रेडॉक्स प्रतिक्रियाएँ: ऑक्सीकरण और अपघटन, ऑक्सीकरण संख्या | विज्ञान और प्रौद्योगिकी (Science & Technology) for UPSC CSE PDF Download

रेडॉक्स प्रतिक्रियाएँ क्या हैं? एक रेडॉक्स प्रतिक्रिया तब होती है जब परमाणु एक रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान अपने ऑक्सीडेशन नंबर में परिवर्तन करते हैं। इसमें कुछ परमाणु इलेक्ट्रॉनों को खोते हैं, जिसे ऑक्सीडेशन कहते हैं, और अन्य इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करते हैं, जिसे रिडक्शन कहा जाता है। चूंकि दोनों प्रक्रियाएँ एक साथ होती हैं, इसलिए "रेडॉक्स" शब्द रिडक्शन और ऑक्सीडेशन के संयोजन से आया है।

रेडॉक्स प्रतिक्रियाएँ क्या हैं?

रेडॉक्स प्रतिक्रिया तब होती है जब परमाणु रासायनिक प्रतिक्रिया के भीतर अपने ऑक्सीडेशन नंबर को बदलते हैं। इसमें कुछ परमाणु इलेक्ट्रॉनों को खोते हैं, जिसे ऑक्सीडेशन कहा जाता है, और अन्य इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करते हैं, जिसे रिडक्शन कहा जाता है। चूंकि दोनों प्रक्रियाएँ एक साथ होती हैं, इसलिए इस प्रक्रिया को "रेडॉक्स" कहा जाता है, जो रिडक्शन और ऑक्सीडेशन के संयोजन से बना है।

ऑक्सीडेशन और रिडक्शन का शास्त्रीय सिद्धांत

ऑक्सीडेशन शब्द का पहला उपयोग उन रासायनिक प्रतिक्रियाओं का वर्णन करने के लिए किया गया था, जिसमें किसी यौगिक के तत्व में ऑक्सीजन जोड़ी जाती थी। दहन की घटना ऑक्सीडेशन का सबसे पहला उदाहरण था। बाद में, ऑक्सीडेशन शब्द का विस्तार कई अन्य प्रतिक्रियाओं का वर्णन करने के लिए किया गया, जो बिना ऑक्सीजन के भी होती थीं।

ऑक्सीडेशन - शास्त्रीय सिद्धांत के अनुसार

जिस पदार्थ द्वारा ऑक्सीडेशन होता है, उसे ऑक्सीडाइजिंग एजेंट कहा जाता है। सरल शब्दों में, "ऑक्सीडेशन" का अर्थ है किसी चीज़ में ऑक्सीजन या एक इलेक्ट्रोनिगेटिव तत्व जोड़ना या उससे हाइड्रोजन या एक इलेक्ट्रोपॉजिटिव तत्व को निकालना।

• ऑक्सीजन का जुड़ना: रिडक्शन एक रासायनिक प्रतिक्रिया है जिसमें किसी रासायनिक प्रजाति (परमाणु, आयन, या अणु) से ऑक्सीजन को हटा दिया जाता है।
• हाइड्रोजन का हटाना: ऑक्सीडेशन एक रासायनिक प्रतिक्रिया है जिसमें किसी रासायनिक प्रजाति (परमाणु, आयन, या अणु) से हाइड्रोजन को हटा दिया जाता है।
• इलेक्ट्रोनिगेटिव तत्व का जुड़ना: ऑक्सीडेशन एक रासायनिक प्रतिक्रिया है जिसमें किसी रासायनिक प्रजाति (परमाणु, आयन, या अणु) में एक इलेक्ट्रोनिगेटिव तत्व जोड़ा जाता है।
• इलेक्ट्रोपॉजिटिव तत्व का हटाना: ऑक्सीडेशन एक रासायनिक प्रतिक्रिया है जिसमें किसी रासायनिक प्रजाति (परमाणु, आयन, या अणु) से एक इलेक्ट्रोपॉजिटिव तत्व को हटा दिया जाता है।

कमी - शास्त्रीय अवधारणा के अनुसार

कमी - शास्त्रीय अवधारणा के अनुसार

कमी को एक यौगिक से ऑक्सीजन हटाने के रूप में सोचा जाता था। आजकल, कमी के अर्थ में यह भी शामिल हो गया है कि किसी पदार्थ से ऑक्सीजन या किसी इलेक्ट्रोनिगेटिव तत्व को हटाना, साथ ही उसे हाइड्रोजन या किसी इलेक्ट्रोपॉजिटिव तत्व को जोड़ना।

कमी की शास्त्रीय अवधारणा

(i) ऑक्सीजन का निष्कासन: कमी एक रासायनिक प्रतिक्रिया है जिसमें किसी रासायनिक प्रजाति (अणु, आयन, या अणु) से ऑक्सीजन हटाई जाती है। CuO + C → Cu + CO, H2O + C → CO + H2, 2CO + O2 → 2CO2, Fe3O4 + 4H2 → 3Fe + 4H2O

(ii) हाइड्रोजन का जोड़ना: कमी एक रासायनिक प्रतिक्रिया है जिसमें किसी रासायनिक प्रजाति (अणु, आयन, या अणु) में हाइड्रोजन जोड़ा जाता है। Cl2 + H2 → 2HCl, S + H2 → H2S, C2H4 + H2 → C2H6

(iii) इलेक्ट्रोनिगेटिव तत्व का निष्कासन: कमी एक रासायनिक प्रतिक्रिया है जिसमें किसी रासायनिक प्रजाति (अणु, आयन, या अणु) से इलेक्ट्रोनिगेटिव तत्व हटाया जाता है। 2HgCl2 + SnCl2 → Hg2Cl2 + SnCl4 (पारा क्लोराइड की कमी), 2FeCl3 + H2 → 2FeCl2 + 2HCl (आयरन क्लोराइड की कमी), 2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + 2HCl + S (आयरन क्लोराइड की कमी)

(iv) इलेक्ट्रोपॉजिटिव तत्व का जोड़ना: कमी एक रासायनिक प्रतिक्रिया है जिसमें किसी रासायनिक प्रजाति (अणु, आयन, या अणु) में इलेक्ट्रोपॉजिटिव तत्व जोड़ा जाता है। HgCl2 + Hg → Hg2Cl2 (पारा क्लोराइड की कमी), CuCl2 + Cu → Cu2Cl2 (कॉपर क्लोराइड की कमी)

मुख्य अवधारणाएँ

मुख्य अवधारणाएँ

जिस पदार्थ से कमी होती है, उसे कमी करने वाला एजेंट कहा जाता है। एक पदार्थ, जो ऑक्सीकरण का शिकार होता है, वह कमी करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है, जबकि एक पदार्थ, जो कमी का अनुभव करता है, वह ऑक्सीडाइजिंग एजेंट के रूप में कार्य करता है।

Reducing agents के उदाहरण: Mg, S, Cu, Na2SO3, H2S, HI, H2, C, और KI Reducing agents हैं।

Oxidising agents के उदाहरण: O2, Cl2, F2, H2O2, MnO2, FeCl3, CuCl2, Fe3O4, CuO, आदि हैं।

• सभी oxidation और reduction प्रतिक्रियाएँ एक-दूसरे की पूरक होती हैं और एक साथ घटित होती हैं, एक के बिना दूसरी नहीं हो सकती।
• कोई भी एकल oxidation और कोई भी एकल reduction प्रक्रिया ज्ञात नहीं है।
• समानांतर oxidation और reduction प्रतिक्रियाओं को सामान्यतः redox reactions कहा जाता है।
• उदाहरण के लिए: 2FeCl3 + SnCl2 → 2FeCl2 + SnCl4 या 2Fe3 + Sn2 → 2Fe2 + Sn4 में, आयरन (Fe) 3 से 2 की ओर reduction undergo करता है और टिन (Sn) 2 से 4 की ओर oxidation undergo करता है।

आधुनिक Oxidation और Reduction का सिद्धांत

आधुनिक सिद्धांत के अनुसार, electrons का ह्रास oxidation है जबकि electrons का अधिग्रहण reduction है।

(a) Oxidation reactions के उदाहरण हैं:

• Na → Na + e-
• Zn → Zn2+ + 2e-
• Fe2+ → Fe3+ + e-
• Sn2+ → Sn4+ + 2e-
• H2O2 → O2 + 2H + 2e-
• 2S2O3^2- → S4O6^2- + 2e-
• [Fe(CN)6]4- → [Fe(CN)6]3- + e-
• MnO4^2- → MnO4- + e-

(b) Reduction reactions के उदाहरण हैं:

• Cl2 + 2e- → 2Cl-
• S + 2e- → S2-
• Cu2+ + 2e- → Cu
• MnO4- + 8H + 5e- → Mn2+ + 4H2O
• Cr2O7^2- + 14H + 6e- → 2Cr3+ + 7H2O
• H2O2 + 2H + 2e- → 2H2O

एक redox process में, सम्मिलित प्रजातियों की valency बदलती है। एक reducing agent की valency बढ़ती है जबकि एक oxidizing agent की valency घटती है। एक मुक्त तत्व की valency को शून्य माना जाता है।

जब वेलेंसी में कोई परिवर्तन नहीं होता है, तो इसका अर्थ है कि ऑक्सीकरण या अपचयन नहीं हो रहा है, जैसे कि BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2HCl या BaSO₄ → Ba₂ SO₄^2– (वेलेंसी में कोई परिवर्तन नहीं)

• जब वेलेंसी में कोई परिवर्तन नहीं होता है, तो इसका अर्थ है कि ऑक्सीकरण या अपचयन नहीं हो रहा है, जैसे कि BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2HCl या BaSO₄ → Ba₂ SO₄^2– (वेलेंसी में कोई परिवर्तन नहीं)

रेडॉक्स प्रतिक्रियाएँ इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण प्रतिक्रियाओं के संदर्भ में

हम पहले से जानते हैं कि प्रतिक्रियाएँ:

• 2 Na(s) + Cl₂(g) → 2 NaCl(s)
• 4 Na(s) + O₂(g) → 2 Na₂O(s)
• 2 Na(s) + S(s) → Na₂S(s)

ये रेडॉक्स प्रतिक्रियाएँ हैं क्योंकि, प्रत्येक मामले में, सोडियम ऑक्सीजन या अधिक इलेक्ट्रोनैगेटिव तत्व के साथ मिलकर ऑक्सीकरण होता है। साथ ही, क्लोरीन, ऑक्सीजन और सल्फर अपचयनित होते हैं क्योंकि वे सोडियम, एक इलेक्ट्रोपॉजिटिव तत्व से इलेक्ट्रॉन प्राप्त करते हैं।

जो कुछ हम रासायनिक बंधन के बारे में जानते हैं, उसके आधार पर सोडियम क्लोराइड, सोडियम ऑक्साइड, और सोडियम सल्फाइड आयनिक यौगिक हैं और इन्हें बेहतर तरीके से NaCl⁻ (सोडियम क्लोराइड), Na₂O²⁻ (सोडियम ऑक्साइड), और Na₂S²⁻ (सोडियम सल्फाइड) के रूप में दर्शाया जा सकता है। इन आवेशों का निर्माण यह संकेत देता है कि हम प्रतिक्रियाओं को इस तरह से फिर से लिख सकते हैं ताकि इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण को और अधिक स्पष्टता से दिखाया जा सके।

चीजों को सरल बनाने के लिए, हम प्रक्रिया को दो भागों में विभाजित कर सकते हैं: एक भाग जहां इलेक्ट्रॉनों की हानि होती है और दूसरा भाग जहां इलेक्ट्रॉनों का अधिग्रहण होता है। हम सोडियम क्लोराइड के गठन को उदाहरण के रूप में उपयोग करते हैं:

• सोडियम इलेक्ट्रॉनों को खोता है: 2 Na(s) → 2 Na⁺(g) + 2e^-
• क्लोरीन इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करता है: Cl₂(g) + 2e^- → 2 Cl^-(g)

इन भागों को आधा प्रतिक्रिया कहा जाता है क्योंकि ये इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण की प्रक्रिया को दर्शाते हैं। इन आधा प्रतिक्रियाओं को जोड़ने से समग्र प्रतिक्रिया मिलती है: 2 Na(s) + Cl₂(g) → 2 NaCl(s)

इन उदाहरणों से, हम देखते हैं कि:

• एक आधा प्रतिक्रिया जहां इलेक्ट्रॉनों की हानि होती है, उसे ऑक्सीडेशन प्रतिक्रिया कहा जाता है।
• एक आधा प्रतिक्रिया जहां इलेक्ट्रॉनों का अधिग्रहण होता है, उसे रिडक्शन प्रतिक्रिया कहा जाता है।

हम अब ऑक्सीडेशन और रिडक्शन को इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण के माध्यम से समझते हैं। ऊपर की तरह की प्रतिक्रियाओं में, सोडियम ऑक्सीडाइज होता है (इलेक्ट्रॉनों को खोता है) और यह एक रिड्यूसिंग एजेंट के रूप में कार्य करता है क्योंकि यह अन्य तत्वों को इलेक्ट्रॉन प्राप्त करने में मदद करता है। क्लोरीन, ऑक्सीजन, और सल्फर रिड्यूस होते हैं (इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करते हैं) और यह ऑक्सीडाइजिंग एजेंट के रूप में कार्य करते हैं क्योंकि वे सोडियम से इलेक्ट्रॉन लेते हैं।

निष्कर्ष

• ऑक्सीडेशन एक प्रक्रिया है जिसमें एक या अधिक इलेक्ट्रॉनों को खोया जाता है या तत्व की वैलेंसी बढ़ती है।
• रिडक्शन एक प्रक्रिया है जिसमें एक या अधिक इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त किया जाता है या तत्व की वैलेंसी घटती है।
• ऑक्सीडेशन और रिडक्शन में, एक ऑक्सीडाइजिंग एजेंट वह पदार्थ है जो एक या अधिक इलेक्ट्रॉन प्राप्त कर सकता है, यानी वैलेंसी घटती है।
• एक रिड्यूसिंग एजेंट वह पदार्थ है जो एक या अधिक इलेक्ट्रॉन खो सकता है, यानी वैलेंसी बढ़ती है।
• रेडॉक्स प्रतिक्रिया में दो अर्ध-प्रतिक्रियाएँ होती हैं, एक जिसमें इलेक्ट्रॉनों का खोना (ऑक्सीडेशन) और दूसरी जिसमें इलेक्ट्रॉनों का प्राप्त करना (रिडक्शन) शामिल होता है।

उदाहरण: इस प्रतिक्रिया को न्यायसंगत ठहराएँ कि यह एक रेडॉक्स परिवर्तन है। समाधान: इस प्रतिक्रिया में, जो यौगिक उत्पन्न होता है, वह एक आयनिक यौगिक है, जिसे इस प्रकार दर्शाया गया है।

N

यह दर्शाता है कि प्रतिक्रिया को दो अर्ध-प्रतिक्रियाओं में विभाजित किया जा सकता है:

• सोडियम इलेक्ट्रॉन खोता है:

• हाइड्रोजन इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है:

इन दो अर्ध-प्रतिक्रियाओं में प्रतिक्रिया को विभाजित करने से, हम देख सकते हैं कि सोडियम ऑक्सीडाइज होता है (यह इलेक्ट्रॉन खोता है) और हाइड्रोजन रिड्यूस होता है (यह इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है)। इसलिए, समग्र प्रतिक्रिया एक रेडॉक्स परिवर्तन है।

ऑक्सीडेशन नंबर

ऑक्सीडेशन नंबर वह चार्ज दर्शाता है जो एक केंद्रीय धातु परमाणु अपने सभी संलग्न लिगैंड से अलग होने के बाद भी बनाए रखता है। एक रासायनिक यौगिक में एक परमाणु का ऑक्सीडेशन स्टेट, या ऑक्सीडेशन नंबर, इलेक्ट्रॉन के नुकसान को समझाता है, जो ऑक्सीडेशन की डिग्री को दर्शाता है। यह एक सैद्धांतिक चार्ज है जो एक परमाणु वहन करेगा यदि उसके बंध पूरी तरह से आयनिक होते।

यह किसी यौगिक में एक तत्व की ऑक्सिडेशन स्थिति को प्रदर्शित करता है। इसे कुछ नियमों के आधार पर निर्धारित किया जाता है जो इस विचार पर ध्यान केंद्रित करते हैं कि एक कोवैलेंट बंधन में, इलेक्ट्रॉन जोड़ी पूरी तरह से अधिक इलेक्ट्रोनगेटिव तत्व की होती है। ऑक्सिडेशन संख्या को उस चार्ज के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसे एक परमाणु तब प्रकट करता है जब सभी अन्य परमाणुओं को इससे आयन के रूप में हटा दिया जाता है। यह एक + या - संकेत हो सकता है। एक तत्व की ऑक्सिडेशन संख्या एक पूर्ण संख्या (सकारात्मक या नकारात्मक) या भिन्न या शून्य हो सकती है।

• यह किसी यौगिक में एक तत्व की ऑक्सिडेशन स्थिति को प्रदर्शित करता है। इसे कुछ नियमों के आधार पर निर्धारित किया जाता है जो इस विचार पर ध्यान केंद्रित करते हैं कि एक कोवैलेंट बंधन में, इलेक्ट्रॉन जोड़ी पूरी तरह से अधिक इलेक्ट्रोनगेटिव तत्व की होती है।
• ऑक्सिडेशन संख्या को उस चार्ज के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसे एक परमाणु तब प्रकट करता है जब सभी अन्य परमाणुओं को इससे आयन के रूप में हटा दिया जाता है। यह एक + या - संकेत हो सकता है।

ऑक्सिडेशन संख्या निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण नियम

• तत्वों में, जब वे स्वतंत्र या अव्यवस्थित होते हैं, तो प्रत्येक परमाणु की ऑक्सिडेशन संख्या शून्य होती है। उदाहरण के लिए, H₂, O₂, Cl₂, O₃, P₄, S₈, Na, Mg, और Al में ऑक्सिडेशन संख्या शून्य है।
• एक परमाणु वाले आयनों के लिए, ऑक्सिडेशन संख्या आयन पर चार्ज के बराबर होती है। इसलिए, Na की ऑक्सिडेशन संख्या 1 है, Mg²⁺ की 2 है, Fe³⁺ की 3 है, Cl^– की –1 है, O^2– की –2 है, और इसी तरह। यौगिकों में, क्षारीय धातुओं की हमेशा ऑक्सिडेशन संख्या 1 होती है, क्षारीय पृथ्वी धातुओं की 2 होती है, और एल्यूमिनियम को इसके सभी यौगिकों में 3 माना जाता है।
• ऑक्सीजन आमतौर पर अधिकांश यौगिकों में –2 की ऑक्सिडेशन संख्या रखता है, लेकिन कुछ अपवाद हैं। पेरोक्साइड्स (जैसे, H₂O₂, Na₂O₂) में, प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु की ऑक्सिडेशन संख्या –1 होती है, और सुपरॉक्साइड्स (जैसे, KO₂, RbO₂) में, यह –(½) होती है। कभी-कभी, फ्लोरिन के साथ यौगिकों (जैसे, OF₂, O₂F₂) में, ऑक्सीजन की ऑक्सिडेशन संख्या क्रमशः 2 और 1 हो सकती है।
• हाइड्रोजन की आमतौर पर ऑक्सिडेशन संख्या 1 होती है, सिवाय इसके कि यह धातुओं के साथ बाइनरी यौगिकों (दो तत्वों वाले यौगिक) जैसे LiH, NaH, और CaH₂ में बंधा होता है, जहाँ इसकी ऑक्सिडेशन संख्या –1 होती है।
• फ्लोरिन हमेशा अपने यौगिकों में –1 की ऑक्सिडेशन संख्या रखता है। अन्य हैलोजेन (Cl, Br, I) भी –1 के रूप में ऑक्सिडेशन संख्या रखते हैं जब वे हैलाइड आयनों के रूप में प्रकट होते हैं। हालाँकि, जब ऑक्सीजन के साथ संयोजन में होते हैं, जैसे कि ऑक्सोएसिड्स और ऑक्सोआनियनों में, क्लोरीन, ब्रोमीन, और आयोडीन सकारात्मक ऑक्सिडेशन संख्याएँ रख सकते हैं।
• किसी यौगिक में सभी परमाणुओं की ऑक्सिडेशन संख्याओं का योग शून्य होना चाहिए। एक बहुआणुविक आयन में, इसके परमाणुओं की ऑक्सिडेशन संख्याओं का योग आयन के चार्ज के बराबर होता है। उदाहरण के लिए, कार्बोनेट आयन (CO₃)^2– में, तीन ऑक्सीजन परमाणुओं और एक कार्बन परमाणु की ऑक्सिडेशन संख्याओं का योग –2 होना चाहिए।

स्टॉक संकेतन

ऑक्सीडेशन अवस्थाओं के तत्व जो परिवर्तनीय ऑक्सीडेशन अवस्थाएं प्रदर्शित करते हैं, उनके लिए रोमन अंकों जैसे I, II, III, IV आदि का उपयोग किया जाता है, जो तत्व के प्रतीक या नाम के बाद (कोष्ठक) में होते हैं। यह प्रणाली पहली बार एक जर्मन रसायनज्ञ, अल्फ्रेड स्टॉक द्वारा प्रस्तुत की गई थी, और इसे स्टॉक नोटेशन के रूप में जाना जाता है। इसे इस प्रकार प्रदर्शित किया जा सकता है: स्टॉक नोटेशन के कुछ उदाहरण

• ऑक्सीडेशन अवस्थाओं के तत्व जो परिवर्तनीय ऑक्सीडेशन अवस्थाएं प्रदर्शित करते हैं, उनके लिए रोमन अंकों जैसे I, II, III, IV आदि का उपयोग किया जाता है, जो तत्व के प्रतीक या नाम के बाद (कोष्ठक) में होते हैं।
• यह प्रणाली पहली बार एक जर्मन रसायनज्ञ, अल्फ्रेड स्टॉक द्वारा प्रस्तुत की गई थी, और इसे स्टॉक नोटेशन के रूप में जाना जाता है। इसे इस प्रकार प्रदर्शित किया जा सकता है: स्टॉक नोटेशन के कुछ उदाहरण

हल किए गए उदाहरण

उदाहरण: H2SO4 और H2SO5 में सल्फर की ऑक्सीडेशन स्थिति क्या है?

हल: (i) H2SO4: चूंकि यौगिक पर कोई समग्र चार्ज नहीं है, ऑक्सीडेशन अवस्थाओं को एक-दूसरे को रद्द करना चाहिए। हालांकि हाइड्राइड्स की ऑक्सीडेशन स्थिति 1 है, यौगिक में दो हाइड्राइड्स हैं, जिन्हें ध्यान में रखना चाहिए। ऑक्सीजन के लिए भी यही सच है; हालांकि ऑक्सीजन की ऑक्सीडेशन संख्या -2 है, यौगिक में चार ऑक्सीजन हैं, जो कुल मिलाकर -8 का योगदान करती हैं। हाइड्राइड्स से 2 का योगदान और ऑक्सीजन से -8 का परिणाम -6 चार्ज है। सल्फर की ऑक्सीडेशन स्थिति 6 होनी चाहिए ताकि यौगिक तटस्थ हो सके।

सल्फ्यूरिक एसिड की संरचना

(ii) H2SO5: H2SO5 में S की ऑक्सीडेशन संख्या 6 है, जो यौगिक में एक पेरॉक्सी लिंकेज बंधन की उपस्थिति के कारण है।

कारो का अम्ल की संरचना

उदाहरण: अमोनियम नाइट्रेट यानी NH4NO3 में नाइट्रोजन का ऑक्सीडेशन नंबर क्या है?

समाधान: अमोनियम नाइट्रेट में नाइट्रोजन का ऑक्सीडेशन नंबर खोजने के लिए कदम हैं:

• अणु को दो आयनों में विभाजित करें: अमोनियम आयन (NH4) और नाइट्रेट आयन (NO3–)।
• प्रत्येक आयन में नाइट्रोजन का ऑक्सीडेशन नंबर निर्धारित करें, जिसे X के रूप में दर्शाया गया है।
• अमोनियम आयन के लिए, जहां कुल चार्ज 1 है, समीकरण X + 4(1) = 1 स्थापित करें।
• समीकरण को हल करें: X + 4 = 1 ⇒ X = -3।
• नाइट्रेट आयन के मामले में, जहां कुल चार्ज -1 है और ऑक्सीजन का ऑक्सीडेशन नंबर -2 है, समीकरण X + 3(-2) = -1 स्थापित करें।
• समीकरण को हल करें: X - 6 = -1 ⇒ X = 5।

इसलिए, अमोनियम नाइट्रेट में नाइट्रोजन का ऑक्सीडेशन नंबर -3 और 5 है।

उदाहरण: निम्नलिखित यौगिकों में प्रत्येक तत्व का ऑक्सीडेशन नंबर निर्धारित करें:

(a) BaO2 (b) (NH4)2MoO4 (c) Na3Co(NO2)6 (d) CS2

समाधान: (a) यदि BaO2 में ऑक्सीजन का ऑक्सीडेशन नंबर -2 होता, तो बैरियम का ऑक्सीडेशन नंबर 4 होना चाहिए। हालांकि, समूह IIA में तत्व, जैसे बैरियम, 4 ऑक्सीडेशन स्थिति नहीं रख सकते। यह यौगिक बैरियम पेरोक्साइड होना चाहिए, [Ba2][O22-]। इसलिए, बैरियम 2 है और ऑक्सीजन -1 है।

(b) (NH4)2MoO4 में, NH4 आयन में हाइड्रोजन का ऑक्सीडेशन नंबर 1 और नाइट्रोजन का -3 है। दो NH4 आयनों के साथ, अन्य भाग एक MoO42- आयन होना चाहिए, जहां मोलिब्डेनम का ऑक्सीडेशन नंबर -6 और ऑक्सीजन का -2 है।

(c) सोडियम हमेशा अपने यौगिकों में 1 ऑक्सीडेशन स्थिति रखता है। इस यौगिक में Co(NO2)63- जटिल आयन है, जिसमें छह NO2- आयन हैं, जहां नाइट्रोजन का 3 और ऑक्सीजन का -2 है। इसलिए कोबाल्ट का ऑक्सीडेशन स्थिति 3 है।

(d) किसी यौगिक में सबसे अधिक इलेक्ट्रोनिगेटिव तत्व का ऑक्सीडेशन संख्या हमेशा नकारात्मक होती है। चूंकि सल्फर आमतौर पर -2 आयन बनाता है, इसलिए CS2 में सल्फर की ऑक्सीडेशन संख्या -2 है, और कार्बन की 4 है।

उदाहरण: NO में नाइट्रोजन (N) की ऑक्सीडेशन संख्या की गणना करें। समाधान: ऑक्सीडेशन स्थिति ऑक्सीजन (O) = -2

नाइट्रोजन (N) की ऑक्सीडेशन स्थिति पर विचार करें = x

अब, x - 2 = 0 => x = 2

इसलिए, NO में N की ऑक्सीडेशन संख्या 2 है।

उदाहरण: सल्फ्यूरिक एसिड (H2SO4) में सल्फर (S) की ऑक्सीडेशन संख्या की गणना करें। समाधान: ऑक्सीजन (O) की ऑक्सीडेशन स्थिति = -2, हाइड्रोजन (H) की ऑक्सीडेशन स्थिति = 1, सल्फर (S) की ऑक्सीडेशन स्थिति पर विचार करें = X। अब, 2(1) + X + 2(1) + X + (-2×4) = -2 X 8 = 0; X = 6

इसलिए, सल्फ्यूरिक एसिड में सल्फर की ऑक्सीडेशन संख्या 6 है।

उदाहरण: K2Cr2O7 सूत्र में Cr2 की ऑक्सीडेशन संख्या खोजें। समाधान: K2 = 2; O7 = (-2 × 7); Cr2 = 2 × x। इसलिए, 2 + 2x - 14 = 0। इस प्रकार, x = 6 (क्रोमियम की ऑक्सीडेशन स्थिति)

उदाहरण: NH4NO3 सूत्र में N की ऑक्सीडेशन स्थिति खोजें। समाधान: यौगिक में दो अलग-अलग नाइट्रोजन परमाणु हैं। इसलिए हमें गणना अलग-अलग करनी होगी। NH4 में, या X + 4(1) = 1। इसलिए x = -3 (NH4 में ऑक्सीडेशन स्थिति)। NO–3 में N की ऑक्सीडेशन स्थिति y + 3 × (-2) = -1, y = 6 - 1 = 5

रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के उपयोग

• ये प्रतिक्रियाएँ कई भौतिक और जैविक प्रक्रियाओं में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।
• इनका उपयोग फार्मास्यूटिकल्स, जीवविज्ञान, उद्योग, धातुकर्म, और कृषि में व्यापक रूप से किया जाता है।
• इनकी महत्वता ऊर्जा के लिए ईंधन जलाने, इलेक्ट्रोकैमिकल प्रक्रियाओं के माध्यम से धातुओं को निकालने, कास्टिक सोडा जैसे रसायनों का उत्पादन करने, बैटरी संचालित करने, और धातु के संक्षय से निपटने जैसी गतिविधियों में स्पष्ट है।

कुछ उदाहरण: रोज़मर्रा की ज़िंदगी में रेडॉक्स प्रतिक्रियाएँ