This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
ഓക്‌സിഡേഷന്‍, റിഡക്ഷന്‍
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
Mksol (സംവാദം | സംഭാവനകള്) (→Oxidation Reduction) |
Mksol (സംവാദം | സംഭാവനകള്) (→Oxidation Reduction) |
||
| (ഇടക്കുള്ള ഒരു പതിപ്പിലെ മാറ്റം ഇവിടെ കാണിക്കുന്നില്ല.) | |||
| വരി 5: | വരി 5: | ||
== Oxidation Reduction == | == Oxidation Reduction == | ||
| - | ഒരു | + | ഒരു പദാര്‍ഥവുമായി ഓക്‌സിജനെ സംയോജിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയയ്‌ക്ക്‌ "ഓക്‌സിഡേഷന്‍' എന്നും പദാര്‍ഥത്തില്‍ നിന്ന് ഓക്‌സിജന്‍ മാറ്റുന്നതിന്‌ ഓക്‌സീകരണം, നിരോക്‌സീകരണം "റിഡക്ഷന്‍' എന്നും മുന്‍കാലത്ത്‌ പറഞ്ഞുവന്നിരുന്നു. എന്നാല്‍ കാലാന്തരത്തില്‍ ഈ പദങ്ങള്‍ക്ക്‌ കൂടുതല്‍ വിപുലമായ നിര്‍വചനം നല്‍കപ്പെട്ടു. ഇലക്‌ട്രാണിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തത്തിനുമുമ്പ്‌ ഓക്‌സിജന്‍ അഥവാ ഒരു വിദ്യുദ്‌ഋണ മൂലകം ചേര്‍ക്കുകയോ, ഹൈഡ്രജന്‍ അഥവാ ഒരു വിദ്യുദ്‌ധനമൂലകം നീക്കുകയോ ചെയ്യുന്ന പ്രക്രിയയായി ഓക്‌സീകരണം നിര്‍വചിക്കപ്പെട്ടു. ഇതിനു വിപരീതമായവ നിരോക്‌സീകരണവും. ഈ നിര്‍വചനമനുസരിച്ച്‌, |
[[ചിത്രം:Vol5_742_Formula3.jpg|400px]] | [[ചിത്രം:Vol5_742_Formula3.jpg|400px]] | ||
| - | എന്നീ പ്രക്രിയകളെല്ലാം ഓക്‌സിഡേഷനാകുന്നു. | + | എന്നീ പ്രക്രിയകളെല്ലാം ഓക്‌സിഡേഷനാകുന്നു. ആദ്യത്തേതില്‍ മഗ്നീഷ്യത്തില്‍ ഓക്‌സിജന്‍ ചേര്‍ക്കപ്പെടുന്നു; രണ്ടാമത്തേതില്‍ ഒരു വിദ്യുദ്‌ഋണമൂലകമായ ക്ലോറിന്‍ ചേര്‍ക്കപ്പെടുന്നു. മൂന്നാമത്തേതില്‍ H<sub>2</sub>S-ല്‍ നിന്ന് ഹൈഡ്രജന്‍ നീക്കപ്പെടുന്നു. Mg, FeCl<sub>2</sub>, H<sub>2</sub>S എന്നിവയ്‌ക്ക്‌ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ സംഭവിക്കുന്നു. ഇതേ പ്രക്രിയകളില്‍ റിഡക്ഷനും ഒപ്പം നടക്കുന്നതായി കാണാം. ഉദാഹരണമായി H<sub>2</sub>S ബ്രാമിനിലേക്ക്‌ ഹൈഡ്രജന്‍ ചേര്‍ക്കുന്നുണ്ട്‌. അതിനാല്‍ ബ്രാമിനെ H<sub>2</sub>S റെഡ്യൂസ്‌ ചെയ്യുന്നുവെന്നും പറയാം. |
| - | + | രാസപ്രക്രിയകളില്‍ ഇലക്‌ട്രാണുകള്‍ വഹിക്കുന്ന പങ്കിനെപ്പറ്റി പരിജ്ഞാനം സിദ്ധിച്ചു കഴിഞ്ഞതോടെ ഓക്‌സീകരണ-നിരോക്‌സീകരണ പ്രക്രിയകളുടെ നിര്‍വചനവും വിപുലീകരിക്കപ്പെട്ടു. ഇലക്‌ട്രാണിക നിര്‍വചനപ്രകാരം ഓക്‌സിഡേഷന്‍ എന്നത്‌ ഒരു സ്‌പീഷീസില്‍ നിന്ന് ഇലക്‌ട്രാണ്‍ നീക്കം ചെയ്യുകയാണ്‌. മറിച്ച്‌ ഒരു സ്‌പീഷീസിലേക്ക്‌ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ ചേര്‍ക്കുന്ന പ്രക്രിയയാണ്‌ റിഡക്ഷന്‍. ഈ നിര്‍വചനമനുസരിച്ച്‌ സിങ്ക്‌ ലോഹവും കോപ്പര്‍ ലവണലായനിയും ചേര്‍ന്നു സിങ്കുലവണ ലായനിയും കോപ്പര്‍-ലോഹവും നല്‍കുന്ന പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനം ഓക്‌സിഡേഷന്‍-റിഡക്ഷന്‍ പ്രക്രിയയായിത്തീരുന്നു. ഇവിടെ നടക്കുന്നത്‌ | |
Zn(g) + Cu<sup>2+</sup>(aq) = Zn<sup>2+</sup> + (aq) + Cu(s) | Zn(g) + Cu<sup>2+</sup>(aq) = Zn<sup>2+</sup> + (aq) + Cu(s) | ||
| - | എന്ന പ്രക്രിയയാകുന്നു. പഴയ | + | എന്ന പ്രക്രിയയാകുന്നു. പഴയ നിര്‍വചനമനുസരിച്ച്‌ ഇവിടെ ഓക്‌സിഡേഷനോ റിഡക്ഷനോ ഇല്ല. ഇലക്‌ട്രാണിക വ്യാഖ്യാനമനുസരിച്ച്‌, Zn അണുവില്‍നിന്ന്‌ ഇലക്‌ട്രാണുകള്‍ നഷ്‌ടമാകുകയും കോപ്പര്‍ അയോണില്‍ ഇലക്‌ട്രാണുകള്‍ ചേര്‍ക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. അതായത്‌ സിങ്ക്‌ അണു ഓക്‌സിഡൈസ്‌ ചെയ്യപ്പെടുന്നു; അതോടൊപ്പം കോപ്പര്‍ അയോണ്‍ റെഡ്യൂസ്‌ ചെയ്യപ്പെടുന്നു. |
| - | + | എന്നാല്‍, സഹസംയോജക-യൗഗികങ്ങള്‍ മാത്രം ഉള്‍പ്പെടുന്ന പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളില്‍ ഇത്തരത്തിലുള്ള ഇലക്‌ട്രാണ്‍ ചേരുവയും ഇലക്‌ട്രാണ്‍ നഷ്‌ടവും സ്‌പഷ്‌ടമായി കാണാന്‍ പലപ്പോഴും ബുദ്ധിമുട്ടുണ്ടാകും. അതുപോലെതന്നെ സങ്കീര്‍ണങ്ങളായ ചില പ്രക്രിയകളില്‍ ഓക്‌സിഡേഷനോ റിഡക്ഷനോ സംഭവിക്കുന്നത്‌ (ഉണ്ടെങ്കില്‍) ഏതേതു കണങ്ങള്‍ക്കാണെന്ന്‌ വ്യക്തമായിരിക്കയില്ല. ഇത്തരം സന്ദര്‍ഭങ്ങളില്‍ "ഓക്‌സീകരണ സംഖ്യ' (Oxidation number) അഥവാ "ഓക്‌സീകരണ അവസ്ഥ'(Oxidation state) എന്ന സങ്കല്‌പം വളരെ പ്രയോജനപ്പെടുന്നു. | |
| - | ഒരു മൂലകത്തിന്റെ അണു, യൗഗികമായിത്തീരുമ്പോള്‍, ആ | + | ഒരു മൂലകത്തിന്റെ അണു, യൗഗികമായിത്തീരുമ്പോള്‍, ആ മൂലകാണുവില്‍ നിന്ന് നഷ്‌ടപ്പെടുന്നതോ അഥവാ നഷ്‌ടപ്പെട്ടതായി പരിഗണിക്കാവുന്നതോ ആയ ഇലക്‌ട്രാണുകളുടെ എണ്ണമാണ്‌ മൂലകത്തിന്റെ ആ യൗഗികത്തിലുള്ള "ഓക്‌സീകരണ-സംഖ്യ' അഥവാ "ഓക്‌സീകരണ അവസ്ഥ'. ഈ പരികലനത്തില്‍ രണ്ടണുക്കള്‍ തമ്മിലുള്ള ബന്ധം സഹസംയോജനമാകുമ്പോള്‍, വിദ്യുദ്‌-ഋണത കൂടിയ മൂലകാണുവിലേക്ക്‌ രാസബന്ധനത്തിനാധാരമായ ഇലക്‌ട്രാണുകള്‍ ലഭിക്കുന്നതായി സങ്കല്‌പിക്കപ്പെടുന്നു. ഉദാഹരണമായി ജലതന്മാത്രയില്‍ (H<sub>2</sub>O) രണ്ട്‌ H-O ബോണ്ടുകള്‍ ഉണ്ട്‌. O അണുവിന്‌ ഒനെക്കാള്‍ വിദ്യുദ്‌-ഋണത കൂടുതലായതിനാല്‍ ഓരോ ബോണ്ടിലും ഉള്ള ഇലക്‌ട്രാണ്‍ ജോടികള്‍ പൂര്‍ണമായും ഓക്‌സിജനണുവിനു ലഭിക്കുന്നുവെന്നു കരുതാം. അപ്പോള്‍ ഓരോ ഒ അണുവിലും ഓരോ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ വീതം നഷ്‌ടമാകുന്നു. അതിനാല്‍ H<sub>2</sub>O-ല്‍ H അണുവിന്റെ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ സംഖ്യ= +1; രണ്ട്‌ Hഅണുക്കളുള്ളതിനാല്‍ O അണുവിനു രണ്ട്‌ ഇലക്‌ട്രാണുകള്‍ കിട്ടുന്നു. അതായത്‌ O അണുവില്‍നിന്ന്‌ -2 ഇലക്‌ട്രാണുകള്‍ നഷ്‌ടമാകുന്നു. അങ്ങനെ H<sub>2</sub>O-യില്‍ O അണുവിന്റെ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ അവസ്ഥ =-2. |
| - | ഓക്‌സിഡേഷന്‍ അവസ്ഥകള്‍ | + | ഓക്‌സിഡേഷന്‍ അവസ്ഥകള്‍ നിര്‍ണയിക്കുന്നത്‌ താഴെപ്പറയുന്ന നിയമങ്ങള്‍ കണക്കിലെടുത്താണ്‌; (1) ഒരു ചാര്‍ജ്‌-രഹിത-കണത്തിലെ ഓരോ അണുവിന്റെയും ഓക്‌സീകരണ -സംഖ്യയുടെ ആകെത്തുക പൂജ്യമാണ്‌; അയോണുകളിലാണെങ്കില്‍ അത്‌ ആ അയോണിലെ ചാര്‍ജിന്‌ തുല്യമാകുന്നു (പ്രാട്ടോണിI-മാത്രയില്‍). ഉദാ. H<sub>2</sub>O, CO, CO2, KCIO<sub>3</sub> ഇവയിലെല്ലാം ഓക്‌സീകരണസംഖ്യകളുടെ തുക =0 ആകുന്നു. |
| - | SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>, CO<sub>3</sub><sup>2-</sup> | + | SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>, CO<sub>3</sub><sup>2-</sup> എന്നിവയില്‍ തുക -2 ആകുന്നു.Cu<sup>2+</sup>, Zn<sup>2+</sup> [CO (NH<sub>3</sub>)6]<sup>3+</sup> എന്നിവയില്‍ യഥാക്രമം 2, 2, 3 എന്നിവയാകുന്നു. (2) മൂലകാവസ്ഥയില്‍ ഏതണുവിന്റെയും ഓക്‌സീകരണാവസ്ഥ പൂജ്യമാണ്‌. (3) സാധാരണ യൗഗികങ്ങളില്‍ ആല്‍ക്കലി ലോഹഅണുക്കള്‍ക്കും ഹൈഡ്രജനണുവിനും ഓക്‌സിഡേഷന്‍ അവസ്ഥ +1-ഉം ഓക്‌സിജനണുവിന്‌ -2-ഉം ഹാലോജനണുക്കള്‍ക്ക്‌ -1-ഉം ആകുന്നു. |
| - | K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub> (പൊട്ടാസ്യം ഡൈക്രാമേറ്റ്‌)- | + | K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub> (പൊട്ടാസ്യം ഡൈക്രാമേറ്റ്‌)-ല്‍ ക്രാമിയത്തിന്റെ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ അവസ്ഥ കണക്കാക്കുന്നത്‌ ഇങ്ങനെയാണ്‌; K അണുക്കള്‍ക്ക്‌ ഓരോന്നിനും +1 വീതവും O അണുക്കള്‍ക്ക്‌ ഓരോന്നിനും -2 വീതവും ഓക്‌സിഡേഷന്‍ സംഖ്യ നല്‍കിയാല്‍, ഓക്‌സിഡേഷന്‍ സംഖ്യകളുടെ ആകെത്തുക=2x ( + 1) + (2 ) + 7x (2) ഇവിടെ എന്നത്‌ Cr അണുവിന്റെ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ സംഖ്യയാണ്‌. എന്നാല്‍ ഈ ആകെത്തുക പൂജ്യമായിരിക്കണം. അപ്പോള്‍ 2x (+1) + 2 + 7x (2) = 0. |
അതായത്‌ = +6 എന്നുകിട്ടുന്നു. | അതായത്‌ = +6 എന്നുകിട്ടുന്നു. | ||
| - | Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub><sup>2-</sup> | + | Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub><sup>2-</sup> അയോണില്‍ ക്രാമിയത്തിന്റെ ഓക്‌സീകരണസംഖ്യ കണക്കാക്കുമ്പോള്‍, |
2 + 7 x (2) = 2 | 2 + 7 x (2) = 2 | ||
| - | എന്നു കിട്ടുന്നു. അതായത്‌ = +6 എന്നുതന്നെ കിട്ടും. ഇതുപോലെ തന്നെ ട അണുവിന്റെ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ അവസ്ഥകള്‍ SO<sub>2</sub>, H<sub>2</sub>SO<sub>3</sub>, SO<sub>3</sub><sup>2-</sup> | + | എന്നു കിട്ടുന്നു. അതായത്‌ = +6 എന്നുതന്നെ കിട്ടും. ഇതുപോലെ തന്നെ ട അണുവിന്റെ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ അവസ്ഥകള്‍ SO<sub>2</sub>, H<sub>2</sub>SO<sub>3</sub>, SO<sub>3</sub><sup>2-</sup> എന്നിവയില്‍ +4ഉം SO<sub>3</sub>, H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>, SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>,Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>എന്നിവയില്‍ +6-ഉം ആണെന്നുകാണാം. |
| - | + | രാസപ്രവര്‍ത്തനഫലമായി ഏതെങ്കിലും അണുവിന്റെ ഓക്‌സീകരണ സംഖ്യ വര്‍ധിക്കുന്നുവെങ്കില്‍, ആ അണു ഓക്‌സിഡൈസ്‌ ചെയ്യപ്പെട്ടു എന്നുകരുതാം. മറിച്ച്‌ ഓക്‌സിഡേഷനവസ്ഥയില്‍ കുറവാണുണ്ടാകുന്നതെങ്കില്‍ ആ അണു റെഡ്യൂസ്‌ ചെയ്യപ്പെട്ടതായും കരുതാവുന്നതാണ്‌. | |
| - | + | രാസപ്രക്രിയകളില്‍ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ സ്വതന്ത്രരൂപത്തില്‍ ഉള്‍പ്പെടാറില്ല; ഒന്നില്‍നിന്ന്‌ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ നഷ്‌ടപ്പെടുന്നുവെങ്കില്‍ ആ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ സ്വീകരിക്കുന്ന മറ്റൊരു സ്‌പീഷീസ്‌കൂടി ഉണ്ടായിരിക്കും. ഇക്കാരണത്താല്‍ ഓക്‌സിഡേഷനോടൊപ്പം റിഡക്ഷനും നടക്കണമെന്നു വ്യക്തമാകുന്നു. | |
[[ചിത്രം:Vol5_743_Formula1.jpg|400px]] | [[ചിത്രം:Vol5_743_Formula1.jpg|400px]] | ||
| - | എന്ന | + | എന്ന പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനത്തില്‍ Zn ഓക്‌സിഡൈസ്‌ ചെയ്യപ്പെടുന്നു; കാരണം Zn അണുവിന്റെ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ സംഖ്യ 0-ത്തില്‍ നിന്ന് +2 ആയി ഉയരുന്നു. ഇതോടൊപ്പം Cu<sup>2+</sup> അയോണ്‍ റെഡ്യൂസ്‌ ചെയ്യപ്പെടുന്നു; കാരണം Cuന്റെ ഓക്‌സീകരണസംഖ്യ +2-ല്‍ നിന്ന് 0 ആയിത്തീരുന്നു. |
| - | അമ്ല | + | അമ്ല ലായനിയില്‍ പൊട്ടാസ്യം പെര്‍മാങ്‌ഗനേറ്റ്‌ ഹൈഡ്രജന്‍ സള്‍ഫൈഡിനെ സള്‍ഫര്‍ അവക്ഷിപ്‌തമാക്കി, സ്വയം നിറം നഷ്‌ടപ്പെടുന്നു. |
[[ചിത്രം:Vol5_743_Formula2.jpg|400px]] | [[ചിത്രം:Vol5_743_Formula2.jpg|400px]] | ||
| - | ഇവിടെ ഓരോയിനം അണുവിന്റെയും ഓക്‌സീകരണസംഖ്യ | + | ഇവിടെ ഓരോയിനം അണുവിന്റെയും ഓക്‌സീകരണസംഖ്യ കണക്കാക്കിയാല്‍ മാത്രമേ ഓക്‌സിഡേഷനും റിഡക്ഷനും സംഭവിക്കുന്നത്‌ ഏതു പദാര്‍ഥങ്ങള്‍ക്കാണെന്നു സ്‌പഷ്‌ടമായി കാണാന്‍ കഴിയൂ. K+ , SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> എന്നീ അയോണുകള്‍ ഈ പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനത്തില്‍ വാസ്‌തവത്തില്‍ ഉള്‍പ്പെടുന്നില്ല. അതിനാല്‍ പ്രക്രിയ ഇപ്രകാരം അയോണികമായി കരുതുന്നതാണ്‌ കൂടുതല്‍ ഉചിതം. |
[[ചിത്രം:Vol5_743_Formula3.jpg|400px]] | [[ചിത്രം:Vol5_743_Formula3.jpg|400px]] | ||
| - | + | ഇതില്‍ ഏതു സമീകരണമെടുത്താലും K, O, H, SO4-ല്‍ ഉള്ള S അണു എന്നിവയ്‌ക്ക്‌ ഓക്‌സീകരണസംഖ്യയില്‍ മാറ്റമൊന്നും ഉണ്ടാകുന്നില്ലെന്നു കാണാം. എന്നാല്‍ MnO4- ലെ Mn അണുവിന്റെ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ സംഖ്യ +7-ഉം Mn2+-ല്‍ Mn-ന്‌ +2-ഉം ആണ്‌. അതായത്‌ Mn അണുവിന്റെ ഓക്‌സിഡേഷനവസ്ഥ കുറയുന്നു. തന്മൂലം ഇവിടെ MnO<sub>4</sub>-റെഡ്യൂസ്‌ ചെയ്യപ്പെടുന്നുവെന്നു പറയാം. H<sub>2</sub>S-ലെ S-ന്റെ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ സംഖ്യ 2-ഉം S മൂലകത്തിന്റേത്‌ പൂജ്യവും ആയതിനാല്‍H<sub>2</sub>S-ലെ S അണുവിന്റെയും ഓക്‌സിഡേഷനവസ്ഥ 2-ല്‍ നിന്ന് 0-ത്തിലേക്ക്‌ ഉയരുകയും ചെയ്യുന്നു. അതായത്‌ H<sub>2</sub>Sഓക്‌സിഡൈസ്‌ ചെയ്യപ്പെടുന്നു. | |
[[ചിത്രം:Vol5_743_Formula4.jpg|400px]] | [[ചിത്രം:Vol5_743_Formula4.jpg|400px]] | ||
| - | എന്ന | + | എന്ന പ്രക്രിയയില്‍ Fe അണുവിന്റെ ഓക്‌സീകരണാവസ്ഥ +2-ല്‍ നിന്ന് +3 ആയി ഉയരുന്നു. മൂലകാവസ്ഥയിലുള്ള Cl അണുക്കളുടേത്‌ 0-ത്തില്‍ നിന്ന് -1 ആയി കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു. അതായത്‌ Cl<sub>2</sub> ഓക്‌സീകാരിയായി പ്രവര്‍ത്തിക്കുകയും സ്വയം നിരോക്‌സീകരിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. അയോണികമായി എഴുതിയാല്‍ കുറേക്കൂടി വ്യക്തമാകും. |
[[ചിത്രം:Vol5_744_Formula1.jpg|400px]] | [[ചിത്രം:Vol5_744_Formula1.jpg|400px]] | ||
| - | ഈ | + | ഈ ഉദാഹരണങ്ങളില്‍നിന്ന്‌ ഓക്‌സിഡേഷനവസ്ഥ എന്ന സങ്കല്‌പത്തിന്റെ പ്രയോജനം പ്രകടമാകുന്നതുകൂടാതെ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ നടക്കാന്‍ സഹായിക്കുന്ന പദാര്‍ഥവും (ഓക്‌സിഡൈസിങ്‌ ഏജന്റ്‌) റിഡക്ഷന്‍ സംഭവിപ്പിക്കുന്ന പദാര്‍ഥവും (റെഡ്യൂസിങ്‌ ഏജന്റ്‌) ഏതെന്ന്‌ നിശ്ചയിക്കാന്‍ പ്രയാസമില്ലാത്തതായിത്തീരുന്നു. |
| - | ഓക്‌സീകരണ-നിരോക്‌സീകരണ, റിഡക്ഷന്‍ പ്രക്രിയയെ ചുരുക്കി റിഡോക്‌സ്‌ | + | ഓക്‌സീകരണ-നിരോക്‌സീകരണ, റിഡക്ഷന്‍ പ്രക്രിയയെ ചുരുക്കി റിഡോക്‌സ്‌ പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനം എന്നു പറയാറുണ്ട്‌ (Reduction-Oxidation). സാമാന്യമായി റിഡോക്‌സ്‌-പ്രക്രിയകളില്‍ ഓക്‌സിഡൈസ്‌ ചെയ്യപ്പെടുന്ന പദാര്‍ഥം നിരോക്‌സീകാരിയായും (റെഡ്യൂസിങ്‌ ഏജന്റ്‌) റിഡക്ഷന്‍ അനുഭവിക്കുന്ന പദാര്‍ഥം ഓക്‌സീകാരിയു (ഓക്‌സിഡൈസിങ്‌ ഏജന്റ്‌)മാണ്‌. അതായത്‌ ഇലക്‌ട്രാണിനു സ്വീകരിക്കാന്‍ കഴിവുള്ളത്‌ ഓക്‌സിഡൈസറും ഇലക്‌ട്രാണ്‍ നല്‌കാന്‍ കഴിവുള്ളത്‌ റെഡ്യൂസറും ആകുന്നു. ഇക്കാരണത്താല്‍ റിഡോക്‌സ്‌ പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളെ രണ്ടായി പിരിച്ച്‌ ഭാഗികസമീകരണങ്ങളായി എഴുതാം; ഒന്നില്‍ റെഡ്യൂസര്‍, ഓക്‌സിഡൈസ്‌ ചെയ്യപ്പെട്ട്‌ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ വിസര്‍ജിക്കുന്നു; മറ്റേതില്‍ ഓക്‌സിഡൈസര്‍ ഈ ഇലക്‌ട്രാണുകളെ സ്വീകരിക്കുന്നു. |
[[ചിത്രം:Vol5_744_Formula2.jpg|400px]] | [[ചിത്രം:Vol5_744_Formula2.jpg|400px]] | ||
| - | എന്ന്‌ രണ്ടായി പിരിച്ചെഴുതാം. ഇവയുടെ തുകയായിരിക്കും മൊത്തം | + | എന്ന്‌ രണ്ടായി പിരിച്ചെഴുതാം. ഇവയുടെ തുകയായിരിക്കും മൊത്തം പ്രതിപ്രവര്‍ത്തം. ഇത്തരം അര്‍ധ-പ്രക്രിയകളില്‍ ഓരോന്നിലും ഓരോ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ റിഡക്ഷന്‍-യുഗ്മകങ്ങള്‍ ഉള്‍പ്പെട്ടിരിക്കുമെന്ന്‌ തീര്‍ച്ചയാണ്‌. മറ്റൊരു ഉദാഹരണമെടുക്കുക: |
[[ചിത്രം:Vol5_744_Formula3.jpg|400px]] | [[ചിത്രം:Vol5_744_Formula3.jpg|400px]] | ||
| - | ഇത്തരം ഭാഗിക- | + | ഇത്തരം ഭാഗിക-പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളുടെ S, S<sup>1</sup> ആപേക്ഷികമായ പ്രവണതയുടെ പരിമാണം റിഡോക്‌സ്‌-പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ ആയി കരുതപ്പെടാവുന്നതാണ്‌. ഇത്തരം ഭാഗികപ്രതിപ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ ഉത്‌ക്രമണീയങ്ങളാകുന്നു; അതായത്‌ ഒരു റിഡോക്‌സ്‌-യുഗ്മകം ഇലക്‌ട്രാണ്‍ മോചിപ്പിക്കുമോ അഥവാ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ സ്വീകരിക്കുമോ എന്നുള്ളത്‌ സാഹചര്യങ്ങളെയും അതുമായി പ്രക്രിയയില്‍ ഏര്‍പ്പെടുന്ന മറ്റേ യുഗ്മകത്തിന്റെ ആസക്തിയെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. ഉദാഹരണമായി Zn - Zn<sup>2+</sup>യുഗ്മകം Cu - Cu<sup>2+</sup> യുഗ്മകമായി പ്രതിപ്രവര്‍ത്തിക്കുമ്പോള്‍ Zn - Zn<sup>2+</sup> യുഗ്മകത്തില്‍ ഇലക്‌ട്രാണ്‍-സ്വീകരണം അതായത്‌ റിഡക്ഷന്‍ ഉണ്ടാകുന്നു. എന്നാല്‍Cu - Cu<sup>2+</sup>നു പകരം Ag - Ag<sup>+</sup> യുഗ്മകത്തോട്‌ പ്രതിപ്രവര്‍ത്തിക്കുമ്പോള്‍ Cu - Cu<sup>2+</sup>യുഗ്മകത്തില്‍ നടക്കുന്നത്‌ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ ആകുന്നു. |
Zn + Cu<sup>2+</sup> → Zn<sup>2+</sup> + Cu | Zn + Cu<sup>2+</sup> → Zn<sup>2+</sup> + Cu | ||
| വരി 71: | വരി 71: | ||
[[ചിത്രം:Vol5_744_Formula4.jpg|400px]] | [[ചിത്രം:Vol5_744_Formula4.jpg|400px]] | ||
| - | നമ്മുടെ പരിസരത്തു നിത്യേന സംഭവിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന അനവധി | + | നമ്മുടെ പരിസരത്തു നിത്യേന സംഭവിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന അനവധി പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ ഓക്‌സിഡേഷന്‍, റിഡക്ഷന്‍ പ്രക്രിയകളാകുന്നു. ഇരുമ്പ്‌ തുരുമ്പു പിടിക്കുന്നതും ലോഹങ്ങള്‍ക്കുണ്ടാകുന്ന ക്ഷാരണവും (corrosion), ഇന്ധനങ്ങളുടെ ദഹനവും, ഭക്ഷണപദാര്‍ഥങ്ങള്‍ക്ക്‌ ദേഹത്തിനുള്ളില്‍ സംഭവിക്കുന്ന നിയന്ത്രിതമായ ദഹനവും (അപചയം) എല്ലാം ഓക്‌സിഡേഷനാണ്‌. അന്തരീക്ഷത്തിലെ നൈട്രജന്‍ സ്ഥിരീകരിക്കുന്ന അനേകം വ്യാവസായികപ്രക്രിയകളില്‍ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ നടക്കുന്നു. സള്‍ഫൈഡ്‌ അയിരുകള്‍ വറുത്ത്‌ ഓക്‌സൈഡ്‌ നിര്‍മിക്കുന്നത്‌ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ ആകുന്നു (ഇവിടെ സള്‍ഫര്‍ അണു ഓക്‌സീകരിക്കപ്പെട്ടാണ്‌ SO<sub>2</sub> കിട്ടുന്നത്‌). ഖനിജങ്ങളില്‍ നിന്നുകിട്ടുന്ന ലോഹയൗഗികങ്ങളെ നിരോക്‌സീകരിച്ചാണ്‌ ലോഹം നിര്‍മിക്കുന്നത്‌. ലോഹകര്‍മത്തില്‍ അതിപ്രധാനമായ പ്രക്രിയ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ ആകുന്നു. ഇലക്‌ട്രാളിറ്റിക പ്രക്രിയകളില്‍ ലോഹമുണ്ടാകുന്നത്‌ റിഡക്ഷന്‍ ആകുന്നു. ലോഹ അയോണ്‍ ഋണ ഇലക്‌ട്രാഡില്‍നിന്ന്‌ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ സ്വീകരിച്ച്‌ ലോഹമായിത്തീരുന്നു. ഉദാഹരണമായി ഉരുക്കിയ സോഡിയം ക്ലോറൈഡിലെ Na<sup>+</sup> അയോണുകള്‍ റെഡ്യൂസ്‌ ചെയ്യപ്പെട്ടാണ്‌ സോഡിയം കിട്ടുന്നത്‌. സസ്യ എണ്ണകളും കൊഴുപ്പുകളും ഉത്‌പ്രരകസാന്നിധ്യത്തില്‍ റെഡ്യൂസ്‌ ചെയ്യപ്പെട്ടാണ്‌ വനസ്‌പതിയുണ്ടാക്കുന്നത്‌. കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌, ജലം എന്നിവ സംയോജിച്ച്‌ കാര്‍ബോ ഹൈഡ്രറ്റുകളും ഓക്‌സിജനും ഉണ്ടാകുന്ന "പ്രകാശസംശ്ലേഷണ'ത്തില്‍ (ഫോട്ടോ സിന്തസിസ്‌) റിഡക്ഷനാണ്‌ നാം കാണുന്നത്‌. നൈട്രാ ബെന്‍സീന്റെ റിഡക്ഷന്‍കൊണ്ടാണ്‌ അനിലീന്‍, നൈട്രാസോ ബെന്‍സീന്‍, ഫിനൈല്‍ ഹൈഡ്രാക്‌സില്‍ അമീന്‍ തുടങ്ങിയ യൗഗികങ്ങള്‍ നിര്‍മിക്കുന്നത്‌. കാര്‍ബണിക യൗഗികങ്ങളും അകാര്‍ബണിക യൗഗികങ്ങളും ഓക്‌സീകരണ-നിരോക്‌സീകരണങ്ങള്‍ക്കു വിധേയമാക്കി ഒട്ടനവധി പദാര്‍ഥങ്ങള്‍ നിര്‍മിക്കപ്പെട്ടുവരുന്നു. |
| - | ഓക്‌സിഡേഷന്‍-റിഡക്ഷനുകള്‍ക്ക്‌ | + | ഓക്‌സിഡേഷന്‍-റിഡക്ഷനുകള്‍ക്ക്‌ രാസവിശ്ലേഷണവിധികളില്‍ പരമപ്രധാനമായ സ്ഥാനമാണുള്ളത്‌. ഇലക്‌ട്രാ-അനാലിസിസ്‌, ഇലക്‌ട്രാ പ്ലേറ്റിങ്‌, പോളറോഗ്രാഫി മുതലായ പ്രക്രിയകളില്‍ നടക്കുന്ന രാസപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളും ഓക്‌സിഡേഷനും റിഡക്ഷനും ആകുന്ന വിദ്യുത്‌-സെല്ലുകളില്‍ ധന ഇലക്‌ട്രാഡില്‍ നടക്കുന്നത്‌ റിഡക്ഷനും ഋണ ഇലക്‌ട്രാഡില്‍ നടക്കുന്നത്‌ ഓക്‌സിഡേഷനും ആകുന്നു; തന്മൂലം ഋണ ഇലക്‌ട്രാഡില്‍ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ മോചനവും ധന-ഇലക്‌ട്രാഡില്‍ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ സ്വീകരണവുമാണ്‌ നടക്കുന്നത്‌. നോ. ഓക്‌സീകാരികള്‍ |
| - | (ഡോ. കെ.പി. | + | (ഡോ. കെ.പി. ധര്‍മരാജയ്യര്‍) |
Current revision as of 08:31, 7 ഓഗസ്റ്റ്‌ 2014
ഓക്‌സിഡേഷന്‍, റിഡക്ഷന്‍
Oxidation Reduction
ഒരു പദാര്‍ഥവുമായി ഓക്‌സിജനെ സംയോജിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയയ്‌ക്ക്‌ "ഓക്‌സിഡേഷന്‍' എന്നും പദാര്‍ഥത്തില്‍ നിന്ന് ഓക്‌സിജന്‍ മാറ്റുന്നതിന്‌ ഓക്‌സീകരണം, നിരോക്‌സീകരണം "റിഡക്ഷന്‍' എന്നും മുന്‍കാലത്ത്‌ പറഞ്ഞുവന്നിരുന്നു. എന്നാല്‍ കാലാന്തരത്തില്‍ ഈ പദങ്ങള്‍ക്ക്‌ കൂടുതല്‍ വിപുലമായ നിര്‍വചനം നല്‍കപ്പെട്ടു. ഇലക്‌ട്രാണിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തത്തിനുമുമ്പ്‌ ഓക്‌സിജന്‍ അഥവാ ഒരു വിദ്യുദ്‌ഋണ മൂലകം ചേര്‍ക്കുകയോ, ഹൈഡ്രജന്‍ അഥവാ ഒരു വിദ്യുദ്‌ധനമൂലകം നീക്കുകയോ ചെയ്യുന്ന പ്രക്രിയയായി ഓക്‌സീകരണം നിര്‍വചിക്കപ്പെട്ടു. ഇതിനു വിപരീതമായവ നിരോക്‌സീകരണവും. ഈ നിര്‍വചനമനുസരിച്ച്‌,
എന്നീ പ്രക്രിയകളെല്ലാം ഓക്‌സിഡേഷനാകുന്നു. ആദ്യത്തേതില്‍ മഗ്നീഷ്യത്തില്‍ ഓക്‌സിജന്‍ ചേര്‍ക്കപ്പെടുന്നു; രണ്ടാമത്തേതില്‍ ഒരു വിദ്യുദ്‌ഋണമൂലകമായ ക്ലോറിന്‍ ചേര്‍ക്കപ്പെടുന്നു. മൂന്നാമത്തേതില്‍ H2S-ല്‍ നിന്ന് ഹൈഡ്രജന്‍ നീക്കപ്പെടുന്നു. Mg, FeCl2, H2S എന്നിവയ്‌ക്ക്‌ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ സംഭവിക്കുന്നു. ഇതേ പ്രക്രിയകളില്‍ റിഡക്ഷനും ഒപ്പം നടക്കുന്നതായി കാണാം. ഉദാഹരണമായി H2S ബ്രാമിനിലേക്ക്‌ ഹൈഡ്രജന്‍ ചേര്‍ക്കുന്നുണ്ട്‌. അതിനാല്‍ ബ്രാമിനെ H2S റെഡ്യൂസ്‌ ചെയ്യുന്നുവെന്നും പറയാം.
രാസപ്രക്രിയകളില്‍ ഇലക്‌ട്രാണുകള്‍ വഹിക്കുന്ന പങ്കിനെപ്പറ്റി പരിജ്ഞാനം സിദ്ധിച്ചു കഴിഞ്ഞതോടെ ഓക്‌സീകരണ-നിരോക്‌സീകരണ പ്രക്രിയകളുടെ നിര്‍വചനവും വിപുലീകരിക്കപ്പെട്ടു. ഇലക്‌ട്രാണിക നിര്‍വചനപ്രകാരം ഓക്‌സിഡേഷന്‍ എന്നത്‌ ഒരു സ്‌പീഷീസില്‍ നിന്ന് ഇലക്‌ട്രാണ്‍ നീക്കം ചെയ്യുകയാണ്‌. മറിച്ച്‌ ഒരു സ്‌പീഷീസിലേക്ക്‌ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ ചേര്‍ക്കുന്ന പ്രക്രിയയാണ്‌ റിഡക്ഷന്‍. ഈ നിര്‍വചനമനുസരിച്ച്‌ സിങ്ക്‌ ലോഹവും കോപ്പര്‍ ലവണലായനിയും ചേര്‍ന്നു സിങ്കുലവണ ലായനിയും കോപ്പര്‍-ലോഹവും നല്‍കുന്ന പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനം ഓക്‌സിഡേഷന്‍-റിഡക്ഷന്‍ പ്രക്രിയയായിത്തീരുന്നു. ഇവിടെ നടക്കുന്നത്‌
Zn(g) + Cu2+(aq) = Zn2+ + (aq) + Cu(s)
എന്ന പ്രക്രിയയാകുന്നു. പഴയ നിര്‍വചനമനുസരിച്ച്‌ ഇവിടെ ഓക്‌സിഡേഷനോ റിഡക്ഷനോ ഇല്ല. ഇലക്‌ട്രാണിക വ്യാഖ്യാനമനുസരിച്ച്‌, Zn അണുവില്‍നിന്ന്‌ ഇലക്‌ട്രാണുകള്‍ നഷ്‌ടമാകുകയും കോപ്പര്‍ അയോണില്‍ ഇലക്‌ട്രാണുകള്‍ ചേര്‍ക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. അതായത്‌ സിങ്ക്‌ അണു ഓക്‌സിഡൈസ്‌ ചെയ്യപ്പെടുന്നു; അതോടൊപ്പം കോപ്പര്‍ അയോണ്‍ റെഡ്യൂസ്‌ ചെയ്യപ്പെടുന്നു.
എന്നാല്‍, സഹസംയോജക-യൗഗികങ്ങള്‍ മാത്രം ഉള്‍പ്പെടുന്ന പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളില്‍ ഇത്തരത്തിലുള്ള ഇലക്‌ട്രാണ്‍ ചേരുവയും ഇലക്‌ട്രാണ്‍ നഷ്‌ടവും സ്‌പഷ്‌ടമായി കാണാന്‍ പലപ്പോഴും ബുദ്ധിമുട്ടുണ്ടാകും. അതുപോലെതന്നെ സങ്കീര്‍ണങ്ങളായ ചില പ്രക്രിയകളില്‍ ഓക്‌സിഡേഷനോ റിഡക്ഷനോ സംഭവിക്കുന്നത്‌ (ഉണ്ടെങ്കില്‍) ഏതേതു കണങ്ങള്‍ക്കാണെന്ന്‌ വ്യക്തമായിരിക്കയില്ല. ഇത്തരം സന്ദര്‍ഭങ്ങളില്‍ "ഓക്‌സീകരണ സംഖ്യ' (Oxidation number) അഥവാ "ഓക്‌സീകരണ അവസ്ഥ'(Oxidation state) എന്ന സങ്കല്‌പം വളരെ പ്രയോജനപ്പെടുന്നു.
ഒരു മൂലകത്തിന്റെ അണു, യൗഗികമായിത്തീരുമ്പോള്‍, ആ മൂലകാണുവില്‍ നിന്ന് നഷ്‌ടപ്പെടുന്നതോ അഥവാ നഷ്‌ടപ്പെട്ടതായി പരിഗണിക്കാവുന്നതോ ആയ ഇലക്‌ട്രാണുകളുടെ എണ്ണമാണ്‌ മൂലകത്തിന്റെ ആ യൗഗികത്തിലുള്ള "ഓക്‌സീകരണ-സംഖ്യ' അഥവാ "ഓക്‌സീകരണ അവസ്ഥ'. ഈ പരികലനത്തില്‍ രണ്ടണുക്കള്‍ തമ്മിലുള്ള ബന്ധം സഹസംയോജനമാകുമ്പോള്‍, വിദ്യുദ്‌-ഋണത കൂടിയ മൂലകാണുവിലേക്ക്‌ രാസബന്ധനത്തിനാധാരമായ ഇലക്‌ട്രാണുകള്‍ ലഭിക്കുന്നതായി സങ്കല്‌പിക്കപ്പെടുന്നു. ഉദാഹരണമായി ജലതന്മാത്രയില്‍ (H2O) രണ്ട്‌ H-O ബോണ്ടുകള്‍ ഉണ്ട്‌. O അണുവിന്‌ ഒനെക്കാള്‍ വിദ്യുദ്‌-ഋണത കൂടുതലായതിനാല്‍ ഓരോ ബോണ്ടിലും ഉള്ള ഇലക്‌ട്രാണ്‍ ജോടികള്‍ പൂര്‍ണമായും ഓക്‌സിജനണുവിനു ലഭിക്കുന്നുവെന്നു കരുതാം. അപ്പോള്‍ ഓരോ ഒ അണുവിലും ഓരോ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ വീതം നഷ്‌ടമാകുന്നു. അതിനാല്‍ H2O-ല്‍ H അണുവിന്റെ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ സംഖ്യ= +1; രണ്ട്‌ Hഅണുക്കളുള്ളതിനാല്‍ O അണുവിനു രണ്ട്‌ ഇലക്‌ട്രാണുകള്‍ കിട്ടുന്നു. അതായത്‌ O അണുവില്‍നിന്ന്‌ -2 ഇലക്‌ട്രാണുകള്‍ നഷ്‌ടമാകുന്നു. അങ്ങനെ H2O-യില്‍ O അണുവിന്റെ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ അവസ്ഥ =-2.
ഓക്‌സിഡേഷന്‍ അവസ്ഥകള്‍ നിര്‍ണയിക്കുന്നത്‌ താഴെപ്പറയുന്ന നിയമങ്ങള്‍ കണക്കിലെടുത്താണ്‌; (1) ഒരു ചാര്‍ജ്‌-രഹിത-കണത്തിലെ ഓരോ അണുവിന്റെയും ഓക്‌സീകരണ -സംഖ്യയുടെ ആകെത്തുക പൂജ്യമാണ്‌; അയോണുകളിലാണെങ്കില്‍ അത്‌ ആ അയോണിലെ ചാര്‍ജിന്‌ തുല്യമാകുന്നു (പ്രാട്ടോണിI-മാത്രയില്‍). ഉദാ. H2O, CO, CO2, KCIO3 ഇവയിലെല്ലാം ഓക്‌സീകരണസംഖ്യകളുടെ തുക =0 ആകുന്നു. SO42-, CO32- എന്നിവയില്‍ തുക -2 ആകുന്നു.Cu2+, Zn2+ [CO (NH3)6]3+ എന്നിവയില്‍ യഥാക്രമം 2, 2, 3 എന്നിവയാകുന്നു. (2) മൂലകാവസ്ഥയില്‍ ഏതണുവിന്റെയും ഓക്‌സീകരണാവസ്ഥ പൂജ്യമാണ്‌. (3) സാധാരണ യൗഗികങ്ങളില്‍ ആല്‍ക്കലി ലോഹഅണുക്കള്‍ക്കും ഹൈഡ്രജനണുവിനും ഓക്‌സിഡേഷന്‍ അവസ്ഥ +1-ഉം ഓക്‌സിജനണുവിന്‌ -2-ഉം ഹാലോജനണുക്കള്‍ക്ക്‌ -1-ഉം ആകുന്നു. K2Cr2O7 (പൊട്ടാസ്യം ഡൈക്രാമേറ്റ്‌)-ല്‍ ക്രാമിയത്തിന്റെ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ അവസ്ഥ കണക്കാക്കുന്നത്‌ ഇങ്ങനെയാണ്‌; K അണുക്കള്‍ക്ക്‌ ഓരോന്നിനും +1 വീതവും O അണുക്കള്‍ക്ക്‌ ഓരോന്നിനും -2 വീതവും ഓക്‌സിഡേഷന്‍ സംഖ്യ നല്‍കിയാല്‍, ഓക്‌സിഡേഷന്‍ സംഖ്യകളുടെ ആകെത്തുക=2x ( + 1) + (2 ) + 7x (2) ഇവിടെ എന്നത്‌ Cr അണുവിന്റെ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ സംഖ്യയാണ്‌. എന്നാല്‍ ഈ ആകെത്തുക പൂജ്യമായിരിക്കണം. അപ്പോള്‍ 2x (+1) + 2 + 7x (2) = 0. അതായത്‌ = +6 എന്നുകിട്ടുന്നു.
Cr2O72- അയോണില്‍ ക്രാമിയത്തിന്റെ ഓക്‌സീകരണസംഖ്യ കണക്കാക്കുമ്പോള്‍, 2 + 7 x (2) = 2 എന്നു കിട്ടുന്നു. അതായത്‌ = +6 എന്നുതന്നെ കിട്ടും. ഇതുപോലെ തന്നെ ട അണുവിന്റെ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ അവസ്ഥകള്‍ SO2, H2SO3, SO32- എന്നിവയില്‍ +4ഉം SO3, H2SO4, SO42-,Na2SO4എന്നിവയില്‍ +6-ഉം ആണെന്നുകാണാം.
രാസപ്രവര്‍ത്തനഫലമായി ഏതെങ്കിലും അണുവിന്റെ ഓക്‌സീകരണ സംഖ്യ വര്‍ധിക്കുന്നുവെങ്കില്‍, ആ അണു ഓക്‌സിഡൈസ്‌ ചെയ്യപ്പെട്ടു എന്നുകരുതാം. മറിച്ച്‌ ഓക്‌സിഡേഷനവസ്ഥയില്‍ കുറവാണുണ്ടാകുന്നതെങ്കില്‍ ആ അണു റെഡ്യൂസ്‌ ചെയ്യപ്പെട്ടതായും കരുതാവുന്നതാണ്‌. രാസപ്രക്രിയകളില്‍ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ സ്വതന്ത്രരൂപത്തില്‍ ഉള്‍പ്പെടാറില്ല; ഒന്നില്‍നിന്ന്‌ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ നഷ്‌ടപ്പെടുന്നുവെങ്കില്‍ ആ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ സ്വീകരിക്കുന്ന മറ്റൊരു സ്‌പീഷീസ്‌കൂടി ഉണ്ടായിരിക്കും. ഇക്കാരണത്താല്‍ ഓക്‌സിഡേഷനോടൊപ്പം റിഡക്ഷനും നടക്കണമെന്നു വ്യക്തമാകുന്നു.
എന്ന പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനത്തില്‍ Zn ഓക്‌സിഡൈസ്‌ ചെയ്യപ്പെടുന്നു; കാരണം Zn അണുവിന്റെ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ സംഖ്യ 0-ത്തില്‍ നിന്ന് +2 ആയി ഉയരുന്നു. ഇതോടൊപ്പം Cu2+ അയോണ്‍ റെഡ്യൂസ്‌ ചെയ്യപ്പെടുന്നു; കാരണം Cuന്റെ ഓക്‌സീകരണസംഖ്യ +2-ല്‍ നിന്ന് 0 ആയിത്തീരുന്നു.
അമ്ല ലായനിയില്‍ പൊട്ടാസ്യം പെര്‍മാങ്‌ഗനേറ്റ്‌ ഹൈഡ്രജന്‍ സള്‍ഫൈഡിനെ സള്‍ഫര്‍ അവക്ഷിപ്‌തമാക്കി, സ്വയം നിറം നഷ്‌ടപ്പെടുന്നു.
ഇവിടെ ഓരോയിനം അണുവിന്റെയും ഓക്‌സീകരണസംഖ്യ കണക്കാക്കിയാല്‍ മാത്രമേ ഓക്‌സിഡേഷനും റിഡക്ഷനും സംഭവിക്കുന്നത്‌ ഏതു പദാര്‍ഥങ്ങള്‍ക്കാണെന്നു സ്‌പഷ്‌ടമായി കാണാന്‍ കഴിയൂ. K+ , SO42- എന്നീ അയോണുകള്‍ ഈ പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനത്തില്‍ വാസ്‌തവത്തില്‍ ഉള്‍പ്പെടുന്നില്ല. അതിനാല്‍ പ്രക്രിയ ഇപ്രകാരം അയോണികമായി കരുതുന്നതാണ്‌ കൂടുതല്‍ ഉചിതം.
ഇതില്‍ ഏതു സമീകരണമെടുത്താലും K, O, H, SO4-ല്‍ ഉള്ള S അണു എന്നിവയ്‌ക്ക്‌ ഓക്‌സീകരണസംഖ്യയില്‍ മാറ്റമൊന്നും ഉണ്ടാകുന്നില്ലെന്നു കാണാം. എന്നാല്‍ MnO4- ലെ Mn അണുവിന്റെ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ സംഖ്യ +7-ഉം Mn2+-ല്‍ Mn-ന്‌ +2-ഉം ആണ്‌. അതായത്‌ Mn അണുവിന്റെ ഓക്‌സിഡേഷനവസ്ഥ കുറയുന്നു. തന്മൂലം ഇവിടെ MnO4-റെഡ്യൂസ്‌ ചെയ്യപ്പെടുന്നുവെന്നു പറയാം. H2S-ലെ S-ന്റെ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ സംഖ്യ 2-ഉം S മൂലകത്തിന്റേത്‌ പൂജ്യവും ആയതിനാല്‍H2S-ലെ S അണുവിന്റെയും ഓക്‌സിഡേഷനവസ്ഥ 2-ല്‍ നിന്ന് 0-ത്തിലേക്ക്‌ ഉയരുകയും ചെയ്യുന്നു. അതായത്‌ H2Sഓക്‌സിഡൈസ്‌ ചെയ്യപ്പെടുന്നു.
എന്ന പ്രക്രിയയില്‍ Fe അണുവിന്റെ ഓക്‌സീകരണാവസ്ഥ +2-ല്‍ നിന്ന് +3 ആയി ഉയരുന്നു. മൂലകാവസ്ഥയിലുള്ള Cl അണുക്കളുടേത്‌ 0-ത്തില്‍ നിന്ന് -1 ആയി കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു. അതായത്‌ Cl2 ഓക്‌സീകാരിയായി പ്രവര്‍ത്തിക്കുകയും സ്വയം നിരോക്‌സീകരിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. അയോണികമായി എഴുതിയാല്‍ കുറേക്കൂടി വ്യക്തമാകും.
ഈ ഉദാഹരണങ്ങളില്‍നിന്ന്‌ ഓക്‌സിഡേഷനവസ്ഥ എന്ന സങ്കല്‌പത്തിന്റെ പ്രയോജനം പ്രകടമാകുന്നതുകൂടാതെ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ നടക്കാന്‍ സഹായിക്കുന്ന പദാര്‍ഥവും (ഓക്‌സിഡൈസിങ്‌ ഏജന്റ്‌) റിഡക്ഷന്‍ സംഭവിപ്പിക്കുന്ന പദാര്‍ഥവും (റെഡ്യൂസിങ്‌ ഏജന്റ്‌) ഏതെന്ന്‌ നിശ്ചയിക്കാന്‍ പ്രയാസമില്ലാത്തതായിത്തീരുന്നു.
ഓക്‌സീകരണ-നിരോക്‌സീകരണ, റിഡക്ഷന്‍ പ്രക്രിയയെ ചുരുക്കി റിഡോക്‌സ്‌ പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനം എന്നു പറയാറുണ്ട്‌ (Reduction-Oxidation). സാമാന്യമായി റിഡോക്‌സ്‌-പ്രക്രിയകളില്‍ ഓക്‌സിഡൈസ്‌ ചെയ്യപ്പെടുന്ന പദാര്‍ഥം നിരോക്‌സീകാരിയായും (റെഡ്യൂസിങ്‌ ഏജന്റ്‌) റിഡക്ഷന്‍ അനുഭവിക്കുന്ന പദാര്‍ഥം ഓക്‌സീകാരിയു (ഓക്‌സിഡൈസിങ്‌ ഏജന്റ്‌)മാണ്‌. അതായത്‌ ഇലക്‌ട്രാണിനു സ്വീകരിക്കാന്‍ കഴിവുള്ളത്‌ ഓക്‌സിഡൈസറും ഇലക്‌ട്രാണ്‍ നല്‌കാന്‍ കഴിവുള്ളത്‌ റെഡ്യൂസറും ആകുന്നു. ഇക്കാരണത്താല്‍ റിഡോക്‌സ്‌ പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളെ രണ്ടായി പിരിച്ച്‌ ഭാഗികസമീകരണങ്ങളായി എഴുതാം; ഒന്നില്‍ റെഡ്യൂസര്‍, ഓക്‌സിഡൈസ്‌ ചെയ്യപ്പെട്ട്‌ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ വിസര്‍ജിക്കുന്നു; മറ്റേതില്‍ ഓക്‌സിഡൈസര്‍ ഈ ഇലക്‌ട്രാണുകളെ സ്വീകരിക്കുന്നു.
എന്ന്‌ രണ്ടായി പിരിച്ചെഴുതാം. ഇവയുടെ തുകയായിരിക്കും മൊത്തം പ്രതിപ്രവര്‍ത്തം. ഇത്തരം അര്‍ധ-പ്രക്രിയകളില്‍ ഓരോന്നിലും ഓരോ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ റിഡക്ഷന്‍-യുഗ്മകങ്ങള്‍ ഉള്‍പ്പെട്ടിരിക്കുമെന്ന്‌ തീര്‍ച്ചയാണ്‌. മറ്റൊരു ഉദാഹരണമെടുക്കുക:
ഇത്തരം ഭാഗിക-പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളുടെ S, S1 ആപേക്ഷികമായ പ്രവണതയുടെ പരിമാണം റിഡോക്‌സ്‌-പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ ആയി കരുതപ്പെടാവുന്നതാണ്‌. ഇത്തരം ഭാഗികപ്രതിപ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ ഉത്‌ക്രമണീയങ്ങളാകുന്നു; അതായത്‌ ഒരു റിഡോക്‌സ്‌-യുഗ്മകം ഇലക്‌ട്രാണ്‍ മോചിപ്പിക്കുമോ അഥവാ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ സ്വീകരിക്കുമോ എന്നുള്ളത്‌ സാഹചര്യങ്ങളെയും അതുമായി പ്രക്രിയയില്‍ ഏര്‍പ്പെടുന്ന മറ്റേ യുഗ്മകത്തിന്റെ ആസക്തിയെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. ഉദാഹരണമായി Zn - Zn2+യുഗ്മകം Cu - Cu2+ യുഗ്മകമായി പ്രതിപ്രവര്‍ത്തിക്കുമ്പോള്‍ Zn - Zn2+ യുഗ്മകത്തില്‍ ഇലക്‌ട്രാണ്‍-സ്വീകരണം അതായത്‌ റിഡക്ഷന്‍ ഉണ്ടാകുന്നു. എന്നാല്‍Cu - Cu2+നു പകരം Ag - Ag+ യുഗ്മകത്തോട്‌ പ്രതിപ്രവര്‍ത്തിക്കുമ്പോള്‍ Cu - Cu2+യുഗ്മകത്തില്‍ നടക്കുന്നത്‌ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ ആകുന്നു.
Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu
(Zn → Zn2+ + 2e-; Cu2+ + 2e- → Cu)
നമ്മുടെ പരിസരത്തു നിത്യേന സംഭവിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന അനവധി പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ ഓക്‌സിഡേഷന്‍, റിഡക്ഷന്‍ പ്രക്രിയകളാകുന്നു. ഇരുമ്പ്‌ തുരുമ്പു പിടിക്കുന്നതും ലോഹങ്ങള്‍ക്കുണ്ടാകുന്ന ക്ഷാരണവും (corrosion), ഇന്ധനങ്ങളുടെ ദഹനവും, ഭക്ഷണപദാര്‍ഥങ്ങള്‍ക്ക്‌ ദേഹത്തിനുള്ളില്‍ സംഭവിക്കുന്ന നിയന്ത്രിതമായ ദഹനവും (അപചയം) എല്ലാം ഓക്‌സിഡേഷനാണ്‌. അന്തരീക്ഷത്തിലെ നൈട്രജന്‍ സ്ഥിരീകരിക്കുന്ന അനേകം വ്യാവസായികപ്രക്രിയകളില്‍ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ നടക്കുന്നു. സള്‍ഫൈഡ്‌ അയിരുകള്‍ വറുത്ത്‌ ഓക്‌സൈഡ്‌ നിര്‍മിക്കുന്നത്‌ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ ആകുന്നു (ഇവിടെ സള്‍ഫര്‍ അണു ഓക്‌സീകരിക്കപ്പെട്ടാണ്‌ SO2 കിട്ടുന്നത്‌). ഖനിജങ്ങളില്‍ നിന്നുകിട്ടുന്ന ലോഹയൗഗികങ്ങളെ നിരോക്‌സീകരിച്ചാണ്‌ ലോഹം നിര്‍മിക്കുന്നത്‌. ലോഹകര്‍മത്തില്‍ അതിപ്രധാനമായ പ്രക്രിയ ഓക്‌സിഡേഷന്‍ ആകുന്നു. ഇലക്‌ട്രാളിറ്റിക പ്രക്രിയകളില്‍ ലോഹമുണ്ടാകുന്നത്‌ റിഡക്ഷന്‍ ആകുന്നു. ലോഹ അയോണ്‍ ഋണ ഇലക്‌ട്രാഡില്‍നിന്ന്‌ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ സ്വീകരിച്ച്‌ ലോഹമായിത്തീരുന്നു. ഉദാഹരണമായി ഉരുക്കിയ സോഡിയം ക്ലോറൈഡിലെ Na+ അയോണുകള്‍ റെഡ്യൂസ്‌ ചെയ്യപ്പെട്ടാണ്‌ സോഡിയം കിട്ടുന്നത്‌. സസ്യ എണ്ണകളും കൊഴുപ്പുകളും ഉത്‌പ്രരകസാന്നിധ്യത്തില്‍ റെഡ്യൂസ്‌ ചെയ്യപ്പെട്ടാണ്‌ വനസ്‌പതിയുണ്ടാക്കുന്നത്‌. കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌, ജലം എന്നിവ സംയോജിച്ച്‌ കാര്‍ബോ ഹൈഡ്രറ്റുകളും ഓക്‌സിജനും ഉണ്ടാകുന്ന "പ്രകാശസംശ്ലേഷണ'ത്തില്‍ (ഫോട്ടോ സിന്തസിസ്‌) റിഡക്ഷനാണ്‌ നാം കാണുന്നത്‌. നൈട്രാ ബെന്‍സീന്റെ റിഡക്ഷന്‍കൊണ്ടാണ്‌ അനിലീന്‍, നൈട്രാസോ ബെന്‍സീന്‍, ഫിനൈല്‍ ഹൈഡ്രാക്‌സില്‍ അമീന്‍ തുടങ്ങിയ യൗഗികങ്ങള്‍ നിര്‍മിക്കുന്നത്‌. കാര്‍ബണിക യൗഗികങ്ങളും അകാര്‍ബണിക യൗഗികങ്ങളും ഓക്‌സീകരണ-നിരോക്‌സീകരണങ്ങള്‍ക്കു വിധേയമാക്കി ഒട്ടനവധി പദാര്‍ഥങ്ങള്‍ നിര്‍മിക്കപ്പെട്ടുവരുന്നു.
ഓക്‌സിഡേഷന്‍-റിഡക്ഷനുകള്‍ക്ക്‌ രാസവിശ്ലേഷണവിധികളില്‍ പരമപ്രധാനമായ സ്ഥാനമാണുള്ളത്‌. ഇലക്‌ട്രാ-അനാലിസിസ്‌, ഇലക്‌ട്രാ പ്ലേറ്റിങ്‌, പോളറോഗ്രാഫി മുതലായ പ്രക്രിയകളില്‍ നടക്കുന്ന രാസപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളും ഓക്‌സിഡേഷനും റിഡക്ഷനും ആകുന്ന വിദ്യുത്‌-സെല്ലുകളില്‍ ധന ഇലക്‌ട്രാഡില്‍ നടക്കുന്നത്‌ റിഡക്ഷനും ഋണ ഇലക്‌ട്രാഡില്‍ നടക്കുന്നത്‌ ഓക്‌സിഡേഷനും ആകുന്നു; തന്മൂലം ഋണ ഇലക്‌ട്രാഡില്‍ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ മോചനവും ധന-ഇലക്‌ട്രാഡില്‍ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ സ്വീകരണവുമാണ്‌ നടക്കുന്നത്‌. നോ. ഓക്‌സീകാരികള്‍
(ഡോ. കെ.പി. ധര്‍മരാജയ്യര്‍)
