تفاعلات الأكسدة والاختزال التي تمت دراستها بشكل أساسي في الكيمياء الفيزيائية هي تلك التي يحدث فيها نقل الإلكترون. الأنواع المتفاعلة (ذرة أو أيون أو جزيء) التي تفقد إلكترونًا واحدًا أو أكثر هي تلك التي تخضع للأكسدة. من ناحية أخرى ، يتم تقليل الأنواع الكيميائية التي تستقبل الإلكترونات.
بشكل عام ، عندما يتم دراسة هذا النوع من التفاعل في الكيمياء غير العضوية ، يطلق عليه رد فعل تبادل بسيط أو من النزوح.
لحدوث أي رد فعل من الضروري تلبية شروط معينة. واحد منهم هو أنه يجب أن يكون هناك تقارب كيميائي بين الكواشف ، أي يجب أن تتفاعل بطريقة تمكن من تكوين مواد جديدة.
في حالة تفاعلات الأكسدة والاختزال ، يعني التقارب أن أحد المواد المتفاعلة يميل إلى اكتساب الإلكترونات بينما يميل الآخر إلى فقد الإلكترونات. هذا الاتجاه يتوافق مع التفاعلية من العناصر الكيميائية المعنية.
دعونا نرى كيف يمكن مقارنة التفاعل بين المعادن.
افترض أننا نريد تخزين محلول من كبريتات النحاس II (CuSO4). لم نتمكن من وضع هذا المحلول في حاوية ألومنيوم ، لأن التفاعل التالي سيحدث:
2 آل(س) + 3 CuSO4 (عبد القدير)→ 3 نحاس(س) + آل2(فقط4)3 (عبد القدير)
لاحظ أن الألمنيوم قد تأكسد ، وفقد 3 إلكترونات لكل منهما وأصبح كاتيون الألمنيوم:
ال(س) → آل3+(هنا) + 3 و-
في نفس الوقت ، الكاتيون النحاسي (Cu2+) التي كانت موجودة في المحلول استقبلت إلكترونات من الألومنيوم واختزلت لتصبح نحاسًا معدنيًا. يتلقى كل كاتيون نحاسي إلكترونين:
الحمار2+(هنا) + 2 و- → نحاس(س)
ومع ذلك ، إذا كان العكس هو الصحيح وأردنا تخزين محلول من كبريتات الألومنيوم (Al2(فقط4)3 (عبد القدير)) ، لن يكون هناك مشكلة في وضعها في وعاء نحاسي ، حيث لن يحدث هذا التفاعل:
الحمار(س) + آل2(فقط4)3 (عبد القدير) → لا يحدث
يمكن تفسير هذه الحقائق المرصودة بحقيقة ذلك يكون الألمنيوم أكثر تفاعلًا من النحاس.
تميل المعادن إلى التخلي عن الإلكترونات ، أي للتأكسد. عند مقارنة المعادن المختلفة ، الشخص الأكثر ميلًا للتبرع بالإلكترونات هو الأكثر تفاعلًا. وبالتالي ، ترتبط تفاعلية المعادن أيضًا مع طاقة التأين، أي الحد الأدنى من الطاقة اللازمة لإزالة الإلكترون من الذرة الغازية في حالتها الأساسية.
لا تتوقف الان... هناك المزيد بعد الإعلان ؛)
بناءً على هذا ، فإن تفاعل المعادن أو صف من الفولتية كهربائيا، ظاهر أدناه:
يتفاعل المعدن الأكثر تفاعلًا مع المواد الأيونية التي تكون كاتيوناتها أقل تفاعلًا. بمعنى آخر ، يتفاعل المعدن الموجود على اليسار مع المادة المكونة من الأيونات على اليمين. العكس لا يحدث.
تذكر المثال المعطى ، انظر في صف التفاعل أن الألومنيوم (Al) على يسار النحاس (Cu). لذلك ، يتفاعل الألومنيوم مع المحلول المتكون من الكاتيونات النحاسية ؛ لكن النحاس لا يتفاعل مع محلول مكون من كاتيونات الألومنيوم.
لاحظ أن أكثر المعادن تفاعلًا هو الليثيوم (Li) وأقلها تفاعلًا هو الذهب (Au).
هذا هو أحد أسباب قيمة الذهب ، لأنه إذا لم يتفاعل ، فإنه يظل سليماً لفترة طويلة. يمكن ملاحظة ذلك في التوابيت المصرية المطلية بالذهب والمنحوتات التي تعود إلى أقدم العصور القديمة. نرى هذا أيضًا عندما نقارن متانة المجوهرات المصنوعة من الذهب الخالص بالمجوهرات المصنوعة من معادن أخرى أكثر تفاعلًا من الذهب.
بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء
هل ترغب في الإشارة إلى هذا النص في مدرسة أو عمل أكاديمي؟ نظرة:
فوغا ، جينيفر روشا فارغاس. "ترتيب فعالية المعادن" ؛ مدرسة البرازيل. متوفر في: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/ordem-reatividade-dos-metais.htm. تم الوصول إليه في 28 يونيو 2021.
