دانشجو

فرآیند احیا (کاهش) چیست ؟؟

فرایندی است که در آن یک جسم (احیا کننده) الکترون از دست می‌دهد و عدد اکسایش یک اتم کاهش می‌یابد.

مثالی از واکنشهای اکسایش و کاهش
بر این اساس ، واکنش زیر یک واکنش اکسایش و کاهش می‌باشد. چون عدد اکسایش اتم S از صفر به +4 افزایش پیدا می‌کند و می‌گوییم گوگرد اکسید شده است و عدد اکسایش اتم O از صفر به -2 کاهش پیدا کرده است و می‌گوییم اکسیژن کاهیده شده است:

S + O2 → SO2

که در آن ، در طرف اول عدد اکسیداسیون هر دو ماده صفر و در طرف دوم ، عدد اکسیداسیون گوگرد در ترکیب +4 و اکسیژن ، -2 است.

اما در واکنش زیر اکسایش- کاهش انجام نمی‌شود، زیرا تغییری در عدد اکسایش هیچ یک از اتمها به وجود نیامده است:

SO2 + H2O → H2SO4

که در SO2 ، عدد اکسیداسیون S و O بترتیب ، +4 و -2 و در آب ، عدد اکسیداسیون H و O بترتیب +1 و -2 و در اسید در طرف دوم ، عدد اکسیداسیون H و S و O بترتیب ، +1 ، +4 و -2 است. 

 
عامل اکسنده و عامل کاهنده چیست ؟؟

با توجه به چگونگی نسبت دادن اعداد اکسایش ، واضح است که نه عمل اکسایش و نه عمل کاهش بتنهایی انجام پذیر نیستند. چون یک ماده نمی‌تواند کاهیده شود مگر آن که هم‌زمان ماده ای دیگر ، اکسید گردد، ماده کاهیده شده ، سبب اکسایش است و لذا عامل اکسنده نامیده می‌شود و ماده‌ای که خود اکسید می‌شود، عامل کاهنده می‌نامیم.

بعلاوه در هر واکنش ، مجموع افزایش اعداد اکسایش برخی عناصر ، باید برابر مجموع کاهش عدد اکسایش عناصر دیگر باشد. مثلا در واکنش گوگرد و اکسیژن ، افزایش عدد اکسایش گوگرد ، 4 است. تقلیل عدد اکسایش ، 2 است، چون دو اتم در معادله شرکت دارد، کاهش کل ، 4 است.

پرمنگنات پتاسیم 

پرمنگنات پتاسیم یا پتاسیم پرمنگنات یک اکسید کننده قوی است و در اکثر واکنشهای شیمیایی از جمله در

تیتراسیونهای اکسایش -کاهش بعنوان عامل اکسید کننده استفاده می‌شود. نام آیوپاک آن پتاسیم منگنات (VII) است.

وزن مولکولی پرمنگنات پتاسیم 158.04gr/mol، شکل آن منشوری ، جامد ، به رنگ ارغوانی تیره ، محلول آبی

آن به رنگ صورتی و ترکیبی بدون بو است. این ترکیب بدلیل خاصیت اکسید کنندگی بسیار خورنده است.

جرا محلول پرمنگنات باید درون شیشه های تیره نگهداری شود؟

براي اينكه نور نبيند

تهیه و نگهداری محلول های پرمنگنات را توضيح دهيد؟

یک محلول پرمنگنات با پایداری مناسب را در صورتی می توان به دست آورد که چند نکته در تهیه آن رعایت شود :
شاید مهمترین متغیری که بر پایداری محلول پرمنگنات تاثیر می گذارد اثر کاتالیزوری منگنزدیوکسید باشد . این ترکیب یگ آلوده کننده اجتناب ناپذیر در پتاسیم پرمنگنات جامد است این جسم در موقع تهیه محلول پر منگنات در اثر اکسایش مواد آلی موجود در آب توسط پرمنگنات نیز تولید می شود.

خارج کردن منگنزدیوکسید به وسیله صاف کردن ، پایداری محلول استاندارد پر منگنات را به طور قابل ملاحظه ای افزایش می دهد.
قبل از صاف کردن محلول باید وقت کافی برای کامل شدن اکسایش آلوده کننده موجود در آب داده شود . جهت تسریع در فرایند اکسایش می توان محلول را جوشاند . برای صاف کردن محلول نمی توان از کاغذ استفاده کرد ، زیرا در اثر ترکیب با پر منگنات ، دیوکسد ناخواسته تولید می شود .
محلول های استاندارد شده را باید در تاریکی نگه داشت . چنانچه جسم جامدی در محلول مشاهده شود ، صاف کردن و استاندارد کردن مجدد ضروری است.

محلول نرمال از جسم اكسنده يا كاهنده شامل يك اكي والان از آن جسم در يك ليتر محلول است. بنابراين يك ميلي اكي والان برابر است با مقداري از جسم ( بر حسب گرم) كه بتواند يك ميلي مول الكترون بگيرد يا بدهد.

در اين آزمايش نرماليته و مولاريته محلول پتاسيم پرمنگنات را بوسيله تيتراسيون با يون اگزالات و با غلظت مشخص تعيين مي كنيم. نيم واكنشهاي يوني كه براياين اكسايش – كاهش انجام مي گيرد عبارتند از :

8 H⁺ + MnO₄^- + 5e^- Mn²⁺ + 4H₂O

C ₂O₄ 2CO₂ + 2e^-

پرمنگنات پتاسيم بعنوان يك عامل اكسنده كاربرد زيادي دارد زيرا واكنشگري ارزان و در دسترس است. در تيتراسيونهاي كه با پرمنگنات انجام مي شود نيازي به شناساگر نيست زيرا يك قطره از محلول 0.1 نرمال آن پساز نقطه هم ارزي رنگ ارغواني مشخصي در محلول ايجاد مي كند. پرمنگنات در واكنشهاي شيميايي زياد شركت مي كند چون منگنز مي تواند حالتهاي اكسايش مختلف از قبيل: 2+، 3+، 4+، 6+، 7+ داشته باشد . معمولي ترين واكنش پرمنگنات،‌ واكنش محلول 0.1 نرمال آن يا با نرماليته بيشتر در محيط اسيدي است:

8 H⁺ + MnO₄^- + 5e^- Mn²⁺ + 4h₂O

پرمنگنات با بسياري از مواد كاهنده واكنش مي دهند اما بيشتر واكنشهاي پرمنگنات با مواد كاهنده نياز به حرارت و كاتاليزور دارد و به اين دليل واكنشهاي پرمنگنات بدون حرارت و وجود كاتاليزور معمولاً كند و مشكل انجام مي پذيرد. براي مثال وجود يك قطره پرمنگنات مازاد در محيط تيتر شده به وسيله پرمنگنات Mn^2- حاصل از تيتراسيون را به رسوب قهوه اي Mno₂ تبديل مي كند. اما چون واكنش كند است بمحض رسيدن به نقطه پاياني رسوب قهوه اي Mno₂ مشاهده نمي شود و از اين رو مي توان رنگ ارغواني پرمنگنات مازاد را در محلول به خوبي ديد:

3 Mn²⁺ + 2MnO₄^- + 2H₂O 5MnO₂ + 4H^-

محلولهاي اسيدي پرمنگنات پايدار نيستند زيرا، اسيد منگنيك طبق واكنش زير تجزيه مي شود:

2 MnO₄^- + 4H⁺ 2MnO₂ + O₂ + 2H₂O