Тотығу – тотықсыздану реакциялары

Барлық химиялық реакцияларды екі топқа бөлуге болады. Бірінші топтағы реакцияларда элементтердің тотығу дәрежелері өзгеріссіз қалады, ал екінші топтағы реакцияларда бір немесе бірнеше элементтің тотығу дәрежелері өзгереді.

Тотығу дәрежелері өзгеріссіз жүретін реакцияның мысалы ретінде бейтараптану реакциясын көрсетуге болады:

НСl + NaOH→NaCl + H₂O.

Екінші топтағы реакциялар мысалы ретінде металдың қышқылмен әрекеттесуін алуға болады:

Zn⁰ + 2 H⁺Cl → Zn⁺²Cl₂ + H₂⁰↑.

Элементтердің тотығу дәрежелері өзгеруі арқылы жүретін реакциялар тотығу-тотықсыздану реакциялары деп аталады.

Тотығу–тотықсыздану реакцияларының биологиялық жүйелерде маңызы зор: фотосинтез, тыныс алу, ас қорыту - бұның бәрі тотығу- тотықсыздану реакциялары. Техникада тотығу-тотықсыздану реакцияларының орны ерекше. Мысалы, барлық металлургиялық өнеркәсіп тотығу – тотықсыздану реакцияларына негізделген; табиғи қосылыстардан таза металды алу.

Тотығу – тотықсыздану реакцияларына қарапайым мысал келтірейік: натрий мен хлордың әрекеттесіп, иондық қосылыстың түзілуі:

2 Na + Cl₂ → 2 NaCl.

Берілген реакция бірнеше сатылар арқылы жүреді. Оның біреуінде натрий атомдары оң зарядталған ионға айналады; натрийдің тотығу дәрежесі 0-ден +1-ге өзгереді:

Na⁰ – ē → Na⁺

Электрондарды беру үрдісі тотығу деп аталады. Бұндай үрдісте элементтің тотығу дәрежесі өседі.

Натрий берген электрондарды хлор атомдары қосып алады да, теріс зарядталған иондарға айналады, хлордың тотығу дәрежелері 0-ден –1-ге өзгереді:

Cl₂⁰ + 2ē → 2 Cl^-.

Электрондарды қосып алу үрдісі тотықсыздану деп аталады. Бұндай жағдайда элементтің тотығу дәрежесі кемиді.

Сонымен, қарастырылған реакцияда натрий тотығады, ал хлор тотықсызданады.

Құрамына тотығатын элемент кіретін зат тотықсыздандырғыш деп аталады, ал тотықсызданатын элементі бар зат – тотықтырғыш. Ендеше натрий - тотықсыздандырғыш, ал хлор - тотықтырғыш.

Тотығу және тотықсыздану үрдістері теңдеулерінен бір молекула хлор, тотықсызданып, екі электрон қосып алатыны, ал бір натрий атомы бір электрон беретіні көрінеді. Жүйедегі жалпы электрондар саны өзгермейді: тотықсыздандырғыш атомдары беретін электрондар саны тотықтырғыш молекулалары қосып алатын электрон сандарына тең. Сондықтан бір хлор молекуласы екі натрий атомын тотықтырады.