ზოგადი ქიმია: სახელმძღვანელო / A. V. Zholnin; რედაქტორი ვ.ა. პოპკოვა, ა.ვ.ჟოლნინა. - 2012. - 400 გვ.: ავად.
თავი 8. რედოქსური რეაქციები და პროცესები
თავი 8. რედოქსური რეაქციები და პროცესები
ცხოვრება რედოქს პროცესების უწყვეტი ჯაჭვია.
ა.-ლ. ლავუაზიე
8.1. რედოქს პროცესების ბიოლოგიური მნიშვნელობა
მეტაბოლიზმის, სუნთქვის, დაშლის, დუღილის, ფოტოსინთეზის პროცესები ძირითადად რედოქს პროცესებია. აერობული მეტაბოლიზმის შემთხვევაში, მთავარი ჟანგვის აგენტია მოლეკულური ჟანგბადი, ხოლო აღმდგენი საშუალებაა საკვები პროდუქტების ორგანული ნივთიერებები. ინდიკატორი იმისა, რომ სხეულის სასიცოცხლო აქტივობა ეფუძნება რედოქს რეაქციებს, არის ორგანოებისა და ქსოვილების ბიოელექტრული პოტენციალი. ბიოპოტენციალები ბიოქიმიური პროცესების მიმართულების, სიღრმისა და ინტენსივობის თვისებრივი და რაოდენობრივი მახასიათებელია. ამიტომ ორგანოებისა და ქსოვილების ბიოპოტენციალის რეგისტრაცია ფართოდ გამოიყენება კლინიკური პრაქტიკამათი აქტივობის შესწავლისას, კერძოდ, გულ-სისხლძარღვთა დაავადებების დიაგნოსტიკისას, იღებენ ელექტროკარდიოგრამას, კუნთების ბიოპოტენციალის გაზომვისას იღებენ ელექტრომიოგრამას. ტვინის პოტენციალების რეგისტრაცია – ენცეფალოგრაფია – გვაძლევს განსჯის საშუალებას პათოლოგიური დარღვევებინერვული სისტემა. უჯრედების სასიცოცხლო აქტივობის ენერგიის წყაროა მემბრანის პოტენციალი 80 მვ-ის ტოლი, გამოწვეული იონური ასიმეტრიის წარმოქმნით, ე.ი. კათიონებისა და ანიონების არათანაბარი განაწილება მემბრანის ორივე მხარეს. მემბრანის პოტენციალი იონური ხასიათისაა.მრავალბირთვულ კომპლექსებში ხდება პროცესები, რომლებიც დაკავშირებულია ელექტრონების და პროტონების გადაცემასთან ნაწილაკებს შორის, რომლებიც წინააღმდეგობას უწევენ.
განპირობებულია რეაქციაში მყოფი ნაწილაკების დაჟანგვის ხარისხის ცვლილებით და რედოქს პოტენციალის გაჩენით. რედოქსის პოტენციალი ელექტრონული ხასიათისაა.ეს პროცესები შექცევადია და ციკლური ხასიათისაა და მრავალი მნიშვნელოვანის საფუძველია ფიზიოლოგიური პროცესები. მიქაელისმა აღნიშნა რედოქს პროცესების მნიშვნელოვანი როლი ცხოვრებაში: ”ცოცხალ ორგანიზმებში მიმდინარე რედოქს პროცესები არის მათ შორის, რომლებიც არა მხოლოდ იპყრობს თვალს და მათი ამოცნობა შესაძლებელია, არამედ ყველაზე მნიშვნელოვანია სიცოცხლისთვის, როგორც ბიოლოგიურად, ასევე ფილოსოფიური თვალსაზრისით. ხედი."
8.2. არსი
რედოქსის პროცესები
1913 წელს ლ.ვ. პისარჟევსკიმ გამოუშვა რედოქს პროცესების ელექტრონული თეორია, რომელიც ამჟამად საყოველთაოდ მიღებულია. ამ ტიპის რეაქცია ტარდება რეაქტიული ნივთიერებების ატომებს შორის ელექტრონის სიმკვრივის გადანაწილების გამო (ელექტრონების გადაცემა), რაც გამოიხატება ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილებით.
რეაქციებს, რომლებიც ცვლის ატომების ჟანგვის მდგომარეობებს, რომლებიც ქმნიან რეაქციაში მყოფ ნივთიერებებს მათ შორის ელექტრონების გადაცემის გამო, რედოქს რეაქციებს უწოდებენ.
რედოქსის პროცესი შედგება 2 ელემენტარული აქტისგან ან ნახევრადრეაქციისგან: დაჟანგვა და შემცირება.
ოქსიდაცია- ეს არის ატომის, მოლეკულის ან იონის მიერ ელექტრონების დაკარგვის (დონაციის) პროცესი. ჟანგვის დროს ნაწილაკების ჟანგვის მდგომარეობა იზრდება:
ნაწილაკს, რომელიც ელექტრონებს აძლევს, ეწოდება შემცირების აგენტი.შემცირების აგენტის დაჟანგვის პროდუქტს მისი ეწოდება დაჟანგული ფორმა:
შემცირების აგენტი და მისი დაჟანგული ფორმა ქმნის რედოქს სისტემის ერთ წყვილს (Sn 2 + / Sn 4 +).
ელემენტის შემცირების უნარის საზომია იონიზაციის პოტენციალი.რაც უფრო დაბალია ელემენტის იონიზაციის პოტენციალი, მით უფრო ძლიერია ის აღმდგენი აგენტი; s-ელემენტები და ელემენტები ყველაზე დაბალი და შუალედური ჟანგვის მდგომარეობებში ძლიერი შემცირების აგენტებია. ნაწილაკების ელექტრონების გაცემის უნარი (დონორის უნარი) განაპირობებს მის შემცირების თვისებებს.
აღდგენა -ეს არის ნაწილაკზე ელექტრონების დამატების პროცესი. შემცირების დროს, ჟანგვის მდგომარეობა მცირდება:
ნაწილაკს (ატომები, მოლეკულები ან იონები), რომელიც იძენს ელექტრონებს, ეწოდება ჟანგვის აგენტი.ჟანგვის აგენტის შემცირების პროდუქტს მისი ეწოდება აღდგენილი ფორმა:
ჟანგვითი აგენტი თავისი შემცირებული ფორმით წარმოადგენს რედოქს სისტემის კიდევ ერთ წყვილს (Fe 3+ /Fe 2+). ნაწილაკების ჟანგვითი უნარის საზომია ელექტრონის აფინურობა.რაც უფრო დიდია ელექტრონის აფინურობა, ე.ი. ნაწილაკების ელექტრონის ამოღების უნარი, მით უფრო ძლიერია ის ჟანგვის აგენტი. დაჟანგვას ყოველთვის თან ახლავს შემცირება და, პირიქით, შემცირება დაკავშირებულია დაჟანგვასთან.
განვიხილოთ FeCl 3-ის ურთიერთქმედება SnCl 2-თან. პროცესი შედგება ორი ნახევარრეაქციისგან:
რედოქს რეაქცია შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ორი კონიუგატური წყვილის ერთობლიობით.
რეაქციების დროს, ჟანგვის აგენტი გარდაიქმნება კონიუგატის აღმდგენი აგენტად (აღდგენითი პროდუქტი), ხოლო აღმდგენი აგენტი გარდაიქმნება კონიუგატ ჟანგვის აგენტად (ჟანგვის პროდუქტი). ისინი განიხილება რედოქს წყვილებად:
მაშასადამე, რედოქსული რეაქციები წარმოადგენს ჟანგვის და შემცირების ორი საპირისპირო პროცესის ერთიანობას, რომლებიც სისტემებში შეუძლებელია არსებობდეს ერთი მეორის გარეშე. ამაში ჩვენ ვხედავთ ერთიანობისა და დაპირისპირებათა ბრძოლის უნივერსალური კანონის გამოვლინებას. რეაქცია მოხდება, თუ ჟანგვის აგენტის ელექტრონის მიდრეკილება აღემატება აღმდგენი აგენტის იონიზაციის პოტენციალს. ამ მიზნით შემოიღეს კონცეფცია ელექტროუარყოფითობა -რაოდენობა, რომელიც ახასიათებს ატომების უნარს, მისცეს ან მიიღონ ელექტრონები.
რედოქსის რეაქციების განტოლებები შედგენილია ელექტრონული ბალანსის მეთოდით და ნახევარრეაქციის მეთოდით. უპირატესობა უნდა მიენიჭოს ნახევარრეაქციის მეთოდს. მისი გამოყენება დაკავშირებულია რეალურად არსებული იონების გამოყენებასთან, თვალსაჩინოა საშუალების როლი. განტოლებების შედგენისას აუცილებელია გავარკვიოთ რეაქციაში შემავალი ნივთიერებები, რომლებიც მოქმედებს როგორც ჟანგვის აგენტი და რომელი მოქმედებს როგორც აღმდგენი, გარემოს pH-ის გავლენა რეაქციის მიმდინარეობაზე და რა არის შესაძლო რეაქციის პროდუქტები. რედოქს თვისებებს ავლენს ნაერთები, რომლებიც შეიცავს ატომებს დიდი რაოდენობით ვალენტური ელექტრონების სხვადასხვა ენერგიით. d-ელემენტების (IB, VIIB, VIIIB ჯგუფები) და p-ელემენტების (VIIA, VIA, VA ჯგუფები) ნაერთებს აქვთ ეს თვისებები. ნაერთები, რომლებიც შეიცავს ელემენტს უმაღლეს ჟანგვის მდგომარეობაში, ავლენენ მხოლოდ ჟანგვის თვისებებს(KMnO 4, H 2 SO 4), ყველაზე დაბალი - მხოლოდ აღდგენითი თვისებები(H2S), შუალედში - მათ შეუძლიათ მოიქცნენ ორი გზით(Na 2 SO 3). ნახევარრეაქციის განტოლებების შედგენის შემდეგ, იონური განტოლებები ქმნიან რეაქციის განტოლებას მოლეკულური ფორმით:
განტოლების სისწორის შემოწმება: განტოლების მარცხენა მხარეს ატომებისა და მუხტების რაოდენობა უნდა იყოს თითოეული ელემენტის განტოლების მარჯვენა მხარეს ატომებისა და მუხტების რაოდენობის ტოლი.
8.3. ელექტროდული პოტენციალის კონცეფცია. ელექტროდის პოტენციური გარეგნობის მექანიზმი. გალვანური უჯრედი. NERNST განტოლება
ნივთიერებების რედოქსის უნარის საზომია რედოქს პოტენციალი. განვიხილოთ პოტენციური გაჩენის მექანიზმი. როდესაც რეაქტიული ლითონი (Zn, Al) ჩაეფლო მისი მარილის ხსნარში, მაგალითად Zn ZnSO 4-ის ხსნარში, ლითონის დამატებითი დაშლა ხდება ჟანგვის პროცესის შედეგად, წყვილის წარმოქმნა, ორმაგი. ელექტრული ფენა ლითონის ზედაპირზე და Zn 2 +/Zn° წყვილის პოტენციალის გაჩენა.
მისი მარილის ხსნარში ჩაძირულ ლითონს, მაგალითად თუთიას თუთიის სულფატის ხსნარში, ეწოდება პირველი სახის ელექტროდი. ეს არის ორფაზიანი ელექტროდი, რომელიც უარყოფითად მუხტავს. პოტენციალი წარმოიქმნება ჟანგვის რეაქციის შედეგად (პირველი მექანიზმის მიხედვით) (ნახ. 8.1). როდესაც დაბალაქტიური ლითონები (Cu) ჩაეფლო საკუთარი მარილის ხსნარში, საპირისპირო პროცესი შეინიშნება. მარილის ხსნართან ლითონის ინტერფეისზე ლითონი დეპონირდება იონის შემცირების პროცესის შედეგად, რომელსაც აქვს ელექტრონის მიმღების მაღალი უნარი, რაც გამოწვეულია ბირთვის მაღალი მუხტით და იონის მცირე რადიუსით. . ელექტროდი ხდება დადებითად დამუხტული, მარილის ჭარბი ანიონები ქმნიან მეორე ფენას ელექტროდთან ახლოს და წარმოიქმნება Cu 2 +/Cu° წყვილის ელექტროდური პოტენციალი. პოტენციალი ყალიბდება აღდგენის პროცესის შედეგად მეორე მექანიზმის მიხედვით (სურ. 8.2). ელექტროდის პოტენციალის მექანიზმი, სიდიდე და ნიშანი განისაზღვრება ელექტროდის პროცესში მონაწილეთა ატომების სტრუქტურით.
ასე რომ, პოტენციალი წარმოიქმნება ლითონსა და ხსნარს შორის ინტერფეისზე ჟანგვითი და აღდგენითი პროცესებილითონის (ელექტროდის) მონაწილეობით და ორმაგი ელექტრული ფენის წარმოქმნით ხდება ელექტროდის პოტენციალი.
თუ ელექტრონები თუთიის ფირფიტიდან სპილენძის ფირფიტაზე გადადის, მაშინ ფირფიტებზე წონასწორობა ირღვევა. ამისათვის ჩვენ ვაკავშირებთ თუთიის და სპილენძის ფირფიტებს, ჩაძირულს მათი მარილების ხსნარებში, ლითონის გამტარით, ხოლო ელექტროდის მახლობლად ხსნარებს ელექტროლიტური ხიდით (მილაკი K 2 SO 4 ხსნარით) წრედის დახურვის მიზნით. თუთიის ელექტროდზე ხდება ჟანგვის ნახევრად რეაქცია:
ხოლო სპილენძზე - შემცირების ნახევრად რეაქცია:
ელექტრული დენი გამოწვეულია მთლიანი რედოქსის რეაქციით:
წრეში ჩნდება ელექტრული დენი. გალვანურ უჯრედში ელექტრული დენის (EMF) წარმოქმნისა და გადინების მიზეზი არის ელექტროდის პოტენციალების სხვაობა (E) - ნახ. 8.3.
ბრინჯი. 8.3.გალვანური უჯრედის ელექტრული წრედის დიაგრამა
გალვანური უჯრედიარის სისტემა, რომელშიც გარდაიქმნება რედოქსის პროცესის ქიმიური ენერგია
ელექტროზე. გალვანური უჯრედის ქიმიური წრე ჩვეულებრივ იწერება მოკლე დიაგრამის სახით, სადაც მარცხნივ მოთავსებულია უფრო უარყოფითი ელექტროდი, ამ ელექტროდზე წარმოქმნილი წყვილი მითითებულია ვერტიკალური ხაზით და ნაჩვენებია პოტენციური ნახტომი. ორი ხაზი მიუთითებს საზღვრებს შორის გადაწყვეტილებებს. ელექტროდის მუხტი მითითებულია ფრჩხილებში: (-) Zn°|Zn 2 +||Cu 2 +|Cu° (+) - გალვანური უჯრედის ქიმიური წრის დიაგრამა.
წყვილის რედოქსული პოტენციალი დამოკიდებულია ელექტროდის პროცესში მონაწილეთა ბუნებაზე და ხსნარში ელექტროდის პროცესში მონაწილეთა დაჟანგული და შემცირებული ფორმების წონასწორული კონცენტრაციების თანაფარდობაზე, ხსნარის ტემპერატურაზე და აღწერილია. ნერნსტის განტოლებით. რედოქს სისტემის რაოდენობრივი მახასიათებელია რედოქს პოტენციალი, რომელიც ჩნდება პლატინა-ფაზის ინტერფეისზე. წყლის ხსნარი. პოტენციალის სიდიდე SI ერთეულებში იზომება ვოლტებში (V) და გამოითვლება ნერნსტ-პიტერსის განტოლება:
სადაც a(Ox) და a(Red) არის დაჟანგული და შემცირებული ფორმების აქტივობა, შესაბამისად; რ- უნივერსალური გაზის მუდმივი; თ- თერმოდინამიკური ტემპერატურა, K; ფ- ფარადეის მუდმივი (96,500 C/mol); ნ- ელექტრონების რაოდენობა, რომლებიც მონაწილეობენ ელემენტარულ რედოქს პროცესში; a - ჰიდრონიუმის იონების აქტივობა; მ- სტექიომეტრიული კოეფიციენტი წყალბადის იონამდე ნახევრად რეაქციაში. მნიშვნელობა φ° არის სტანდარტული რედოქს პოტენციალი, ე.ი. პოტენციალი გაზომილი პირობებით a(Ox) = a(Red) = a(H +) = 1 და მოცემულ ტემპერატურაზე.
2H + /H 2 სისტემის სტანდარტული პოტენციალი მიჩნეულია 0 V. სტანდარტული პოტენციალი არის საცნობარო მნიშვნელობები და ჩამოთვლილია 298K ტემპერატურაზე. ძლიერ მჟავე გარემო არ არის დამახასიათებელი ბიოლოგიური სისტემებისთვის, ამიტომ, ცოცხალ სისტემებში მიმდინარე პროცესების დასახასიათებლად, უფრო ხშირად გამოიყენება ფორმალური პოტენციალი, რომელიც განისაზღვრება პირობით a(Ox) = a (წითელი), pH 7.4 და ტემპერატურა 310K ( ფიზიოლოგიურ დონეზე). წყვილის პოტენციალის ჩაწერისას იგი მითითებულია წილადის სახით, მრიცხველში ჟანგვითი აგენტი და მნიშვნელში შემამცირებელი აგენტი.
25 °C (298K) ტემპერატურაზე მუდმივი მნიშვნელობების ჩანაცვლების შემდეგ (R = 8,31 J/mol deg; ფ= 96,500 C/mol) ნერნსტის განტოლება იღებს შემდეგ ფორმას:
სადაც φ° არის წყვილის სტანდარტული რედოქს პოტენციალი, V; ო.ფ-ით და ვ.ფ-ით. - დაჟანგული და შემცირებული ფორმების წონასწორული კონცენტრაციების პროდუქტი, შესაბამისად; x და y არის სტოიქიომეტრიული კოეფიციენტები ნახევარრეაქციის განტოლებაში.
ელექტროდის პოტენციალი იქმნება მისი მარილის ხსნარში ჩაძირული ლითონის ფირფიტის ზედაპირზე და დამოკიდებულია მხოლოდ დაჟანგული ფორმის კონცენტრაციაზე [M n+], ვინაიდან შემცირებული ფორმის კონცენტრაცია არ იცვლება. ელექტროდის პოტენციალის დამოკიდებულება ამავე სახელწოდების იონის კონცენტრაციაზე განისაზღვრება განტოლებით:
სადაც [M n+] არის ლითონის იონის წონასწორული კონცენტრაცია; ნ- ელექტრონების რაოდენობა, რომლებიც მონაწილეობენ ნახევრად რეაქციაში და შეესაბამება ლითონის იონის ჟანგვის მდგომარეობას.
რედოქს სისტემები იყოფა ორ ტიპად:
1) სისტემაში მხოლოდ ელექტრონების გადაცემა ხდება Fe 3 + + ē = = Fe 2 +, Sn 2 + - 2ē = Sn 4 +. ეს იზოლირებული რედოქსის წონასწორობა;
2) სისტემები, როდესაც ელექტრონების გადაცემას ავსებს პროტონების გადაცემა, ე.ი. დააკვირდა სხვადასხვა ტიპის კომბინირებული წონასწორობა:პროტოლიზური (მჟავა-ტუტოვანი) და რედოქსი პროტონებისა და ელექტრონების ორ ნაწილაკს შორის შესაძლო კონკურენციით. IN ბიოლოგიური სისტემებიამ ტიპს მიეკუთვნება მნიშვნელოვანი რედოქს სისტემები.
მეორე ტიპის სისტემის მაგალითია ორგანიზმში წყალბადის ზეჟანგის უტილიზაციის პროცესი: H 2 O 2 + 2H + + 2ē ↔ 2H 2 O, ასევე შემცირება. მჟავე გარემობევრი ჟანგვის აგენტი, რომელიც შეიცავს ჟანგბადს: CrO 4 2-, Cr 2 O 7 2-, MnO 4 -. მაგალითად, MnO 4 - + 8H + + 5ē = = Mn 2 + + 4H 2 O. ამ ნახევრად რეაქციაში მონაწილეობენ ელექტრონები და პროტონები. წყვილის პოტენციალი გამოითვლება ფორმულის გამოყენებით:
კონიუგატური წყვილების უფრო ფართო დიაპაზონში, წყვილის დაჟანგული და შემცირებული ფორმები ხსნარშია დაჟანგვის სხვადასხვა ხარისხით (MnO 4 - /Mn 2 +). როგორც საზომი ელექტროდი
ამ შემთხვევაში გამოიყენება ინერტული მასალისგან დამზადებული ელექტროდი (Pt). ელექტროდი არ არის ელექტროდის პროცესის მონაწილე და მხოლოდ ელექტრონული მატარებლის როლს ასრულებს. ხსნარში მიმდინარე რედოქს პროცესის გამო წარმოქმნილ პოტენციალს ეწოდება რედოქს პოტენციალი.
ის იზომება რედოქს ელექტროდიარის ინერტული მეტალი, რომელიც გვხვდება წყვილის დაჟანგული და შემცირებული ფორმების შემცველ ხსნარში. მაგალითად, გაზომვისას ე ო Fe 3 + /Fe 2 + წყვილი იყენებს რედოქს ელექტროდს - პლატინის საზომ ელექტროდს. საცნობარო ელექტროდი არის წყალბადი, რომლის წყვილის პოტენციალი ცნობილია.
რეაქცია გალვანურ უჯრედში:
ქიმიური ჯაჭვის დიაგრამა: (-)Pt|(H 2 °), H+||Fe 3 +, Fe 2 +|Pt(+).
ჟანგვის-აღდგენითი პოტენციალი არის ნივთიერებების რედოქსუნარიანობის საზომი. სტანდარტული წყვილის პოტენციალის მნიშვნელობები მითითებულია საცნობარო ცხრილებში.
შემდეგი შაბლონები აღინიშნება რედოქს პოტენციალების სერიაში.
1. თუ წყვილის სტანდარტული რედოქს პოტენციალი უარყოფითია, მაგალითად φ°(Zn 2+ (p)/Zn°(t)) = -0,76 V, მაშინ წყალბადის წყვილთან მიმართებაში, რომლის პოტენციალი უფრო მაღალია, ეს წყვილი მოქმედებს როგორც შემცირების აგენტი. პოტენციალი ყალიბდება პირველი მექანიზმით (ჟანგვის რეაქცია).
2. თუ წყვილის პოტენციალი დადებითია, მაგალითად φ°(Cu 2 +(p)/ Cu(t)) = +0,345 V წყალბადის ან სხვა კონიუგატის წყვილთან მიმართებაში, რომლის პოტენციალი უფრო დაბალია, ეს წყვილი არის ჟანგვითი. აგენტი. ამ წყვილის პოტენციალი ყალიბდება მეორე მექანიზმით (რედუქციის რეაქცია).
3. რაც უფრო მაღალია წყვილის სტანდარტული პოტენციალის ალგებრული მნიშვნელობა, მით უფრო მაღალია დაჟანგული ფორმის დაჟანგვის უნარი და მით უფრო დაბალია ამ შემცირებული ფორმის შემცირების უნარი.
წყვილები. პოზიტიური პოტენციალის მნიშვნელობის შემცირება და ნეგატივის მატება შეესაბამება ჟანგვითი აქტივობის შემცირებას და შემცირების აქტივობის ზრდას. Მაგალითად:
8.4. წყალბადის ელექტროდი, რედოქსის პოტენციალის გაზომვა
წყვილის რედოქს პოტენციალი განისაზღვრება ელექტრული ორმაგი ფენის პოტენციალით, მაგრამ, სამწუხაროდ, მისი გაზომვის მეთოდი არ არსებობს. ამიტომ, ისინი განსაზღვრავენ არა აბსოლუტურ, არამედ ფარდობით მნიშვნელობას, შედარებისთვის ირჩევენ სხვა წყვილს. პოტენციალის გაზომვა ხორციელდება პოტენციომეტრიული ინსტალაციის გამოყენებით, რომელიც ეფუძნება გალვანურ ელემენტს, რომელსაც აქვს წრე: საცდელი წყვილის ელექტროდი (საზომი ელექტროდი) დაკავშირებულია წყალბადის წყვილის ელექტროდთან (H +/H°) ან სხვა. რომლის პოტენციალი ცნობილია (საცნობარო ელექტროდი) . გალვანური უჯრედი დაკავშირებულია გამაძლიერებელთან და ელექტრო დენის მრიცხველთან (ნახ. 8.4).
რედოქსის პროცესის შედეგად წყალბადის ელექტროდზე წარმოიქმნება წყალბადის წყვილი: 1/2H 2 o (g) ↔ H + (p) + e - . წყალბადის ელექტროდი არის ნახევარუჯრედი, რომელიც შედგება
პლატინის ფირფიტიდან, რომელიც დაფარულია პლატინის თხელი, ფხვიერი ფენით, ჩაძირული გოგირდმჟავას 1 N ხსნარში. წყალბადი გადადის ხსნარში, პლატინის ფოროვან ფენაში მისი ნაწილი ხდება ატომური. ეს ყველაფერი ჩასმულია მინის ჭურჭელში (ამპულაში). წყალბადის ელექტროდი არის პირველი ტიპის სამფაზიანი ელექტროდი (გაზ-ლითონი). წყალბადის ელექტროდის ელექტროდის პოტენციალის განტოლების გაანალიზებით, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ წყალბადის ელექტროდის პოტენციალი წრფივად იზრდება.
ბრინჯი. 8.4.წყალბადის ელექტროდი
კლებასთან ერთად pH მნიშვნელობაგარემოს pH (მჟავიანობის მატება) და წყალბადის გაზის ნაწილობრივი წნევის შემცირება ხსნარის ზემოთ.
8.5. მიმართულების პროგნოზირება
ნივთიერებების თავისუფალი ენერგიისა და სტანდარტული რედოქს პოტენციალების მნიშვნელობების ცვლილებით
რედოქსის რეაქციის მიმართულება შეიძლება ვიმსჯელოთ სისტემის იზობარულ-იზოთერმული პოტენციალის (გიბსის ენერგია) და პროცესის თავისუფალი ენერგიის (ΔG) ცვლილებით. რეაქცია ფუნდამენტურად შესაძლებელია ΔG o-ზე < 0. В окислительно-восстановительной реакции изменение свободной энергии равно электрической работе, совершаемой системой, в результате которой ē переходит от восстановителя к окислителю. Это находит отражение в формуле:
სად ფ- ფარადეის მუდმივი ტოლია 96,5 კკ/მოლი; ნ- რედოქს პროცესში ჩართული ელექტრონების რაოდენობა ნივთიერების 1 მოლზე; ე ო- სისტემის ორი კონიუგირებული წყვილის სტანდარტულ რედოქს პოტენციალებს შორის სხვაობის სიდიდე, რომელსაც ეწოდება რეაქციების ელექტრომოძრავი ძალა (EMF). ეს განტოლება ასახავს ურთიერთობის ფიზიკურ მნიშვნელობას ე ოდა გიბსის რეაქციის თავისუფალი ენერგია.
რედოქსის რეაქციის სპონტანური წარმოშობისთვის აუცილებელია, რომ კონიუგირებული წყვილების პოტენციური სხვაობა იყოს დადებითი მნიშვნელობა, რომელიც გამომდინარეობს განტოლებიდან, ე.ი. წყვილი, რომლის პოტენციალი უფრო მაღალია, შეუძლია იმოქმედოს როგორც ჟანგვის აგენტი. რეაქცია გრძელდება მანამ, სანამ ორივე წყვილის პოტენციალი თანაბარი გახდება. მაშასადამე, კითხვაზე პასუხის გასაცემად, დაიჟანგება თუ არა მოცემული შემამცირებელი აგენტი მოცემული ჟანგვითი აგენტით, ან, პირიქით, თქვენ უნდა იცოდეთ ΔE o. : ΔE o = φ°ოქსიდი. - φ° აღდგენა რეაქცია მიმდინარეობს იმ მიმართულებით, რაც იწვევს სუსტი ჟანგვის აგენტის და სუსტი შემცირების აგენტის ფორმირებას. ამრიგად, ორი კონიუგატური წყვილის პოტენციალის შედარებით, შესაძლებელია ფუნდამენტურად გადაწყდეს პროცესის მიმართულების საკითხი.
დავალება.შესაძლებელია თუ არა Fe 3+ იონის შემცირება T1+ იონებით შემოთავაზებული სქემის მიხედვით:
ΔE° რეაქციას აქვს უარყოფითი მნიშვნელობა:
რეაქცია შეუძლებელია, რადგან Fe 3+ წყვილის Fe 3+ დაჟანგული ფორმა ვერ აჟანგებს T1 3 + / T1 + წყვილის T1+.
თუ რეაქციის ემფ უარყოფითია, მაშინ რეაქცია საპირისპირო მიმართულებით მიმდინარეობს. რაც უფრო დიდია ΔE°, მით უფრო ინტენსიურია რეაქცია.
დავალება.როგორია FeC1 3-ის ქიმიური ქცევა ხსნარში, რომელიც შეიცავს:
ა) NaI; ბ) NaBr?
ჩვენ ვადგენთ ნახევრად რეაქციებს და ვპოულობთ პოტენციალს წყვილებისთვის:
ა) ერეაქცია 2I - + 2Fe 3 + = I 2 + 2Fe 2 + ტოლი იქნება 0,771-0,536 = = 0,235 ვ, ეაქვს დადებითი მნიშვნელობა. შესაბამისად, რეაქცია მიდის თავისუფალი იოდის და Fe 2+ წარმოქმნისკენ.
ბ) E° რეაქცია 2Br - + 2Fe 3 + = Br 2 + 2Fe 2 + ტოლი იქნება 0,771-1,065 = -0,29 ვ. უარყოფითი მნიშვნელობა ე ოგვიჩვენებს, რომ რკინის ქლორიდი არ იჟანგება კალიუმის ბრომიდით.
8.6. წონასწორობის მუდმივი
რედოქსის რეაქცია
ზოგიერთ შემთხვევაში აუცილებელია ვიცოდეთ არა მხოლოდ რედოქსის რეაქციების მიმართულება და ინტენსივობა, არამედ რეაქციების სისრულე (საწყისი ნივთიერებების რამდენი პროცენტი გარდაიქმნება რეაქციის პროდუქტებად). მაგალითად, რაოდენობრივ ანალიზში შეგიძლიათ დაეყრდნოთ მხოლოდ იმ რეაქციებს, რომლებიც პრაქტიკულად მიმდინარეობს 100%. ამიტომ ამა თუ იმ რეაქციის გამოყენებამდე რაიმე პრობლემის გადასაჭრელად დაადგინეთ მუდმივი ტოლი
ახალი ამბები (K R) მოცემულია o-v სისტემები. რედოქს პროცესების Kp-ის დასადგენად გამოიყენეთ სტანდარტული რედოქს პოტენციალების ცხრილი და ნერნსტის განტოლება:
იმიტომ რომროდესაც წონასწორობა მიიღწევა, ოქსიდიზატორისა და რედუქტორის კონიუგატიური წყვილის პოტენციალი იგივე ხდება: φ°ოქსიდი. - φ° აღდგენა = 0, მაშინ ე ო= 0. ნერნსტის განტოლებიდან წონასწორობის პირობებში ე ორეაქცია ტოლია:
სად ნ- რედოქს რეაქციაში მონაწილე ელექტრონების რაოდენობა; P.S. გაგრძელ. რაიონში და პ.ს. ref. c-c - შესაბამისად, რეაქციის პროდუქტებისა და საწყისი ნივთიერებების წონასწორული კონცენტრაციების პროდუქტი რეაქციის განტოლებაში მათი სტექიომეტრიული კოეფიციენტების სიძლიერეზე.
წონასწორობის მუდმივი მიუთითებს, რომ მოცემული რეაქციის წონასწორობის მდგომარეობა ხდება მაშინ, როდესაც რეაქციის პროდუქტების წონასწორობის კონცენტრაციის პროდუქტი ხდება 10-ჯერ მეტი საწყისი ნივთიერებების წონასწორული კონცენტრაციების პროდუქტზე. გარდა ამისა, დიდი Kp მნიშვნელობა მიუთითებს, რომ რეაქცია მიმდინარეობს მარცხნიდან მარჯვნივ. Kp ცოდნით, შესაძლებელია, ექსპერიმენტული მონაცემების გამოყენების გარეშე, გამოვთვალოთ რეაქციის სისრულე.
8.7. რედოქსური რეაქციები ბიოლოგიურ სისტემებში
სიცოცხლის განმავლობაში, ელექტრული პოტენციალის განსხვავებები შეიძლება წარმოიშვას უჯრედებსა და ქსოვილებში. ორგანიზმში ელექტროქიმიური გარდაქმნები შეიძლება დაიყოს 2 ძირითად ჯგუფად.
1. რედოქს პროცესები ელექტრონების ერთი მოლეკულიდან მეორეზე გადატანის გამო. ეს პროცესები ელექტრონული ხასიათისაა.
2. იონების გადაცემასთან (მათი მუხტის შეცვლის გარეშე) და ბიოპოტენციალის წარმოქმნასთან დაკავშირებული პროცესები. ორგანიზმში დაფიქსირებული ბიოპოტენციალები ძირითადად მემბრანული პოტენციალია. ისინი იონური ხასიათისაა. ამ პროცესების შედეგად წარმოიქმნება პოტენციალი ქსოვილების სხვადასხვა ფენებს შორის, რომლებიც სხვადასხვა ფიზიოლოგიურ მდგომარეობაში არიან. ისინი დაკავშირებულია სხვადასხვა ინტენსივობის ფიზიოლოგიურ რედოქს პროცესებთან. მაგალითად, ფოტოსინთეზის პროცესის სხვადასხვა სიჩქარის შედეგად განათებულ და გაუნათებელ მხარეებზე ფოთლის ზედაპირის ქსოვილებში წარმოქმნილი პოტენციალი. განათებული ტერიტორია დადებითად დატვირთულია გაუნათებელ ზონასთან შედარებით.
ელექტრონული ხასიათის რედოქს პროცესებში შეიძლება გამოიყოს სამი ჯგუფი.
პირველ ჯგუფში შედის პროცესები, რომლებიც დაკავშირებულია ნივთიერებებს შორის ელექტრონების გადაცემასთან ჟანგბადისა და წყალბადის მონაწილეობის გარეშე. ეს პროცესები ტარდება ელექტრონების გადაცემის კომპლექსების - ჰეტეროვალენტური და ჰეტერონუკლეარული კომპლექსების მონაწილეობით. ელექტრონის გადაცემა ხდება ერთი და იგივე ლითონის რთულ ნაერთებში ან სხვადასხვა ლითონის ატომებში, მაგრამ შიგნით სხვადასხვა ხარისხითდაჟანგვა. ელექტრონების გადაცემის აქტიური წყაროა გარდამავალი ლითონები, რომლებიც აჩვენებენ რამდენიმე სტაბილურ ჟანგვის მდგომარეობას, ხოლო ელექტრონების და პროტონების გადატანა არ საჭიროებს დიდ ენერგეტიკულ ხარჯებს; გადაცემა შეიძლება განხორციელდეს დიდ დისტანციებზე. პროცესების შექცევადობა ციკლურ პროცესებში განმეორებით მონაწილეობის საშუალებას იძლევა. ეს რხევითი პროცესები გვხვდება ფერმენტულ კატალიზში (ციტოქრომები), ცილების სინთეზში და მეტაბოლურ პროცესებში. ეს ჯგუფიტრანსფორმაციები მონაწილეობს ანტიოქსიდანტური ჰომეოსტაზის შენარჩუნებაში და ორგანიზმის დაცვაში ოქსიდაციური სტრესისგან. ისინი არიან თავისუფალი რადიკალების პროცესების აქტიური რეგულატორები, რეაქტიული ჟანგბადის სახეობების და წყალბადის ზეჟანგის გადამუშავების სისტემა და მონაწილეობენ სუბსტრატების დაჟანგვაში.
როგორიცაა კატალაზა, პეროქსიდაზა, დეჰიდროგენაზა. ეს სისტემები ახორციელებენ ანტიოქსიდანტურ და ანტიპეროქსიდულ ეფექტებს.
მეორე ჯგუფი მოიცავს რედოქს პროცესებს, რომლებიც დაკავშირებულია ჟანგბადის და წყალბადის მონაწილეობასთან. მაგალითად, სუბსტრატის ალდეჰიდის ჯგუფის დაჟანგვა მჟავეში:
მესამე ჯგუფი მოიცავს პროცესებს, რომლებიც დაკავშირებულია სუბსტრატიდან პროტონებისა და ელექტრონების გადატანასთან, რომლებიც ბუნებით არის pH-დამოკიდებული და წარმოიქმნება დეჰიდროგენაზას (E) და კოენზიმის (Co) ფერმენტების თანდასწრებით გააქტიურებული ფერმენტ-კოენზიმის წარმოქმნით. სუბსტრატის კომპლექსი (E-Co-S), ამატებს ელექტრონებსა და წყალბადის კატიონებს სუბსტრატიდან და იწვევს მის დაჟანგვას. ასეთი კოენზიმია ნიკოტინამიდ ადენინ დინუკლეოტიდი (NAD +), რომელიც აკავშირებს ორ ელექტრონს და ერთ პროტონს:
ბიოქიმიურ პროცესებში ხდება კომბინირებული ქიმიური წონასწორობა: რედოქსული, პროტოლიზური და კომპლექსური პროცესები. პროცესები, როგორც წესი, ფერმენტული ხასიათისაა. ფერმენტული დაჟანგვის სახეები: დეჰიდროგენაზა, ოქსიდაზა (ციტოქრომები, თავისუფალი რადიკალების დაჟანგვა-აღდგენითი). ორგანიზმში მიმდინარე რედოქს პროცესები პირობითად შეიძლება დაიყოს შემდეგ ტიპებად: 1) ინტრამოლეკულური დისმუტაციის (დისპროპორციაციის) რეაქციები სუბსტრატის ნახშირბადის ატომების გამო; 2) ინტერმოლეკულური რეაქციები. ნახშირბადის ატომების არსებობა ჟანგვის მდგომარეობების ფართო დიაპაზონში -4-დან +4-მდე მიუთითებს მის ორმაგობაზე. ამიტომ, ორგანულ ქიმიაში ხშირია რედოქს-დისმუტაციური რეაქციები ნახშირბადის ატომების გამო, რომლებიც ხდება ინტრა- და ინტერმოლეკულურად.
8.8. მემბრანის პოტენციალი
რ.ვირჩოუს დროიდან ცნობილია, რომ ცოცხალი უჯრედიარის ბიოლოგიური ორგანიზაციის ელემენტარული უჯრედი, რომელიც უზრუნველყოფს სხეულის ყველა ფუნქციას. ორგანიზმში მრავალი ფიზიოლოგიური პროცესის წარმოქმნა დაკავშირებულია იონების გადატანასთან უჯრედებსა და ქსოვილებში და თან ახლავს პოტენციური განსხვავების გამოჩენა. მემბრანულ ტრანსპორტში დიდი როლი ეკუთვნის ნივთიერებების პასიურ ტრანსპორტირებას: ოსმოსი,
ფილტრაცია და ბიოელექტროგენეზი. ეს ფენომენი განისაზღვრება უჯრედის მემბრანების ბარიერული თვისებებით. შერჩევით გამტარი მემბრანით გამოყოფილი სხვადასხვა კონცენტრაციის ხსნარებს შორის პოტენციურ განსხვავებას მემბრანული პოტენციალი ეწოდება. მემბრანის პოტენციალი უფრო იონურია, ვიდრე ელექტრონული. იგი გამოწვეულია იონური ასიმეტრიის წარმოქმნით, ე.ი. იონების არათანაბარი განაწილება მემბრანის ორივე მხარეს.
უჯრედშორისი გარემოს კათიონური შემადგენლობა ახლოსაა ზღვის წყლის იონურ შემადგენლობასთან: ნატრიუმი, კალიუმი, კალციუმი, მაგნიუმი. ევოლუციის პროცესში ბუნებამ შექმნა იონების ტრანსპორტირების სპეციალური გზა, ე.წ პასიური ტრანსპორტი,თან ახლავს პოტენციური სხვაობის გამოჩენა. ხშირ შემთხვევაში, ნივთიერებების გადაცემის საფუძველია დიფუზია, ამიტომ პოტენციალს, რომელიც წარმოიქმნება უჯრედის მემბრანაზე, ზოგჯერ ე.წ. დიფუზიის პოტენციალი.ის არსებობს მანამ, სანამ იონის კონცენტრაცია არ გათანაბრდება. პოტენციური მნიშვნელობა მცირეა (0,1 ვ). გამარტივებული დიფუზია ხდება იონური არხებით. იონური ასიმეტრია გამოიყენება ნერვში აგზნების შესაქმნელად და კუნთოვანი უჯრედები. ამასთან, მემბრანის ორივე მხარეს იონური ასიმეტრიის არსებობა ასევე მნიშვნელოვანია იმ უჯრედებისთვის, რომლებსაც არ შეუძლიათ აგზნების პოტენციალის გამომუშავება.
8.9. კითხვები და ამოცანები თვითშემოწმებისთვის
მზადება კლასებისთვის
და გამოცდები
1.მიეცით ელექტროდისა და რედოქს პოტენციალის ცნება.
2. გაითვალისწინეთ ძირითადი შაბლონები, რომლებიც დაფიქსირდა რედოქს პოტენციალის სერიაში.
3.რა არის ნივთიერების შემცირების უნარის საზომი? მიეცით ყველაზე გავრცელებული შემცირების საშუალებების მაგალითები.
4.რა არის ნივთიერების ჟანგვის უნარის საზომი? მიეცით ყველაზე გავრცელებული ჟანგვის აგენტების მაგალითები.
5. როგორ შეგიძლიათ ექსპერიმენტულად განსაზღვროთ რედოქს პოტენციალის მნიშვნელობა?
6. როგორ შეიცვლება Co 3+ /Co 2+ სისტემის პოტენციალი მასში ციანიდის იონების შეყვანისას? Განმარტე შენი პასუხი.
7.მოეცით ისეთი რეაქციების მაგალითი, რომლებშიც წყალბადის ზეჟანგი მჟავე და ტუტე გარემოში ჟანგვის აგენტის (აღმდგენი აგენტის) როლს ასრულებს.
8. რა მნიშვნელობა აქვს ცენტრალური ატომის ლიგანდური გარემოს იდენტიფიცირების ფენომენს ცოცხალი სისტემების ფუნქციონირების რედოქს პოტენციალის შესახებ?
9.კრების ციკლი ზე ბიოლოგიური დაჟანგვაგლუკოზას დაუყოვნებლივ წინ უძღვის რეაქცია:
სადაც NADH და NAD + არის ნიკოტინამიდის დინუკლეოტიდის შემცირებული და დაჟანგული ფორმა. რა მიმართულებით მიმდინარეობს ეს რედოქსული რეაქცია სტანდარტულ პირობებში?
10.რა ჰქვია ნივთიერებებს, რომლებიც შექცევად რეაგირებენ ჟანგვის აგენტებთან და იცავენ სუბსტრატებს?
11.მოიყვანეთ ბაქტერიციდული ნივთიერებების მოქმედების მაგალითები ჟანგვითი თვისებების საფუძველზე.
12. რეაქციები, რომლებიც ემყარება პერმანგანატომეტრიისა და იოდომეტრიის მეთოდებს. სამუშაო გადაწყვეტილებები და მათი მომზადების მეთოდები.
13. რა არის ეს? ბიოლოგიური როლირეაქციები, რომლებშიც იცვლება მანგანუმის და მოლიბდენის ჟანგვის მდგომარეობა?
14.რა არის მექანიზმი ტოქსიკური ეფექტიაზოტის (III), აზოტის (IV), აზოტის (V) ნაერთები?
15.როგორ განეიტრალება სუპეროქსიდის იონი ორგანიზმში? მიეცით რეაქციის განტოლება. რა როლი აქვს ლითონის იონებს ამ პროცესში?
16.რა ბიოლოგიური როლი აქვს ნახევარრეაქციებს: Fe 3+ + ē ↔ Fe 2+ ; Cu 2+ + ē ↔ Cu + ; Co 3+ + ē ↔ Co 2+ ? მიეცით მაგალითები.
17. როგორ არის დაკავშირებული სტანდარტული EMF რედოქსის პროცესის გიბსის ენერგიის ცვლილებასთან?
18.შეადარეთ ოზონის, ჟანგბადის და წყალბადის ზეჟანგის ჟანგვის უნარი კალიუმის იოდიდის წყალხსნართან მიმართებაში. მხარი დაუჭირეთ თქვენს პასუხს ცხრილის მონაცემებით.
19.რა ქიმიური პროცესებიეფუძნება ორგანიზმში სუპეროქსიდის ანიონური რადიკალების და წყალბადის ზეჟანგის ნეიტრალიზაციას? მიეცით ნახევარრეაქციის განტოლებები.
20.მოიყვანეთ ცოცხალ სისტემებში რედოქს პროცესების მაგალითები, რომელსაც თან ახლავს d-ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილებები.
21.მოიყვანეთ რედოქს რეაქციების გამოყენების მაგალითები დეტოქსიკაციისთვის.
22.მოიყვანეთ ჟანგვის აგენტების ტოქსიკური ზემოქმედების მაგალითები.
23. ხსნარი შეიცავს ნაწილაკებს Cr 3+, Cr 2 O 7 2-, I 2, I -. დაადგინეთ რომელი მათგანი ურთიერთქმედებს სპონტანურად სტანდარტულ პირობებში?
24. ამ ნაწილაკებიდან რომელია უფრო ძლიერი ჟანგვითი აგენტი მჟავე გარემოში KMnO 4 თუ K 2 Cr 2 O 7?
25.როგორ განვსაზღვროთ სუსტი ელექტროლიტის დისოციაციის მუდმივი პოტენციომეტრიული მეთოდით? დახატეთ გალვანური უჯრედის ქიმიური წრედის დიაგრამა.
26. მისაღებია თუ არა ორგანიზმში RMnO 4 და NaNO 2 ხსნარების ერთდროულად შეყვანა?
8.10. ტესტის ამოცანები
1. რომელი ჰალოგენის მოლეკულები (მარტივი ნივთიერებები) ავლენენ რედოქს ორმაგობას?
ა) არცერთი, ისინი ყველა მხოლოდ ჟანგვის აგენტებია;
ბ) ყველაფერი ფტორის გარდა;
გ) ყველაფერი იოდის გარდა;
დ) ყველა ჰალოგენი.
2. რომელ ჰალოგენურ იონს აქვს ყველაზე დიდი აღმდგენი აქტივობა?
ა)F - ;
ბ)C1 - ;
გ)მე - ;
დ) Br - .
3. რომელი ჰალოგენები განიცდიან დისპროპორციულ რეაქციებს?
ა) ყველაფერი ფტორის გარდა;
ბ) ყველაფერი ფტორის, ქლორის, ბრომის გარდა;
გ) ყველაფერი ქლორის გარდა;
დ) არცერთი ჰალოგენი არ არის ჩართული.
4. ორი საცდელი მილი შეიცავს KBr და KI ხსნარებს. FeCl 3 ხსნარი დაემატა ორივე საცდელ მილს. რა შემთხვევაში ხდება ჰალოგენური იონი იჟანგება თავისუფალ ჰალოგენად, თუ E o (Fe 3+ / Fe 2+) = 0,77 ვ; E°(Br 2 /2Br -) = 1,06 ვ; E o (I2/2I -) = 0,54 ვ?
ა) KBr და KI;
ბ) KI;
გ) KBr;
დ) არავითარ შემთხვევაში.
5. ყველაზე ძლიერი შემცირების აგენტი:
6. წყალბადის ზეჟანგის შემცველი რეაქციებიდან რომელ რეაქციაში იქნება აირისებრი ჟანგბადი?
7. შემოთავაზებული ელემენტებიდან რომელს აქვს უმაღლესი ღირებულებაფარდობითი ელექტროუარყოფითობა?
ა) O;
ბ)C1;
გ) N;
დ) ს.
8. ნახშირბადი შევიდა ორგანული ნაერთებიაჩვენებს თვისებებს:
ა) ჟანგვის აგენტი;
ბ) შემცირების აგენტი;
რეაქციები განსხვავებულია ინტერმოლეკულური, ინტრამოლეკულური და ავტო-ჟანგვის-თვითშეხორცება (ან არაპროპორციული):
თუ შემადგენლობის შემადგენლობაში შემავალი ელემენტებია ჟანგვითი და აღმდგენი საშუალებები განსხვავებულინაერთები, მაშინ რეაქცია ეწოდება ინტერმოლეკულური.
მაგალითი: Na2 ს O3+ ო 2 Na 2 ᲘᲡᲔ 4
კარგი კარგი
თუ ჟანგვის აგენტი და შემცირების აგენტი არის ელემენტები, რომლებიც ერთი და იგივე ნაერთის ნაწილია, მაშინ რეაქციას ეწოდება ინტრამოლეკულური.
მაგალითი: ( ნ H 4) 2 ქრ 2 O 7 ნ 2 + ქრ 2 O 3 + H 2 O.
v–l o–l
თუ ჟანგვის და აღმდგენი საშუალებაა იგივე ელემენტიამ შემთხვევაში, მისი ატომების ნაწილი იჟანგება, ხოლო მეორე მცირდება, მაშინ რეაქცია ეწოდება აუტოქსიდაცია - თვითგანკურნება.
მაგალითი: H 3 პ O 3 H 3 პ O4+ პ H 3
in–l/o–l
რეაქციების ეს კლასიფიკაცია მოსახერხებელია მოცემულ ნივთიერებებს შორის პოტენციური ჟანგვის და შემცირების აგენტების დასადგენად.
4 რედოქსის შესაძლებლობის განსაზღვრა
რეაქციებიელემენტების ჟანგვის მდგომარეობით
რედოქსის ტიპის მიხედვით ნივთიერებების ურთიერთქმედების აუცილებელი პირობაა პოტენციური ჟანგვის და შემცირების აგენტის არსებობა. მათი განმარტება ზემოთ იყო განხილული; ახლა ჩვენ გაჩვენებთ, თუ როგორ გამოვიყენოთ ეს თვისებები რედოქს რეაქციის შესაძლებლობის გასაანალიზებლად (წყლიანი ხსნარებისთვის).
მაგალითები
1) HNO 3 + PbO 2 ... - რეაქცია არ ხდება, რადგან არა
o–l o–l პოტენციური შემცირების აგენტი;
2) Zn + KI ... - რეაქცია არ ხდება, რადგან არა
v–l v–l პოტენციური ჟანგვის აგენტი;
3) KNO 2 +KBiO 3 +H 2 SO 4 ...- რეაქცია შესაძლებელია, თუ
ზოგიერთი KNO 2 იქნება შემცირების აგენტი;
4) KNO 2 + KI +H 2 SO 4 ... - რეაქცია შესაძლებელია თუ
o – l v – l KNO 2 იქნება ჟანგვითი აგენტი;
5) KNO 2 + H 2 O 2 ... - რეაქცია შესაძლებელია თუ
c – l o – l H 2 O 2 იქნება ჟანგვის აგენტი და KNO 2
რედუქტორი (ან პირიქით);
6) KNO 2 ... - რეაქცია შესაძლებელია
o – l / v – l არაპროპორციულობა
პოტენციური ჟანგვის და აღმდგენი აგენტების არსებობა აუცილებელი, მაგრამ არა საკმარისი პირობაა რეაქციის დასაწყებად. ამრიგად, ზემოთ განხილულ მაგალითებში მხოლოდ მეხუთეში შეგვიძლია ვთქვათ, რომ მოხდება ორი შესაძლო რეაქციისგან ერთი; სხვა შემთხვევაში საჭიროა დამატებითი ინფორმაცია: იქნება ეს რეაქცია ენერგიულად ხელსაყრელი.
5 ჟანგვის აგენტის (შემმცირებელი აგენტის) შერჩევა ელექტროდის პოტენციალის ცხრილების გამოყენებით. რედოქს რეაქციების უპირატესი მიმართულების განსაზღვრა
რეაქციები ხდება სპონტანურად, რის შედეგადაც გიბსის ენერგია მცირდება (G ch.r.< 0). Для окислительно–восстановительных реакций G х.р. = - nFE 0 , где Е 0 - разность стандартных электродных потенциалов окислительной и восстановительной систем (E 0 = E 0 ок. – E 0 восст.) , F - число Фарадея (96500 Кулон/моль), n - число электронов, участвующих в элементарной реакции; E часто называют ЭДС реакции. Очевидно, что G 0 х.р. < 0, если E 0 х.р. >0.
არის ეს ორის კომბინაცია
ნახევრად რეაქციები:
Zn → Zn 2+ და Cu 2+ → Cu;
პირველი მათგანი, მათ შორის შემცირების აგენტი(Zn) და მისი დაჟანგული ფორმა (Zn 2+) ე.წ აღდგენითი სისტემა, მეორე, მათ შორის ოქსიდიზატორი(Cu 2+) და მისი შემცირებული ფორმა (Cu), - ჟანგვითისისტემა.
თითოეული ეს ნახევრად რეაქცია ხასიათდება ელექტროდის პოტენციალის მნიშვნელობით, რომელიც აღინიშნება, შესაბამისად,
E აღდგენა = E 0 Zn 2+ / Zn და E დაახ. = E 0 Cu 2+ / Cu .
E 0-ის სტანდარტული მნიშვნელობები მოცემულია საცნობარო წიგნებში:
E 0 Zn 2+ / Zn = - 0,77 V, E 0 Cu 2+ / Cu = + 0,34 ვ.
EMF =.E 0 = E 0 დაახლ. – E 0 აღდგენა = E 0 Cu 2+ / Cu - E 0 Zn 2+ / Zn = 0,34 – (–0,77) = 1,1 ვ.
აშკარაა, რომ E 0 > 0 (და, შესაბამისად, G 0< 0), если E 0 ок. >E 0 აღდგენა , ე.ი. რედოქსის რეაქცია მიმდინარეობს იმ მიმართულებით, რომლისთვისაც ჟანგვის სისტემის ელექტროდის პოტენციალი აღემატება აღმდგენი სისტემის ელექტროდის პოტენციალს.
ამ კრიტერიუმის გამოყენებით შეგიძლიათ განსაზღვროთ რომელი რეაქცია, პირდაპირი თუ საპირისპირო, ხდება უპირატესად, ასევე აირჩიეთ ჟანგვის აგენტი (ან შემცირების აგენტი)მოცემული ნივთიერებისთვის.
ზემოთ განხილულ მაგალითში, E 0 არის დაახლ. > E 0 აღდგენა ამიტომ, სტანდარტულ პირობებში, სპილენძის იონები შეიძლება შემცირდეს მეტალის თუთიით (რაც შეესაბამება ამ ლითონების პოზიციას ელექტროქიმიურ სერიაში)
მაგალითები
1. დაადგინეთ შესაძლებელია თუ არა იოდიდის იონების დაჟანგვა Fe 3+ იონებით.
გამოსავალი:
ა) დაწერეთ დიაგრამა შესაძლო რეაქცია: I – + Fe 3+ I 2 + Fe 2+,
v–l o–l
ბ) დავწეროთ ნახევრად რეაქციები ჟანგვის და შემცირების სისტემებისთვის და შესაბამისი ელექტროდების პოტენციალი:
Fe 3+ + 2e – Fe 2+ E 0 = + 0.77 B - ჟანგვის სისტემა,
2I – I 2 + 2e – E 0 = + 0.54 B - შემცირების სისტემა;
გ) ამ სისტემების პოტენციალების შედარების შემდეგ დავასკვნით, რომ მოცემული რეაქცია შესაძლებელია (სტანდარტულ პირობებში).
2. ნივთიერების მოცემული ტრანსფორმაციისთვის აირჩიეთ ჟანგვითი აგენტი (მინიმუმ სამი) და მათგან შეარჩიეთ ის, რომელშიც რეაქცია ყველაზე სრულად მიმდინარეობს: Cr(OH) 3 CrO 4 2 – .
გამოსავალი:
ა) იპოვეთ საცნობარო წიგნში E 0 CrO 4 2 – / Cr (OH)3 = - 0.13 V,
ბ) საცნობარო წიგნის გამოყენებით, ჩვენ შევარჩევთ შესაფერის ჟანგვის აგენტებს (მათი პოტენციალი უნდა იყოს - 0,13 ვ-ზე მეტი), ხოლო ყურადღებას გავამახვილებთ ყველაზე ტიპურ, „არადეფიციტურ“ ჟანგვის აგენტებზე (ჰალოგენები - მარტივი ნივთიერებები, წყალბადის ზეჟანგი, კალიუმის პერმანგანატი. და ა.შ.).
გამოდის, რომ თუ ტრანსფორმაცია Br 2 → 2Br - შეესაბამება ერთ პოტენციალს E 0 = +1.1 V, მაშინ პერმანგანატის იონების და წყალბადის ზეჟანგისთვის შესაძლებელია შემდეგი ვარიანტები: E 0 MnO 4 – / Mn 2+ = + 1.51 V - ვ მაწონიგარემო,
E 0 MnO 4 – / MnO 2 = + 0,60 ვ - ინ ნეიტრალურიგარემო,
E 0 MnO 4 – / MnO 4 2 – = + 0,56 V - ინ ტუტეგარემო,
E 0 H 2 O 2 / H 2 O = + 1.77 B - ინ მაწონიგარემო,
E 0 H 2 O 2/ OH – = + 0.88 B - ინ ტუტეგარემო.
იმის გათვალისწინებით, რომ პირობით განსაზღვრული ქრომის ჰიდროქსიდი არის ამფოტერიული და, შესაბამისად, არსებობს მხოლოდ სუსტად ტუტე ან ნეიტრალურ გარემოში, შემდეგი ოქსიდანტები შესაფერისია:
E 0 MnO4 – /MnO2 = + 0,60 ვ და. E 0 Br2 /Br – = + 1.1 B..
გ) ბოლო პირობა, ოპტიმალური ოქსიდიზატორის არჩევანი რამდენიმედან, წყდება იმის საფუძველზე, რომ რეაქცია უფრო სრულად მიმდინარეობს, მით უფრო უარყოფითია მისთვის G 0, რაც თავის მხრივ განისაზღვრება E 0 მნიშვნელობით:
რაც უფრო დიდია ალგებრულად რაოდენობა ე 0 , განსაკუთრებით რედოქსის რეაქცია სრულად მიმდინარეობს, მით მეტია პროდუქტის მოსავლიანობა.
ზემოთ განხილული ჟანგვის აგენტებიდან E 0 ყველაზე დიდი იქნება ბრომისთვის (Br 2).
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-ები გამოიყენება ლითონების წარმოებაში, ორგანული და არაორგანული ნაერთები, განახორციელოს სხვადასხვა ნივთიერებების, ბუნებრივი და ჩამდინარე წყლების გაწმენდა.
9.5. ჟანგვა-აღდგენითი (ელექტროდის) პოტენციალი
ნივთიერებების ჟანგვის-აღდგენითი უნარის საზომია მათი ელექტროდი ან რედოქს პოტენციალი j ox / Red (რედოქს პოტენციალი). ფორმა (წითელი) 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. ხსნარიდან დადებითად დამუხტული იონები 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/Red in ზოგადი შემთხვევა). საკუთარი მარილის ხსნარში ჩაძირული ლითონი არის ელექტროდი (ნაწილი 10.1). ლითონის ელექტროდის სიმბოლო Me/Me n + ასახავს მონაწილეებს ელექტროდის პროცესში.
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 შიგნით ზოგადი ხედინებისმიერი 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 ელექტროდის პოტენციალის ალგებრული მნიშვნელობა, მიიღება ეგრეთ წოდებული "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 ამ ლითონის შემცირების თვისებები ფორმაში. მარტივი ნივთიერებადა რაც უფრო სუსტია მისი იონები ავლენენ ჟანგვითი თვისებებს და პირიქით .
მაგალითად, ლითიუმი (Li), რომელსაც აქვს ყველაზე დაბალი სტანდარტული პოტენციალი, არის ერთ-ერთი ყველაზე ძლიერი შემცირების აგენტი და ოქრო (Au), რომელსაც აქვს უმაღლესი მაღალი ღირებულებასტანდარტული პოტენციალი, არის ძალიან სუსტი შემამცირებელი აგენტი და იჟანგება მხოლოდ ძალიან ძლიერ ჟანგვის აგენტებთან ურთიერთობისას. "ძაბვის სერიის" მონაცემებიდან ირკვევა, რომ ლითიუმის (Li +), კალიუმის (K +), კალციუმის (Ca 2+) იონები და ა.შ. - ყველაზე სუსტი ჟანგვის აგენტები და ყველაზე ძლიერი ჟანგვის აგენტები მოიცავს ვერცხლისწყლის (Hg 2+), ვერცხლის (Ag +), პალადიუმის (Pd 2+), პლატინის (Pt 2+), ოქროს (Au 3+, Au +) იონებს. .
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, Me =1 მოლ/ლ, x=y=1 და მუდმივი მნიშვნელობების ჩანაცვლების შემდეგ R=8,314 J/K*mol; F = 96485 C/mol, Me n + 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 + .
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 მყოფ ნივთიერებას - შემცირებული ფორმა. ბოკი).
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 ნებისმიერი სტანდარტული საცნობარო ნახევრად რეაქციასთან და მის საფუძველზე შექმნილ ელექტროდთან (საცნობარო ელექტროდი). სტანდარტული ნახევრად რეაქცია უნდა იყოს შექცევადი, ხოლო საცნობარო ელექტროდს უნდა ჰქონდეს მუდმივი და რეპროდუცირებადი პოტენციალი და იყოს საკმაოდ მარტივი დიზაინის.
როგორც რედოქსის პოტენციალის გაზომვის უნივერსალური საცნობარო ელექტროდი, გამოიყენება სტანდარტული წყალბადის ელექტროდი (SHE), რომელიც შედგება პლატინის ფირფიტისგან, დაფარულია წვრილად გაფანტული პლატინის ფენით (პლატინის შავი) და ჩაეფლო ჰიდროქლორინის (ან გოგირდის ხსნარში). ) მჟავა Pt( H2) (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, არამედ აწყობილია გალვანური უჯრედი.ORP-ის გასაზომად, ეს ეხება პირველი ტიპის ე.წ. შესაბამისი კათიონები - ამ შემთხვევაში ეს დამოკიდებულია ORP წყვილზე (ნახევრად რეაქციაზე) შესასწავლად.
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 მოცემული მონაცემებიდან ირკვევა, რომ მოლეკულურ ფტორს აქვს ყველაზე დიდი ჟანგვის თვისებები, ხოლო მეტალის მაგნიუმს აქვს ყველაზე დიდი 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 პოტენციალის თერმოდინამიკური თეორიიდან ცნობილია, რომ სტანდარტული რეაქციის პოტენციალი E0 (რეაქციის სტანდარტული EMF), რომელიც უდრის რეაქციაში მონაწილე რედოქს წყვილების სტანდარტულ ORP-ს (ნახევრად რეაქციას) შორის სხვაობას. , დაკავშირებულია რეაქციის გიბსის ენერგიის G0 სტანდარტულ ცვლილებასთან განტოლებით:
სადაც: n – რედოქს რეაქციაში მონაწილე ელექტრონების რაოდენობა F – ფარადეის რიცხვი, 96500 C/mol წონასწორობის პროცესების თერმოდინამიკიდან ასევე ცნობილია, რომ თუ გიბსის ენერგიის ცვლილება ნებისმიერ დროს ქიმიური რეაქცია ნულზე ნაკლები, მაშინ ეს რეაქცია სპონტანურად მიმდინარეობს რეაქციის განტოლების ჩაწერის შესაბამისად წინსვლის მიმართულებით; 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 პოტენციალის გამოყენებით შესაძლებელია განისაზღვროს არა მხოლოდ მიმართულება, არამედ რედოქს რეაქციების თანმიმდევრობაც. რამდენიმე OVR-ის შემთხვევაში პირველ ადგილზეა ის, რომლის სტანდარტული პოტენციალი E0 არის ყველაზე დიდი.
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. სადაც:
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 – ნახევრადრეაქციის რეალური რედოქს პოტენციალი E0Ok/Boc – ნახევრადრეაქციის სტანდარტული რედოქს პოტენციალი R – უნივერსალური (მოლარული) აირის მუდმივი, 8,314 J/molK T – აბსოლუტური ტემპერატურა, K n – ელექტრონების რაოდენობა. მონაწილეობს ჟანგვის შემცირების რეაქციაში F – ფარადეის რიცხვი, 96500 C/mol ამ გამოსახულებას ეწოდება ნერნსტის განტოლება. ხშირად ნერნსტის განტოლებაში მუდმივი სიდიდეები გაერთიანებულია ერთ მუდმივში და ბუნებრივი ლოგარითმიშეცვალა ათობითი (ln = 2.3lg). 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 ჯამურ კონცენტრაციებში, ტოლია 1 მოლ/ლ, და მოცემული ყველა სხვა ნივთიერების კონცენტრაციით. 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;
კომპონენტების განსაზღვრა სტანდარტულ მდგომარეობაში ( მყარი ფორმები, ცუდად ხსნადი აირები p = 1 ატმ, გამხსნელის მოლეკულები) და გამორიცხეთ ისინი ნერნსტის განტოლების ჩაწერისგან, ვინაიდან 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) - ჩაწერეთ ნახევრად რეაქცია: 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 ვ.ი. 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. Ცემის. 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, საკუთრება, საქმიანობის სახეები 1.1 ბელორუსის რესპუბლიკის კანონი საწარმოების შესახებ 1.2 საწარმო, მისი ძირითადი ამოცანები 1.3 სახეები ეკონომიკური აქტივობა. 1.4. ჯიშები..."
„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. თვალსაზრისით თანამედროვე მენეჯმენტისტრატეგია გაგებულია, როგორც მენეჯმენტის გეგმა, რომელიც მიზნად ისახავს ორგანიზაციის პოზიციის გაძლიერებას, მისი კლიენტების საჭიროებების დაკმაყოფილებას და შესრულების გარკვეული შედეგების მიღწევას. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ორგანიზაციის სტრატეგია შექმნილია იმისთვის, რომ უპასუხოს კითხვას, თუ როგორ უნდა გადავიდეს ეს კომპანია არსებული მდგომარეობიდან...“
”ქოქოსის ფასი A Story by O.L. 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 კონტრიბუტორები: 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 - A.V. Ivanov; 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, როგორც მეცნიერების ცნება და აკადემიური დისციპლინაინფორმატიკა-მათემატიკის კურსის საგანია ინფორმაციული ურთიერთობები, რომლებიც ვითარდება ინფორმაციის შეგროვების, დამუშავების, გადაცემის, შენახვისა და გაცემის პროცესში. ამ კურსის შესწავლა უზრუნველყოფს საბაზისო ტრენინგს კომპიუტერული მეცნიერების სფეროში, კომპიუტერული ტექნოლოგიამათემატიკა და...“
“FEDERAL AGENCY FOR EDUCATION State EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGH PROFESSIONAL EDUCATION ST.PETERSBURG STATE UNIVERSITY OF Economy and Finance 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 V.E. Meyerhold-ის 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, ასოცირებული პროფესორი, ზოგადი ქიმიის დეპარტამენტი NRNU MEPhI ქიმია და ტრენინგის სპეციალისტების ძირითადი მიმართულებები NRNU MEPhI მასალების და პროცესების ფიზიკა ბირთვული ფიზიკადა კოსმოფიზიკა ბირთვული მედიცინა ნაწილაკების ფიზიკა და კოსმოლოგია პლაზმის ფიზიკა ლაზერული ფიზიკა მყარი მდგომარეობის ფიზიკა და ფოტონიკა სწრაფი პროცესების ფიზიკა ქიმიური სისტემებინივთიერებების მიკრო და მაკრორაოდენობების ერთობლიობა, რომლებსაც გარე ფაქტორების გავლენით შეუძლიათ..."
« სტრუქტურები წყლის გზები და პორტები ლექციის შენიშვნები ტაშკენტი - 2013 ლექციის ჩანაწერები განხილული და გამოსაქვეყნებლად იყო რეკომენდაცია TIIM-ის სამეცნიერო მეთოდოლოგიური საბჭოს მიერ (2013 წლის 2 ივლისის ოქმი No. 9) ლექციის ჩანაწერები მოცემულია ზოგადი ინფორმაციაწყლის გზების, გემების ტიპების, სანავიგაციო პირობების გაუმჯობესების გზებისა და ხელოვნური სქემების შესახებ წყლის გზები. 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 სოციალური და ეკონომიკური პროცესების მართვისა და დაგეგმვის დეპარტამენტი სახელმწიფო უნივერსიტეტიიუ.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...“
არსებობს უამრავი მონაცემი მჭიდრო კავშირის არსებობის შესახებ D-ლაქტატის ან ხელოვნური სუბსტრატის ასკორბატ ფენაზინის მეტასულფატის დაჟანგვასა და უჯრედის მემბრანებიდან ხელოვნურად მიღებულ ვეზიკულებში შაქრის, ამინომჟავების და ზოგიერთი იონების ტრანსპორტირებას შორის. E. coli, Salmonella typhimurium, Pseudomonas putida, Proteus mirabilis, Bacillus megaterium, Bacillus subtilis, Micrococcus denitrificans, Mycobacterium phlei, Staphylococcus aureus.
სუბსტრატები, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა ეფექტურობით რედოქს სისტემებში, ასევე მოიცავს α - გლიცეროფოსფატს და, ბევრად უფრო იშვიათად, L - ლაქტატს, DL - α - ჰიდროქსიბუტირატს და თუნდაც ფორმატს.
ეს მექანიზმი ატარებს შაქრებს, როგორიცაა β-გალაქტოზიდები, გალაქტოზა, არაბინოზა, გლუკოზა-6-ფოსფატი, გლუკონატი და გლუკურონატი, ყველა ბუნებრივი ამინომჟავა, გარდა გლუტამინისა (და შესაძლოა ასპარგინის), არგინინის, მეთიონინისა და ორნიტინინის გარდა. K + და Rb + .
მიუხედავად იმისა, რომ ასეთი ტრანსპორტის მექანიზმები ჯერ კიდევ არ არის ბოლომდე გადაწყვეტილი, პროტონები, სავარაუდოდ, წარმოიქმნება ჟანგვითი სისტემის მუშაობის დროს. წარმოიქმნება მემბრანის პოტენციალი და, სავარაუდოდ, ის ემსახურება როგორც მამოძრავებელ ძალას არაელექტროლიტების გადაცემისთვის.
რკინის ტრანსპორტი
ე . coli კ 12 აქვს რკინის ტრანსპორტირების სამი სპეციფიკური სისტემა და ყველა შემთხვევაში, გარე მემბრანის ცილები თამაშობენ ცენტრალურ როლს ტრანსპორტირებაში.
Fe-ციტრატის სატრანსპორტო სისტემა ინდუცირებულია ციტრატის თანდასწრებით და ახალი Fe ციტრატის მიმღები ცილა, FecA, ჩნდება გარე მემბრანაში. უფრო ეფექტური სისტემებია ისეთები, რომლებიც შეიცავს მიკროორგანიზმების მიერ სინთეზირებულ რკინა-შელატაციურ ნაერთებს. ისინი გამოყოფენ ნივთიერებებს, რომლებიც გარდაქმნის რკინას ხსნად ფორმაში. ამ ნივთიერებებს ე.წ სიდეროფორები.ისინი აკავშირებენ რკინის იონებს კომპლექსში და ამ ფორმით გადააქვთ; ჩვენ ძირითადად ვსაუბრობთ დაბალმოლეკულურ, წყალში ხსნად ნივთიერებებზე (1500-ზე ნაკლები მოლეკულური მასით), რომლებიც აკავშირებენ რკინას საკოორდინაციო ობლიგაციების მეშვეობით მაღალი სპეციფიურობით და მაღალი აფინურობით (სტაბილურობის მუდმივი 10 30 რიგის). მათი ქიმიური ბუნებით, ეს შეიძლება იყოს ფენოლატები ან ჰიდროქსამატები. პირველი მოიცავს ენტეროხელინს; მას აქვს ექვსი ფენოლური ჰიდროქსი ჯგუფი და გამოიყოფა ზოგიერთი ენტერობაქტერიის მიერ. გამოდის გარემო, ის აკავშირებს რკინას და შედეგად ფერენტეროქელინი აკავშირებს გარე მემბრანის სპეციფიკურ პროტეინს, FepA-ს და შემდეგ შეიწოვება უჯრედის მიერ. უჯრედში რკინა გამოიყოფა ფერი-ენტეროკინინის ფერმენტული ჰიდროლიზის შედეგად. გარდა ამისა, ამ ნაერთს შეუძლია გამოყოს Fe 2+ რკინის შემცველი ცილებიდან ტრანსფერინი და ლაქტოფერინიც კი. FepA ცილის, ისევე როგორც ენტეროხელინის სინთეზი თრგუნავს, როდესაც მაღალი შემცველობაგახსნილი რკინის გარემოში.
გარე მემბრანა ე . coli მას ასევე აქვს ფერიქრომის სატრანსპორტო სისტემა. სოკოებს აქვთ იგივე სატრანსპორტო სისტემა. ფერიქრომი კლასიფიცირდება როგორც ჰიდროქსამატის სიდეროფორები. ეს არის ციკლური ჰექსაპეპტიდი, რომელიც წარმოიქმნება სამი გლიცინის ნარჩენებით და სამი β –N– აცეტილ –L– β – ჰიდროქსიორნიტინის ნარჩენებით. ფერიქრომი აყალიბებს სტაბილურ კომპლექსს რკინის იონებთან. ე . coli მიუხედავად იმისა, რომ ის თავად არ აყალიბებს ფერიქრომს, მას აქვს მისი ტრანსპორტირების ძალიან სპეციფიკური სისტემა, რომელშიც მონაწილეობას იღებს გარე მემბრანის ცილა FhuA. ტრანსპორტირების პროცესში რკინა მცირდება და ფერიქრომი მოდიფიცირებულია (აცეტილირდება), რის შედეგადაც იგი კარგავს კავშირს რკინის მიმართ და გამოიყოფა ციტოპლაზმაში.
მსგავს ფუნქციას ასრულებენ ფერიოქსამინები (აქტინომიცეტებში), მიკობაქტინები (მიკობაქტერიებში) და ეგზოხელინები (ასევე მიკობაქტერიებში).
Ჩატვირთვა...