דיספרופורציונציה

דיספרופורציונציה (Disproportionation) היא תגובת חמצון-חיזור בה יסוד אחד משמש הן כמחמצן והן כמחזר כך שמתקבלים 2 תוצרים אחד בדרגת חמצון גבוהה יותר (תוצר חמצון) והשני בדרגת חמצון נמוכה יותר (תוצר חיזור).

תגובת הדיספרופורציונציה הראשונה שתוארה במפורט על ידי הכימאי הפיני יוהאן גדולין בשנת 1788 הייתה של מלחי חומצה טרטרית של בדיל:

$2Sn^{2+}\longrightarrow Sn+Sn^{4+}$

דוגמה לתגובת דיספרופוציונציה היא פירוק באור של קלומל Hg₂Cl₂:

הפענוח נכשל (SVG (אפשר להפעיל MathML בעזרת הרחבת דפדפן): תשובה בלתי־תקינה ("Math extension cannot connect to Restbase.") מהשרת "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle Hg_2Cl_2\longrightarrow Hg +HgCl_2}

דרגת החמצון של הכספית במולקולת הקלומל במגיבים 1+, בתגובה נשבר הקשר כספית-כספית ביון המורכב Hg₂⁺² ומתקבלת כספית מתכתית (דרגת חמצון 0) שהיא תוצר חיזור והחומר היוני HgCl₂ בו דרגת החמצון של הכספית 2+ והוא תוצר החמצון של התגובה.

תגובות דיספרופורציונציה

כלור גזי מגיב עם מים בתגובת שיווי משקל מתקבל תוצר בו הכלור בדרגת חמצון 1- ותוצר בו אטום הכלור בדרגת חמצון 1+:

הפענוח נכשל (SVG (אפשר להפעיל MathML בעזרת הרחבת דפדפן): תשובה בלתי־תקינה ("Math extension cannot connect to Restbase.") מהשרת "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle Cl_2 +2H_2O\rightleftarrows HOCl +H_3O^+ +Cl^-}

בסביבה בסיסית מתקבל תוצר בו דרגת החמצון של הכלור 5+:

הפענוח נכשל (שגיאת המרה. השרת ("https://wikimedia.org/api/rest_") השיב: "Cannot get mml. Server problem."): {\displaystyle 3Cl_{2}+6OH^{-}\longrightarrow 5Cl^{-}+ClO_{3}^{-}+3H_{2}O}

תרכובות פלואור של ברום ויוד נוטות לעבור תגובות דיספרופציונציה. למשל תגובת ברום פלואריד (BrF) לקבלת ברום שלוש פלואורי (BrF3):

הפענוח נכשל (SVG (אפשר להפעיל MathML בעזרת הרחבת דפדפן): תשובה בלתי־תקינה ("Math extension cannot connect to Restbase.") מהשרת "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle 3BrF\longrightarrow Br_2 +BrF_3}

ותגובת יוד פלואורי (IF) לקבלת יוד חמש פלואורי:(IF5)^[1] הפענוח נכשל (SVG (אפשר להפעיל MathML בעזרת הרחבת דפדפן): תשובה בלתי־תקינה ("Math extension cannot connect to Restbase.") מהשרת "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle 5IF\longrightarrow 2I_2 +IF_5}

תגובת קניזרו (Cannizzaro reaction) בה הופך אלדהיד לחומצה קרבוקסילית ולאלכוהול. תגובת קניזרו של בנזאלדהיד:

פרוק מי חמצן (תגובה הנעשית בקטליזה של אשלגן יודי או באנזים קטלאז):

הפענוח נכשל (SVG (אפשר להפעיל MathML בעזרת הרחבת דפדפן): תשובה בלתי־תקינה ("Math extension cannot connect to Restbase.") מהשרת "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle 2H_2O_2\longrightarrow 2H_2 +O_2}

תגובת בודואר (Boudouard reaction) המשמשת בין היתר לייצור ננו צינוריות פחמן:

הפענוח נכשל (SVG (אפשר להפעיל MathML בעזרת הרחבת דפדפן): תשובה בלתי־תקינה ("Math extension cannot connect to Restbase.") מהשרת "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle 2CO\rightleftarrows C +CO_2}

תגובת חנקן דו-חמצני עם מים:

$2NO_{2}+H_{2}O\longrightarrow HNO_{3}+HNO_{2}$

ביוכימיה

בעוד שבתהליך הנשימה התאית האירובית אלקטרונים מועברים מהסובסטרט (למשל גלוקוז) למקבל אלקטרונים (חמצן) הרי שבתהליכי תסיסה אנאירוביים חלק מהסובסטרט עצמו צריך לשמש כמחמצן וחלק כמחזר כך שחלק מהאטומים יחוזרו וחלק יחומצנו ותישמר דרגת החמצון הממוצעת של האטומים. תסיסה היא לכן מקרה פרטי של דיספרופורציונציה.

אצל חיידקים אנאירוביים 2 מולקולות חומצה פירובית הופכות לחומצה לקטית וחומצת חומץ
חיידקים יוצרי מתאן מפיקים אנרגיה בתגובת הדיספורציונציה של חומצה אצטית:

הפענוח נכשל (SVG (אפשר להפעיל MathML בעזרת הרחבת דפדפן): תשובה בלתי־תקינה ("Math extension cannot connect to Restbase.") מהשרת "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle CH_3COOH\longrightarrow CH_4 +CO_2}

אצל חיידקים המנצלים גפרית כמקור אנרגיה זוהתה תגובת הדיספרפורציונציה:^[2]

הפענוח נכשל (SVG (אפשר להפעיל MathML בעזרת הרחבת דפדפן): תשובה בלתי־תקינה ("Math extension cannot connect to Restbase.") מהשרת "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle 4S +6H_2O\longrightarrow SO_4^{2-} +3H_2S + 2H_3O^+}

התגובה ההפוכה

התגובה ההפוכה לדיספרופורציונציה נקראת קומפרופורציונציה (comproportionation) היא מתרחשת כאשר אטום מפיע בשני מצבי חמצון שונים במגיבים ובמצב חמצון אחד (בין שניהם) בתוצרים. כך למשל בתגובה זו: הפענוח נכשל (SVG (אפשר להפעיל MathML בעזרת הרחבת דפדפן): תשובה בלתי־תקינה ("Math extension cannot connect to Restbase.") מהשרת "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle IO_3^- +5I^-+6H_3O^+\longrightarrow 3I_2 +9H_2O}

או בתגובת החמצון-חיזור של גפרית המתרחשת בהתפרצות געשית: הפענוח נכשל (SVG (אפשר להפעיל MathML בעזרת הרחבת דפדפן): תשובה בלתי־תקינה ("Math extension cannot connect to Restbase.") מהשרת "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle 2H_2S_{(g)} + SO_{2(g)}\longrightarrow 3S_{(s)} + 2H_2O_{(g)}}

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא דיספרופורציונציה בוויקישיתוף

שגיאות פרמטריות בתבנית:בריטניקה
פרמטרי חובה [ 1 ] חסרים

הערות שוליים

^ James E Huheey, 15, The Chemistry ofthe Halogens and the noble gases, Inorganic Chemistry, Harper & Row Publishers INC, עמ' 775
^ Thamdrup, Bo, et al. "Bacterial disproportionation of elemental sulfur coupled to chemical reduction of iron or manganese." Applied and environmental microbiology 59.1 (1993): 101-108.

הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0

29467528דיספרופורציונציה

[1] James E Huheey, 15, The Chemistry ofthe Halogens and the noble gases, Inorganic Chemistry, Harper & Row Publishers INC, עמ' 775

[2] Thamdrup, Bo, et al. "Bacterial disproportionation of elemental sulfur coupled to chemical reduction of iron or manganese." Applied and environmental microbiology 59.1 (1993): 101-108.

[1]

[2]