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:

$2 S n^{2 +} ⟶ S n + S n^{4 +}$

דוגמה לתגובת דיספרופוציונציה היא פירוק באור של קלומל Hg₂Cl₂:

$H g_{2} C l_{2} ⟶ H g + H g C l_{2}$

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+:

$C l_{2} + 2 H_{2} O ⇄ H O C l + H_{3} O^{+} + C l^{-}$

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

$3 C l_{2} + 6 O H^{-} ⟶ 5 C l^{-} + C l O_{3}^{-} + 3 H_{2} O$

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

$3 B r F ⟶ B r_{2} + B r F_{3}$

ותגובת יוד פלואורי (IF) לקבלת יוד חמש פלואורי:(IF5)^[1] $5 I F ⟶ 2 I_{2} + I F_{5}$

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

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

$2 H_{2} O_{2} ⟶ 2 H_{2} + 2 O_{2}$

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

$2 C O ⇄ C + C O_{2}$

תגובת חנקן דו-חמצני עם מים:

$2 N O_{2} + H_{2} O ⟶ H N O_{3} + H N O_{2}$

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:

$C H_{3} C O O H ⟶ C H_{4} + C O_{2}$

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

$4 S + 6 H_{2} O ⟶ S O_{4}^{2 -} + 3 H_{2} S + 2 H_{3} O^{+}$

התגובה ההפוכה

התגובה ההפוכה לדיספרופורציונציה נקראת קומפרופורציונציה (comproportionation) היא מתרחשת כאשר אטום מופיע בשני מצבי חמצון שונים במגיבים ובמצב חמצון אחד (בין שניהם) בתוצרים. כך למשל בתגובה זו: $I O_{3}^{-} + 5 I^{-} + 6 H_{3} O^{+} ⟶ 3 I_{2} + 9 H_{2} O$

או בתגובת החמצון-חיזור של גפרית המתרחשת בהתפרצות געשית: $2 H_{2} S_{(g)} + S O_{2 (g)} ⟶ 3 S_{(s)} + 2 H_{2} O_{(g)}$

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא דיספרופורציונציה בוויקישיתוף המזהה לא מולא ולא נמצא בוויקינתונים, נא למלא את הפרמטר.

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.

[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]

דיספרופורציונציה

תוכן עניינים

תגובות דיספרופורציונציה

ביוכימיה

התגובה ההפוכה

קישורים חיצוניים

הערות שוליים

תפריט ניווט

דיספרופורציונציה

תגובות דיספרופורציונציה

ביוכימיה

התגובה ההפוכה

קישורים חיצוניים

הערות שוליים

תפריט ניווט

חיפוש