Тотығу және жану
Тотығуды қалпына келтіру реакциялары - өмірде жиі кездесетін химиялық реакциялардың негізгі түрі.
Тотығу
Бастапқыда тотығу реакциялары оттегі газы қатысатын реакциялар ретінде анықталған. Онда оттегі басқа молекуламен қосылып, оксид түзеді. Бұл реакцияда оттегі тотықсызданады, ал басқа зат тотығады. Сондықтан, негізінен, тотығу реакциясы басқа затқа оттегі қосу болып табылады. Мысалы, келесі реакцияда сутегі тотығуға ұшырайды, сондықтан сутегі түзетін суға оттегі атомы қосылды.
2H2 + O2 -> 2H2O
Тотығуды сипаттаудың тағы бір тәсілі - сутегінің жоғалуы. Тотығуды оттегі қосу ретінде сипаттау қиын болатын кейбір жағдайлар бар. Мысалы, келесі реакцияда көміртегіге де, сутегіге де оттегі қосылды, бірақ тек көміртек тотығуға ұшырады. Бұл жағдайда тотығуды сутегінің жоғалуы деп сипаттауға болады. Көмірқышқыл газын түзген кезде сутегі метаннан бөлінгендіктен, ондағы көміртегі тотығады.
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
Тотығуды сипаттаудың басқа балама тәсілі – электрондардың жоғалуы. Бұл тәсілді химиялық реакцияларды түсіндіру үшін қолдануға болады, мұнда біз оксид түзілуін немесе сутегінің жоғалуын көре алмаймыз. Сонымен, оттегі болмаған кезде де, біз осы тәсілді қолдана отырып, тотығуды түсіндіре аламыз. Мысалы, келесі реакцияда магний магний иондарына айналды. Магний екі электронын жоғалтқандықтан, ол тотығуға ұшырады және хлор газы тотықтырғыш болып табылады.
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–
Тотығу күйі тотығудан өткен атомдарды анықтауға көмектеседі. IUPAC анықтамасы бойынша тотығу күйі «заттағы атомның тотығу дәрежесінің өлшемі. Ол атомда болуы мүмкін заряд ретінде анықталады ». Тотығу күйі бүтін мән болып табылады және ол оң, теріс немесе нөлге тең болуы мүмкін. Химиялық реакция кезінде атомның тотығу күйі өзгереді. Егер тотығу дәрежесі жоғарыласа, онда атом тотыққан деп аталады. Жоғарыдағы реакциядағыдай магнийдің тотығу дәрежесі нөлдік, ал магний ионы +2 тотығу дәрежесіне ие. Тотығу саны артқандықтан, магний тотықты.
Жану
Жану немесе қыздыру - бұл экзотермиялық реакция нәтижесінде жылу пайда болатын реакция. Реакция жүруі үшін отын мен тотықтырғыш болуы керек. Жануға ұшырайтын заттар жанармай деп аталады. Бұл бензин, дизель, метан немесе сутегі газы сияқты көмірсутектер болуы мүмкін. Әдетте тотықтырғыш оттегі болып табылады, бірақ фтор сияқты басқа тотықтырғыштар да болуы мүмкін. Реакцияда отын тотықтырғышпен тотығады. Сондықтан бұл тотығу реакциясы. Көмірсутекті отынды пайдаланған кезде толық жанудан кейінгі өнімдер әдетте көмірқышқыл газы мен су болып табылады. Дегенмен, жану толығымен орындалмаса, көміртегі тотығы және басқа бөлшектер атмосфераға таралуы мүмкін және бұл көп ластануды тудыруы мүмкін.
Тотығу мен жанудың айырмашылығы неде?
• Жану – тотығу реакциясы.
• Жану үшін әдеттегі тотықтырғыш оттегі болып табылады, бірақ тотығу реакциясы жүруі үшін оттегі маңызды емес.
• Жану кезінде өнімдер негізінен су және көмірқышқыл газы болып табылады, бірақ тотығу кезінде өнім бастапқы материалға байланысты өзгеруі мүмкін. Дегенмен, олардың тотығу дәрежесі реагенттерге қарағанда әрқашан жоғары болады.
• Жану реакцияларында жылу мен жарық пайда болады және энергиядан жұмыс істеуге болады. Бірақ тотығу реакциялары үшін бұл әрқашан дұрыс бола бермейді.
