რედოქსული პოტენციალი φ Ме n + /Ме(φ Ox / ზოგადად წითელი). საკუთარი მარილის ხსნარში ჩაძირული ლითონი არის ელექტროდი (ნაწილი 10.1). ლითონის ელექტროდის სიმბოლო Me/Me n + ასახავს ელექტროდის პროცესში მონაწილეებს.
იონების ხსნარში გადასვლისას იზრდება ლითონის ზედაპირის უარყოფითი მუხტი და ხსნარის დადებითი მუხტი, რაც ხელს უშლის ლითონის დაჟანგვას (იონიზაციას).
ჟანგვის პროცესის პარალელურად, ხდება საპირისპირო რეაქცია - ლითონის იონების შემცირება ხსნარიდან ატომებამდე (ლითონის ნალექი) ლითონის ზედაპირზე დამატენიანებელი გარსის დაკარგვით:
Me n+ * m H 2 O (p) + ne- შემცირება Me(k) + m H 2 O.
ელექტროდსა და ხსნარს შორის პოტენციური სხვაობის მატებასთან ერთად, წინა რეაქციის სიჩქარე მცირდება და საპირისპირო რეაქციის სიჩქარე იზრდება. ელექტროდის პოტენციალის გარკვეული მნიშვნელობისას, ჟანგვის პროცესის სიჩქარე ტოლი იქნება შემცირების პროცესის სიჩქარის, წონასწორობა დამყარებულია:
Me n + * m H 2 O (p) + ne - D Me (k) + m H 2 O.
სიმარტივისთვის, დამატენიანებელი წყალი ჩვეულებრივ არ შედის რეაქციის განტოლებაში და იწერება როგორც
Ме n + (р) + ne - D Ме (к)
ან ზოგადად ნებისმიერი სხვა რედოქს სისტემისთვის:
Ox + ne - D წითელი.
ელექტროდის რეაქციის წონასწორობის პირობებში დადგენილ პოტენციალს ე.წ წონასწორობის ელექტროდის პოტენციალი.განხილულ შემთხვევაში, იონიზაციის პროცესი ხსნარში თერმოდინამიკურად შესაძლებელია და ლითონის ზედაპირი უარყოფითად დამუხტული ხდება. ზოგიერთი ლითონისთვის (ნაკლებად აქტიური) თერმოდინამიკურად უფრო სავარაუდოა ჰიდრატირებული იონების მეტალად გადაქცევის პროცესი, შემდეგ მათი ზედაპირი დადებითად დამუხტულია, მიმდებარე ელექტროლიტის ფენა კი უარყოფითად.
წყალბადის ელექტროდი მოწყობილობა.ელექტროდის პოტენციალის აბსოლუტური მნიშვნელობების გაზომვა შეუძლებელია, ამიტომ მათი ფარდობითი მნიშვნელობები გამოიყენება ელექტროდის პროცესების დასახასიათებლად. ამისათვის იპოვნეთ პოტენციური სხვაობა გაზომილ ელექტროდსა და საცნობარო ელექტროდს შორის, რომლის პოტენციალი პირობითად ნულის ტოლფასია. სტანდარტული წყალბადის ელექტროდი, რომელიც კლასიფიცირებულია როგორც გაზის ელექტროდი, ხშირად გამოიყენება როგორც საცნობარო ელექტროდი. ზოგადად, გაზის ელექტროდები შედგება ლითონის გამტარისგან, რომელიც ერთდროულად კონტაქტშია გაზთან და ხსნარისაგან, რომელიც შეიცავს ელემენტის დაჟანგულ ან შემცირებულ ფორმას, რომელიც გაზის ნაწილია. ლითონის გამტარი ემსახურება ელექტრონების მიწოდებას და ამოღებას და, გარდა ამისა, არის ელექტროდის რეაქციის კატალიზატორი. ლითონის გამტარმა არ უნდა გაგზავნოს საკუთარი იონები ხსნარში. პლატინა და პლატინის ლითონები აკმაყოფილებს ამ პირობებს.
წყალბადის ელექტროდი (ნახ. 9.3) არის პლატინის ფირფიტა, რომელიც დაფარულია ფხვიერი ფოროვანი ფირფიტის თხელი ფენით (გასაზრდელად 
ელექტროდის ზედაპირი) და ჩაეფლო გოგირდმჟავას წყალხსნარში H + იონების აქტივობით (კონცენტრაციით) ერთიანობის ტოლი.
წყალბადი გადის გოგირდმჟავას ხსნარში ატმოსფერული წნევის ქვეშ. პლატინა (Pt) არის ინერტული ლითონი, რომელიც პრაქტიკულად არ ურთიერთქმედებს გამხსნელებთან ან ხსნარებთან (არ აგზავნის თავის იონებს ხსნარში), მაგრამ მას შეუძლია შეწოვოს მოლეკულები, ატომები და სხვა ნივთიერებების იონები. როდესაც პლატინი შედის კონტაქტში მოლეკულურ წყალბადთან, წყალბადი შეიწოვება პლატინაზე. ადსორბირებული წყალბადი, რომელიც ურთიერთქმედებს წყლის მოლეკულებთან, გადადის ხსნარში იონების სახით, ტოვებს ელექტრონებს პლატინაში. ამ შემთხვევაში, პლატინა დამუხტულია უარყოფითად, ხოლო ხსნარი - დადებითად. პოტენციური განსხვავება წარმოიქმნება პლატინასა და ხსნარს შორის. იონების ხსნარში გადასვლის პარალელურად, ხდება საპირისპირო პროცესი - H + იონების შემცირება ხსნარიდან წყალბადის მოლეკულების წარმოქმნით. . წყალბადის ელექტროდზე წონასწორობა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს განტოლებით
2H + + 2e - D H 2.
წყალბადის ელექტროდის სიმბოლო H 2, Pt│H +. წყალბადის ელექტროდის პოტენციალი სტანდარტულ პირობებში (T = 298 K, P H2 = 101,3 კპა, [H + ] = 1 მოლ/ლ, ანუ pH = 0) პირობითად მიჩნეულია ნულის ტოლი: j 0 2H + / H2 = 0 ვ.
სტანდარტული ელექტროდების პოტენციალი . ელექტროდის პოტენციალი იზომება სტანდარტულ წყალბადის ელექტროდთან შედარებით სტანდარტულ პირობებში(T = 298 K; გახსნილი ნივთიერებებისთვის, კონცენტრაცია (აქტივობა) C წითელი = C o x = 1 მოლ/ლ ან ლითონებისთვის C Me n + = 1 მოლ/ლ, ხოლო აირისებრი ნივთიერებებისთვის P = 101,3 კპა), ეწოდება სტანდარტული ელექტროდის პოტენციალი და დანიშნულია j 0 O x / Red.ეს არის საცნობარო მნიშვნელობები.
რაც უფრო მაღალია მათი სტანდარტული ელექტროდის (რედოქსის) პოტენციალის ალგებრული მნიშვნელობა, მით უფრო მაღალია ნივთიერებების ჟანგვითი უნარი. პირიქით, რაც უფრო დაბალია რეაგენტის სტანდარტული ელექტროდის პოტენციალი, მით უფრო გამოხატულია მისი შემცირების თვისებები. მაგალითად, სტანდარტული სისტემის პოტენციალების შედარება
F 2 (გ.) + 2e - D 2F (გვ.) j 0 = 2,87 ვ
H 2 (r.)+ 2e - D 2H (r.) j 0 = -2.25 V
აჩვენებს, რომ F 2 მოლეკულებს აქვთ მკვეთრად გამოხატული ჟანგვითი ტენდენცია, ხოლო H იონებს აქვთ შემცირების ტენდენცია.
ლითონის სტრესების მთელი რიგი.ლითონების რიგით დალაგებით, როდესაც იზრდება მათი სტანდარტული ელექტროდების პოტენციალის ალგებრული მნიშვნელობა, მიიღება ე.წ. „სტანდარტული ელექტროდების პოტენციალების სერია“ ან „ძაბვის სერია“ ან „ლითონების აქტივობის სერია“.
ლითონის პოზიცია "სტანდარტული ელექტროდის პოტენციალების სერიაში" ახასიათებს ლითონის ატომების შემცირების უნარს, აგრეთვე ლითონის იონების ჟანგვის თვისებებს წყალხსნარებში სტანდარტულ პირობებში. რაც უფრო დაბალია სტანდარტული ელექტროდის პოტენციალის ალგებრული მნიშვნელობის მნიშვნელობა, მით მეტია მოცემული ლითონის შემცირების თვისებები მარტივი ნივთიერების სახით და სუსტია მისი იონების ჟანგვის თვისებები და პირიქით. .
მაგალითად, ლითიუმი (Li), რომელსაც აქვს ყველაზე დაბალი სტანდარტული პოტენციალი, არის ერთ-ერთი ყველაზე ძლიერი შემცირების აგენტი, ხოლო ოქრო (Au), რომელსაც აქვს უმაღლესი სტანდარტის პოტენციალი, არის ძალიან სუსტი შემცირების აგენტი და იჟანგება მხოლოდ ძალიან ძლიერთან ურთიერთობისას. ჟანგვის აგენტები. "ძაბვის სერიის" მონაცემებიდან ირკვევა, რომ ლითიუმის იონები (Li +), კალიუმი (K +), კალციუმი (Ca 2+) და ა.შ. - ყველაზე სუსტი ჟანგვის აგენტები და ყველაზე ძლიერი ჟანგვის აგენტები მოიცავს ვერცხლისწყლის იონებს (Hg 2+), ვერცხლის (Ag +), პალადიუმის (Pd 2+), პლატინის (Pt 2+), ოქროს (Au 3+, Au +) .
ნერნსტის განტოლება.ელექტროდის პოტენციალი არ არის მუდმივი. ისინი დამოკიდებულნი არიან ნივთიერების დაჟანგული და შემცირებული ფორმების კონცენტრაციების (აქტივობის) თანაფარდობაზე, ტემპერატურაზე, გახსნილი ნივთიერებისა და გამხსნელის ბუნებაზე, გარემოს pH-ზე და ა.შ. ეს დამოკიდებულება აღწერილია. ნერნსტის განტოლება:
,
სადაც j 0 О x / წითელი არის პროცესის სტანდარტული ელექტროდის პოტენციალი; R – უნივერსალური გაზის მუდმივი; T – აბსოლუტური ტემპერატურა; n არის ელექტრონების პროცესში მონაწილე ელექტრონების რაოდენობა; a oh, a წითელი – ნივთიერების დაჟანგული და შემცირებული ფორმების აქტივობა (კონცენტრაცია) ელექტროდურ რეაქციაში; x და y არის სტოქიომეტრიული კოეფიციენტები ელექტროდის რეაქციის განტოლებაში; F არის ფარადეის მუდმივი.
იმ შემთხვევისთვის, როდესაც ელექტროდები ლითონისაა და მათზე დამყარებული წონასწორობა აღწერილია ზოგადი ფორმით
Me n + + ne - D მე,
ნერნსტის განტოლება შეიძლება გამარტივდეს იმის გათვალისწინებით, რომ მყარი სხეულებისთვის აქტივობა მუდმივია და ერთობის ტოლია. 298 K-სთვის, ჩანაცვლების შემდეგ a Me =1 მოლ/ლ, x=y=1 და მუდმივი მნიშვნელობები R=8,314 J/K*mol; F = 96485 C/mol, Me n +-ის აქტივობის ჩანაცვლება ლითონის იონების მოლური კონცენტრაციით C Me n + ხსნარში და 2,303 კოეფიციენტის შემოღება (ათწილადი ლოგარითმებზე გადასვლა), ვიღებთ ნერნსტის განტოლებას სახით
j Ме n + / Ме = j 0 Ме n + / Ме + lg С Ме n + .
რედოქსის რეაქციების გამორჩეული თვისებაა ელექტრონების გადაცემა მორეაქტიულ ნაწილაკებს - იონებს, ატომებს, მოლეკულებსა და კომპლექსებს შორის, რის შედეგადაც იცვლება ამ ნაწილაკების დაჟანგვის მდგომარეობა, მაგ.
Fe2+? ე? = Fe3+.
ვინაიდან ელექტრონები ხსნარში ვერ გროვდებიან, ორი პროცესი ერთდროულად უნდა მოხდეს - დანაკარგები და შეძენა, ანუ ზოგიერთი ნაწილაკების დაჟანგვის პროცესი და სხვა ნაწილაკების შემცირება. ამრიგად, ნებისმიერი რედოქსული რეაქცია ყოველთვის შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ორი ნახევარრეაქციის სახით:
aOx1 + bRed2 = aRed1 + bOx2
მშობელი ნაწილაკი და თითოეული ნახევრადრეაქციის პროდუქტი წარმოადგენს რედოქს წყვილს ან სისტემას. ზემოხსენებულ ნახევრად რეაქციებში Red1 კონიუგირებულია Ox1-თან და Ox2 კონიუგირებულია Red1-თან.
არა მხოლოდ ნაწილაკებს ხსნარში, არამედ ელექტროდებსაც შეუძლიათ იმოქმედონ როგორც ელექტრონის დონორები ან მიმღებები. ამ შემთხვევაში რედოქს რეაქცია ხდება ელექტროდი-ხსნარის ინტერფეისზე და მას ელექტროქიმიური ეწოდება.
რედოქს რეაქციები, ისევე როგორც ყველა ქიმიური რეაქცია, შექცევადია ამა თუ იმ ხარისხით. რეაქციების მიმართულება განისაზღვრება ერთი რედოქსის ნახევარრეაქციის სისტემის კომპონენტების ელექტრონ-დონორის თვისებების თანაფარდობით და მეორის ელექტრონ-მიმღების თვისებებით (იმ პირობით, რომ წონასწორობის ცვლაზე მოქმედი ფაქტორები მუდმივია). რედოქს რეაქციის დროს ელექტრონების მოძრაობა ქმნის პოტენციალს. ამრიგად, პოტენციალი, რომელიც იზომება ვოლტებში, ემსახურება როგორც ნაერთის რედოქსის უნარის საზომს.
სისტემის ჟანგვითი (აღდგენითი) თვისებების რაოდენობრივად შესაფასებლად ხსნარში ჩაეფლო ქიმიურად ინერტული მასალისგან დამზადებული ელექტროდი. ფაზის ინტერფეისზე ხდება ელექტრონების გაცვლის პროცესი, რაც იწვევს პოტენციალის გაჩენას, რაც ხსნარში ელექტრონების აქტივობის ფუნქციაა. რაც უფრო მაღალია ხსნარის ჟანგვის უნარი, მით მეტია პოტენციური მნიშვნელობა.
სისტემის პოტენციალის აბსოლუტური მნიშვნელობის გაზომვა შეუძლებელია. ამასთან, თუ თქვენ აირჩევთ ერთ-ერთ რედოქს სისტემას, როგორც სტანდარტულს, მაშინ მასთან შედარებით შესაძლებელი გახდება ნებისმიერი სხვა რედოქს სისტემის პოტენციალის გაზომვა, მიუხედავად შერჩეული გულგრილი ელექტროდისა. სტანდარტულად არჩეულია H+/H2 სისტემა, რომლის პოტენციალი ნულის ტოლია.
ბრინჯი. 1.
1. პლატინის ელექტროდი.
2. წყალბადის გაზი მიწოდებული.
3. მჟავა ხსნარი (ჩვეულებრივ HCl), რომელშიც კონცენტრაცია H+ = 1 მოლ/ლ.
4. წყლის დალუქვა, რომელიც ხელს უშლის ჰაერიდან ჟანგბადის შეღწევას.
5. ელექტროლიტური ხიდი (შედგება კონცენტრირებული KCl ხსნარისგან), რომელიც საშუალებას გაძლევთ დააკავშიროთ გალვანური უჯრედის მეორე ნახევარი.
ნებისმიერი რედოქსის სისტემის პოტენციალს, რომელიც იზომება სტანდარტულ პირობებში წყალბადის ელექტროდთან მიმართებაში, ეწოდება ამ სისტემის სტანდარტულ პოტენციალს (E0). სტანდარტული პოტენციალი დადებითად ითვლება, თუ სისტემა მოქმედებს როგორც ჟანგვის აგენტი და წყალბადის ელექტროდზე ხდება ჟანგვის ნახევრად რეაქცია:
ან უარყოფითი, თუ სისტემა ასრულებს აღმდგენი აგენტის როლს და წყალბადის ელექტროდზე ხდება შემცირების ნახევარრეაქცია:
სტანდარტული პოტენციალის აბსოლუტური მნიშვნელობა ახასიათებს ჟანგვის აგენტის ან შემცირების აგენტის "სიძლიერეს".
სტანდარტული პოტენციალი - თერმოდინამიკური სტანდარტიზებული მნიშვნელობა - არის ძალიან მნიშვნელოვანი ფიზიკოქიმიური და ანალიტიკური პარამეტრი, რომელიც საშუალებას აძლევს ადამიანს შეაფასოს შესაბამისი რეაქციის მიმართულება და გამოთვალოს რეაქციაში მყოფი ნაწილაკების აქტივობა წონასწორობის პირობებში.
სპეციფიკურ პირობებში რედოქსის სისტემის დასახასიათებლად გამოიყენება რეალური (ფორმალური) პოტენციალის E0 კონცეფცია, რომელიც შეესაბამება ელექტროდზე დადგენილ პოტენციალს მოცემულ სპეციფიკურ ხსნარში, როდესაც პოტენციალის განმსაზღვრელი იონების დაჟანგული და შემცირებული ფორმების საწყისი კონცენტრაციებია. უდრის 1 მოლ/ლ და ყველა სხვა კომპონენტის ხსნარის ფიქსირებული კონცენტრაცია.
ანალიტიკური თვალსაზრისით, რეალური პოტენციალი უფრო ღირებულია, ვიდრე სტანდარტული პოტენციალი, რადგან სისტემის ჭეშმარიტი ქცევა განისაზღვრება არა სტანდარტით, არამედ რეალური პოტენციალით, და ეს უკანასკნელი საშუალებას აძლევს ადამიანს წინასწარ განსაზღვროს სიტუაციის წარმოქმნა. რედოქს რეაქცია კონკრეტულ პირობებში. სისტემის რეალური პოტენციალი დამოკიდებულია მჟავიანობაზე, ხსნარში უცხო იონების არსებობაზე და შეიძლება განსხვავდებოდეს ფართო დიაპაზონში.
გვერდი 4 8-დან
რედოქსის პროცესები და რედოქსის სისტემები ღვინოში
ზოგადი ინფორმაცია რედოქს პროცესების შესახებ
ნივთიერება იჟანგება, როდესაც ის აკავშირებს ჟანგბადს ან გამოყოფს წყალბადს; მაგალითად, გოგირდის S წვისას წარმოიქმნება გოგირდის დიოქსიდი SO 2, გოგირდმჟავას H 2 SO3 დაჟანგვისას წარმოიქმნება გოგირდმჟავა H5SO4, ხოლო წყალბადის სულფიდის H 2 S დაჟანგვისას წარმოიქმნება გოგირდის S; როდესაც რკინის სულფატი იჟანგება მჟავის თანდასწრებით, წარმოიქმნება რკინის სულფატი
4FeSO„ + 2H 2 SO4 + 02 = 2Fe2(SO4)3 + 2H20.
ან ორვალენტიანი სულფატის SO~h ანიონში დაშლისას მიიღება Fe++ კატიონი.
4Fe++ + 6SO " + 4H+ + 02 = 4Fe+++ + + 6SO~~ + 2H 2 0,
ან რეაქციაში არ მონაწილე ანიონების შემცირებით ვპოულობთ
4Fe++ + 4H+ + 02 = 4Fe+++ + 2H20.
ბოლო რეაქცია იდენტურია სხვა შავი რკინის მარილის დაჟანგვის შემთხვევაში; ეს არ არის დამოკიდებული ანიონის ბუნებაზე. მაშასადამე, რკინის იონის დაჟანგვა რკინის იონში გულისხმობს მისი დადებითი მუხტის გაზრდას წყალბადის იონის ხარჯზე, რომელიც კარგავს თავის მუხტს და ქმნის წყალბადის ატომს, რომელიც აერთიანებს ჟანგბადს და იძლევა წყალს. შედეგად, ასეთი დაჟანგვის დროს ხდება კათიონის დადებითი მუხტის მატება, ან, რაც იგივეა, ანიონის უარყოფითი მუხტის შემცირება. მაგალითად, წყალბადის სულფიდის დაჟანგვა H 2 S-ით გულისხმობს გოგირდის იონის S გადაქცევას გოგირდად (S). სინამდვილეში, ორივე შემთხვევაში ხდება უარყოფითი ელექტრული მუხტების ან ელექტრონების დაკარგვა.
ამის საპირისპიროდ, როდესაც x მცირდება, კატიონის დადებითი მუხტი მცირდება ან ანიონის უარყოფითი მუხტი იზრდება. მაგალითად, წინა რეაქციის შესახებ შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ხდება H+ იონის რედუქცია ატომურ წყალბად H-ად და რომ რეაქციის საპირისპირო მიმართულებით ხდება Fe+++ იონის რედუქცია Fe++ იონში. ამრიგად, შემცირება მოდის ელექტრონების რაოდენობის გაზრდაზე.
ამასთან, როდესაც ვსაუბრობთ ორგანული მოლეკულების დაჟანგვაზე, ტერმინი "დაჟანგვა" ინარჩუნებს თავის მნიშვნელობას ერთი მოლეკულის მეორეში ან სხვა კომპლექტში გარდაქმნის შესახებ, უფრო მდიდარი ჟანგბადით ან ნაკლებად მდიდარი წყალბადით. რედუქცია არის საპირისპირო პროცესი, მაგალითად, ალკოჰოლის CH3-CH2OH დაჟანგვა ალდეჰიდში CH3-CHO, შემდეგ ძმარმჟავაში CH3-COOH:
-2Н +Н,0-2Н
CH3-CH2OH -> CH3-CHO-->
-> CH3-COOH.
უჯრედში ორგანული მოლეკულების ჟანგვის პროცესები, რომლებიც მუდმივად გვხვდება ბიოლოგიურ ქიმიასა და მიკრობიოლოგიაში, ყველაზე ხშირად ხდება დეჰიდროგენაციის გზით. ისინი შერწყმულია შემცირების პროცესებთან და წარმოადგენენ რედოქს პროცესებს, მაგალითად, დაჟანგვას გლიცეროლსა და აცეტალდეჰიდს შორის ალკოჰოლური დუღილის დროს, რომელიც კატალიზდება კოდეჰიდრაზას მიერ და იწვევს ალკოჰოლს:
CH2OH-CHON-CHO + CH3-CHO + H20 -+ CH2OH-CHON-COOH+CH3-CH2OH.
აქ საუბარია შეუქცევად რედოქს პროცესზე, რომელიც, თუმცა, შეიძლება გახდეს შექცევადი კატალიზატორის თანდასწრებით, როგორც ქვემოთ იქნება ნაჩვენები. ჟანგვა-აღდგენის მაგალითი ელექტრონების გაცვლის გზით და შექცევადია ნებისმიერი კატალიზატორის არარსებობის შემთხვევაშიც კი არის წონასწორობა
Fe+++ + Cu+ Fe++ + Cu++.
ეს არის ელექტრონის მიერ მიწოდებული ორი ელემენტარული რეაქციის ჯამი
Fe++++e Fe++ და Cu+ Cu++ + e.
ასეთი ელემენტარული შექცევადი რეაქციები წარმოადგენს რედოქს სისტემებს ან რედოქს სისტემებს.
ისინი უშუალოდ ინტერესდებიან ენოლოგიით. მართლაც, ერთის მხრივ, როგორც ნაჩვენებია, Fe++ და Cu+ იონები არის ავტომატური დაჟანგვა, ანუ ისინი იჟანგება უშუალოდ, კატალიზატორის გარეშე, გახსნილი მოლეკულური ჟანგბადით და დაჟანგულ ფორმებს შეუძლიათ ხელახლა დაჟანგონ სხვა ნივთიერებები, შესაბამისად, ეს სისტემები ქმნიან ჟანგვის კატალიზატორებს. მეორე მხრივ, ისინი წარმოადგენენ სიმღვრივის გამომწვევ აგენტებს, რომლებიც ყოველთვის სახიფათოა მეღვინეობის პრაქტიკის თვალსაზრისით და სწორედ ეს გარემოებაა მჭიდრო კავშირში მათი ერთი ვალენტობიდან მეორეში გადასვლის თვისებასთან.
ზოგადი შეხედულება იონიზებული რედოქსის სისტემის შესახებ, ანუ წარმოქმნილი ხსნარში დადებითად ან უარყოფითად დამუხტული იონების მიერ, შეიძლება გამოიხატოს შემდეგნაირად:
წითელი =5± Ox + e (ან ნე).
ორგანული რედოქსის სისტემის ზოგადი ხედვა, რომელშიც შემცირებული კომპონენტის გადასვლა ჟანგბადზე ხდება წყალბადის და არა ელექტრონების გათავისუფლებით:
წითელი * ოქსი + H2.
აქ Red და Ox წარმოადგენს მოლეკულებს, რომლებსაც არ აქვთ ელექტრული მუხტი. მაგრამ კატალიზატორის თანდასწრებით, მაგალითად, ზემოთ ნაჩვენები ერთ-ერთი რედოქს სისტემა ან უჯრედის ზოგიერთი ფერმენტი, H,2 წონასწორობაშია თავის იონებთან და წარმოადგენს პირველი ტიპის რედოქს სისტემას.
Н2 *± 2Н+ + 2е,
საიდანაც ორი რეაქციის შეჯამებისას ვიღებთ წონასწორობას
წითელი * ოქსი + 2H+ + 2e.
ამრიგად, ჩვენ მივდივართ იონიზებული სისტემების მსგავს ფორმამდე, რომლებიც წყალბადის გაცვლასთან ერთად ათავისუფლებენ ელექტრონებს. შესაბამისად, ეს სისტემები, წინა სისტემების მსგავსად, ელექტროაქტიურია.
სისტემის აბსოლუტური პოტენციალის დადგენა შეუძლებელია; თქვენ შეგიძლიათ მხოლოდ გაზომოთ პოტენციური განსხვავება ორ რედოქს სისტემას შორის:
Redi + Ox2 * Red2 + Oxj.
ეს პრინციპი გამოიყენება ისეთი ხსნარის რედოქს პოტენციალის დასადგენად და გასაზომად, როგორიცაა ღვინო.
რედოქს სისტემების კლასიფიკაცია
ღვინის რედოქს სისტემების უკეთ გასათვალისწინებლად და მათი როლის გასაგებად, მიზანშეწონილია გამოიყენოთ Wurmser-ის კლასიფიკაცია, რომელიც ყოფს მათ სამ ჯგუფად:
1) უშუალოდ ელექტროაქტიური ნივთიერებები, რომლებიც ხსნარში, თუნდაც მარტო, პირდაპირ ცვლიან ელექტრონებს ინერტული პლატინის ელექტროდთან, რომელიც იღებს ძალიან სპეციფიკურ პოტენციალს. ეს იზოლირებული ნივთიერებები ქმნიან რედოქს სისტემებს.
ესენია: ა) მძიმე მეტალების იონები, რომლებიც ქმნიან Cu++/Cu+ და Fe++/Fe+++ სისტემებს; ბ) ბევრი საღებავი, ე.წ. გ) რიბოფლავინი, ან ვიტამინი Br და დეჰიდროგენაზები, რომლებშიც ის შედის (ყვითელი ფერმენტი), რომლებიც მონაწილეობენ უჯრედულ სუნთქვაში ყურძენში ან საფუარში აერობიოზის დროს. ეს არის ავტოჟანგვის სისტემები, ანუ ჟანგბადის თანდასწრებით ისინი იღებენ დაჟანგულ ფორმას. მათი დაჟანგვა ჟანგბადით არ საჭიროებს კატალიზატორს;
2) სუსტი ელექტროაქტიურობის მქონე ნივთიერებები, რომლებიც არ რეაგირებენ ან სუსტად რეაგირებენ პლატინის ელექტროდზე და დამოუკიდებლად არ უზრუნველყოფენ წონასწორობის პირობებს, მაგრამ ხდება ელექტროაქტიური, როდესაც ისინი ხსნარში არიან პირველი ჯგუფის ნივთიერებების არსებობისას ძალიან სუსტი კონცენტრაციით და ეს შემთხვევა იძლევა გარკვეულ პოტენციალს. მეორე ჯგუფის ნივთიერებები რეაგირებენ პირველთან, რომლებიც ახდენენ მათ რედოქს ტრანსფორმაციას და შეუქცევად სისტემებს შექცევადს ხდიან. შესაბამისად, დაჟანგვა-აღმდგენი საღებავები შესაძლებელს ხდის ამ ჯგუფის ნივთიერებების შესწავლას, მათი ნორმალური პოტენციალის დადგენას და კლასიფიკაციას. ანალოგიურად, ღვინოში რკინისა და სპილენძის იონების არსებობა სისტემებს ელექტროაქტიურს ხდის, რომლებიც იზოლირებულად არ წარმოადგენენ რედოქს სისტემებს.
ესენია: ა) ნივთიერებები ენოლის ფუნქციით ორმაგი კავშირით (-SON = COH-), წონასწორობაში მყოფი დი-კეტონის ფუნქციასთან (-CO-CO-), მაგალითად ვიტამინი C, ან ასკორბინის მჟავა, რედუქტონები, დიჰიდროქსიმალეური. მჟავა მჟავა; ბ) ციტოქრომები, რომლებიც მთავარ როლს თამაშობენ უჯრედულ სუნთქვაში როგორც მცენარეებში, ასევე ცხოველებში;
3) ელექტროაქტიური ნივთიერებები დიასტაზის არსებობისას. მათი დეჰიდროგენაცია კატალიზებულია დეჰიდროგენაზებით, რომელთა როლი არის წყალბადის გადაცემის უზრუნველყოფა ერთი მოლეკულიდან მეორეზე. ზოგადად, ამ სისტემებს ენიჭება ელექტროაქტიურობა, რომელიც მათ პოტენციურად გააჩნიათ გარემოში კატალიზატორების დამატებით, რომლებიც უზრუნველყოფენ რედოქს ტრანსფორმაციას; შემდეგ ქმნიან პირობებს რედოქს წონასწორობისა და გარკვეული პოტენციალისათვის.
ეს არის სისტემები რძემჟავა - პირუვინის მჟავა რძემჟავა ბაქტერიების აუტოლიზატის არსებობისას, რომლებიც მოჰყავთ რედოქს წონასწორობაში CH3-CHOH-COOH და CH3-CO-COOH - სისტემა, რომელიც მონაწილეობს რძემჟავას ფერმენტაციაში; ეთანოლი - ეთანალი, რომელიც შეესაბამება ალკოჰოლური დუღილის დროს ალდეჰიდის ალკოჰოლზე გადასვლას, ან ბუტანდიოლ-აცეტოინის სისტემას. ეს უკანასკნელი სისტემები არ არის მნიშვნელოვანი თავად ღვინისთვის, თუმცა შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ღვინო შეიძლება შეიცავდეს დეჰიდრაზას მიკრობული უჯრედების არარსებობის შემთხვევაში, მაგრამ ისინი მნიშვნელოვანია ალკოჰოლური ან რძემჟავა დუღილისთვის, ასევე ცოცხალი უჯრედების შემცველი მზა ღვინისთვის. . ისინი განმარტავენ, მაგალითად, ეთანალის შემცირებას საფუარის ან ბაქტერიების არსებობისას - ფაქტი, რომელიც ცნობილია დიდი ხნის განმავლობაში.
ყველა ამ ჟანგვის ან აღმდგენი ნივთიერებისთვის შესაძლებელია განისაზღვროს დაჟანგვა-აღდგენითი პოტენციალი, ნორმალური თუ შესაძლებელი, რისთვისაც სისტემა ნახევრად დაჟანგულია და ნახევრად შემცირებული. ეს საშუალებას აძლევს მათ კლასიფიცირდეს ჟანგვის ან შემცირების სიმძლავრის მიხედვით. ასევე შესაძლებელია წინასწარ განჭვრიტოთ, თუ რა ფორმით არის (დაჟანგული ან შემცირებული) მოცემული სისტემა ცნობილი რედოქსული პოტენციალის მქონე ხსნარში; გახსნილი ჟანგბადის ცვლილებების პროგნოზირება; იდენტიფიცირება ნივთიერებები, რომლებიც იჟანგება ან მცირდება პირველი. ეს საკითხი საკმარისად არის დაფარული განყოფილებაში "რედოქს პოტენციალის კონცეფცია".