Oxidation and Reduction Reactions:
ऑक्सीकरण और अवकरण प्रतिक्रियाएं:
ऑक्सीकरण-अवकरण, या रेडॉक्स, प्रतिक्रियाएं मौलिक रासायनिक प्रक्रियाएं हैं जहां इलेक्ट्रॉनों को अभिकारकों के बीच स्थानांतरित किया जाता है। ये प्रतिक्रियाएँ विभिन्न प्राकृतिक घटनाओं, औद्योगिक प्रक्रियाओं और जैविक प्रणालियों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।
ऑक्सीकरण और अवकरण
रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में, ऑक्सीकरण और अवकरण एक साथ होती है। ऑक्सीकरण में किसी प्रजाति द्वारा इलेक्ट्रॉनों की हानि शामिल होती है, जिससे इसकी ऑक्सीकरण अवस्था में वृद्धि होती है, जबकि अवकरण में इलेक्ट्रॉनों का लाभ होता है, जिसके परिणामस्वरूप ऑक्सीकरण अवस्था में कमी आती है। किसी प्रतिक्रिया में ऑक्सीकरण और अवकरण की पहचान करने के लिए, कोई संक्षिप्त नाम "LEO GER" का उपयोग कर सकता है, जहां LEO का अर्थ है "इलेक्ट्रॉनों की हानि ऑक्सीकरण है" और GER का अर्थ है "इलेक्ट्रॉनों का लाभ अवकरण है।"
रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं का सामान्य अवलोकन:
रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है:
1. प्रत्यक्ष रेडॉक्स प्रतिक्रिया: प्रत्यक्ष रेडॉक्स प्रतिक्रिया में, ऑक्सीकरण और अवकरण एक ही रासायनिक प्रजाति में होती है।
2. अप्रत्यक्ष रेडॉक्स प्रतिक्रिया: अप्रत्यक्ष रेडॉक्स प्रतिक्रिया में, विभिन्न रासायनिक प्रजातियों में ऑक्सीकरण और अवकरण होती है, और इलेक्ट्रॉनों को उनके बीच स्थानांतरित किया जाता है।
ऑक्सीकरण और अवकरण प्रतिक्रियाओं के उदाहरण:
1. हाइड्रोकार्बन का दहन:
\(C_3H_8(g) + 5O_2(g) → 3CO_2(g) + 4H_2O(g)\)
इस प्रतिक्रिया में, प्रोपेन \(C_3H_8\) ऑक्सीकरण से गुजरता है, जिससे कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प का उत्पादन होता है।
2. लोहे का ऑक्सीकरण:
\(4Fe(s) + 3O_2(g) → 2Fe_2O_3(s)\)
लोहा ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके आयरन (III) ऑक्साइड बनाता है, जो लोहे के ऑक्सीकरण का संकेत देता है।
3. कॉपर (II) ऑक्साइड की अवकरण:
\(CuO(s) + H_2(g) → Cu(s) + H_2O(g)\)
कॉपर (II) ऑक्साइड हाइड्रोजन गैस द्वारा कॉपर धातु में अपचयित हो जाता है।
4. सोडियम का ऑक्सीकरण:
\(4Na(s) + O_2(g) → 2Na_2O(s)\)
सोडियम ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके सोडियम ऑक्साइड बनाता है, जो सोडियम के ऑक्सीकरण को दर्शाता है।
5. सिल्वर(I) नाइट्रेट की अवकरण:
\(AgNO_3(aq) + Zn(s) → Ag(s) + Zn(NO_3)_2(aq)\)
जिंक धातु द्वारा सिल्वर(I) नाइट्रेट को सिल्वर धातु में अपचयित किया जाता है।
6. हाइड्रोजन सल्फाइड का ऑक्सीकरण:
\(H_2S(g) + 2O_2(g) → SO_2(g) + 2H_2O(l)\)
हाइड्रोजन सल्फाइड ऑक्सीकरण से सल्फर डाइऑक्साइड और पानी बनाता है।
7. पोटेशियम परमैंगनेट की अवकरण:
\(2KMnO_4(aq) + 3H_2SO_4(aq) + 5H_2C_2O_4(aq) \rightarrow \)
\(2MnSO_4(aq) + K_2SO_4(aq) + 8H_2O(l) + 10CO_2(g)\)
पोटैशियम परमैंगनेट को ऑक्सालिक अम्ल द्वारा अम्लीय माध्यम में मैंगनीज (II) सल्फेट में अपचयित किया जाता है।
8. इथेनॉल का ऑक्सीकरण:
\(C_2H_5OH(l) + 3O_2(g) → 2CO_2(g) + 3H_2O(l)\)
कार्बन डाइऑक्साइड और पानी का उत्पादन करने के लिए इथेनॉल ऑक्सीकरण से गुजरता है।
9. जिंक द्वारा कॉपर (II) आयनों की अवकरण:
\(Cu^{2+}(aq) + Zn(s) → Cu(s) + Zn^{2+}(aq)\)
कॉपर (II) आयन जिंक धातु द्वारा कॉपर धातु में अपचयित हो जाते हैं।
10. ग्लूकोज का ऑक्सीकरण:
\(C_6H_{12}O_6(aq) + 6O_2(g) → 6CO_2(g) + 6H_2O(l)\)
ग्लूकोज ऑक्सीकरण से होकर कार्बन डाइऑक्साइड और पानी बनाता है।
11. फेरिक क्लोराइड की अवकरण:
\(2FeCl_3(aq) + SnCl_2(aq) → 2FeCl_2(aq) + SnCl_4(aq)\)
स्टैनस क्लोराइड द्वारा फेरिक क्लोराइड को फेरस क्लोराइड में अपचयित किया जाता है।
12. हाइड्रोजन पेरोक्साइड का ऑक्सीकरण:
\(H_2O_2(aq) → O_2(g) + 2H^+(aq) + 2e^-\)
हाइड्रोजन पेरोक्साइड ऑक्सीजन गैस और प्रोटॉन बनाने के लिए ऑक्सीकरण से गुजरता है।
13. पोटेशियम डाइक्रोमेट की अवकरण:
\(K_2Cr_2O_7(aq) + 6FeSO_4(aq) + 8H_2SO_4(aq) →\)
\(3Fe_2(SO_4)_3(aq) + Cr2(SO_4)_3(aq) + K_2SO_4(aq) + 7H_2O(l)\)
अम्लीय माध्यम में फेरस सल्फेट द्वारा पोटेशियम डाइक्रोमेट को क्रोमियम (III) सल्फेट में अपचयित किया जाता है।
14. सल्फर डाइऑक्साइड का ऑक्सीकरण:
\(SO_2(g) + 2H_2O(l) + O_2(g) → H_2SO_4(aq)\)
सल्फर डाइऑक्साइड ऑक्सीकरण से सल्फ्यूरिक अम्ल बनाता है।
15. फेरस आयनों द्वारा नाइट्रेट आयनों की अवकरण:
\(3NO_3^- (aq) + 8H^+ (aq) + 6e^- + 8Fe^{2+} (aq) \rightarrow\)
\(3NO(g) + 4H_2O(l) + 8Fe^{3+}(aq)\)
अम्लीय माध्यम में फेरस आयनों द्वारा नाइट्रेट आयन नाइट्रिक ऑक्साइड में अपचयित हो जाते हैं।
ऑक्सीकरण-अवकरण प्रतिक्रियाएं रसायन विज्ञान में सर्वव्यापी हैं, जिसमें प्राकृतिक और कृत्रिम प्रक्रियाओं की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल है।
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