الأكسدة والاختزال: ما هما ، أمثلة وتمارين

ال أكسدة و ال اختزال هي ردود الفعل التي تحدث عند وجود ملف نقل الإلكترون بين الأنواع الكيميائية. إنها تفاعلات معاكسة: في الأكسدة هناك فقدان للإلكترونات وفي الاختزال يكون هناك ربح للإلكترونات.

تحدث هذه العمليات في وقت واحد ، لأنه عندما تتبرع مادة بالإلكترونات إلى مادة أخرى ، فإنها تتأكسد ، بينما تخضع المادة التي تستقبل الإلكترونات للاختزال.

عندما تتأكسد مادة ما ، فإنها تتسبب في تقليل الأنواع الأخرى ، ومن هنا جاء اسم العامل المختزل. وبالمثل ، تقل مادة واحدة بسبب أكسدة مادة أخرى وبالتالي فهي عامل مؤكسد.

يتم توضيح تفاعلات الأكسدة والاختزال من خلال اختلاف عدد الأكسدة (nox) للأنواع المعنية.

بشكل عام ، يمكن تمثيل التفاعل الذي يمثل الأكسدة والاختزال من خلال:

أ + ب⁺ → أ⁺ + ب

أين،

ج: المادة التي تتأكسد وتفقد الإلكترونات وتزيد من قيمتها وهي العامل المختزل.
ب: المادة التي تخضع للاختزال وتكتسب الإلكترونات وتقلل من الأكسدة وهي العامل المؤكسد.

أمثلة على الأكسدة والاختزال

انظر الصورة التالية للحصول على مثال لمعادلة الأكسدة والاختزال الكيميائية.

يخضع الزنك المعدني أكسدة ويسبب تقليل النحاس ، لذلك فهو العامل المختزل. يزداد عدد تأكسدها (nox) من 0 إلى +2 لأنه يفقد إلكترونين.

الأيون النحاسي (Cu²⁺) يخضع للاختزال ويسبب أكسدة النحاس ، لذلك فهو عامل مؤكسد. ينخفض ​​رقم الأكسدة (أكسيد النيتروجين) من +2 إلى 0 لأنه يكتسب إلكترونين ويصبح نحاسًا معدنيًا ، وهو متعادل كهربائيًا.

أمثلة أخرى على تفاعلات الأكسدة والاختزال في الحياة اليومية هي:

احتراق الميثان
CH_{4 (ز)} + 2O_{2 (ز)} → كو_{2 (ز)} + 2 ح₂ا_{(الخامس)}

البناء الضوئي
6CO_{2 (ز)} + 6 ح₂ا_{(الخامس)} → ج₆ح₁₂ا_{6 (هنا)} + 6O_{2 (ز)}

تآكل الحديد
2Fe_(س) + 3 / 4O_{2 (ز)} + 3 ساعات₂ا_{(الخامس)} → 2Fe (أوه)_{3 (ق)} (صدأ الحديد₂ا₃.3H₂س)

تعلم المزيد عن رقم الأكسدة (أكسيد النيتروجين).

كيف تحدث تفاعلات الأكسدة والاختزال؟

يمكن تمثيل معادلة تفاعل الأكسدة والاختزال التي تتضمن النحاس والزنك بنصف تفاعلات ، كما هو موضح أدناه.

• تفاعل نصف الأكسدة: Zn⁰_(س) → 2 هـ^- + زنك²⁺_(هنا)
• تقليل رد الفعل النصفي: مؤخرة²⁺_(هنا) + 2 هـ^- → الحمار⁰_(س)
• المعادلة العالمية: Zn⁰_(س) + الحمار²⁺_(هنا) → زد²⁺_(هنا) + الحمار⁰_(س)

يحدث نقل الإلكترون في تفاعل الأكسدة والاختزال وفقًا لإمكانية الاختزال للأنواع المعنية. يميل المكوِّن الذي يحتوي على أقل إمكانات اختزال إلى التبرع بالإلكترونات ، في حين أن العنصر الذي يحتوي على أعلى إمكانات سيتلقى هذه الإلكترونات.

على سبيل المثال ، يحتوي الزنك على إمكانية اختزال تبلغ -0.76 فولت ، بينما يتمتع النحاس بإمكانية اختزال تبلغ + 0.34 فولت. لذلك ، فإن الزنك ، نظرًا لأنه يحتوي على إمكانات اختزال أقل ، فهو عامل اختزال أفضل ويعزز الاختزال النحاس ، الذي يتمتع بإمكانية اختزال أعلى ، وبالتالي يكتسب إلكترونات ويسبب أكسدة الزنك.

اقرأ أيضًا عن تفاعلات الأكسدة والاختزال.

تمارين الأكسدة والاختزال

استخدم الأسئلة التالية لاختبار معرفتك بما تعلمته في هذا النص.

السؤال رقم 1

فيما يتعلق بتفاعلات الأكسدة والاختزال ، فمن الصحيح ذكر ذلك

أ) تشير الزيادة في أكاسيد النيتروجين للأنواع الكيميائية إلى أنها خضعت للانخفاض.
ب) تخضع المادة التي تفقد الإلكترونات للأكسدة وهي عامل مؤكسد.
ج) في تفاعلات الأكسدة والاختزال ، يتم نقل الإلكترونات.
د) يتم تقليل المادة التي تكتسب الإلكترونات وتكون عاملاً مختزلاً.
هـ) يشير انخفاض نسبة أكسيد النيتروجين في الأنواع الكيميائية إلى تعرضها للأكسدة.

انظر للاجابة

البديل الصحيح: ج) في تفاعلات الأكسدة والاختزال ، يحدث نقل الإلكترون.

في تفاعلات الأكسدة والاختزال ، يتم نقل الإلكترونات.

المادة التي تكتسب الإلكترونات تخضع للاختزال وهي عامل مؤكسد. يشير الانخفاض في أكاسيد النيتروجين للأنواع الكيميائية إلى أنه تم تقليله.

المادة التي تفقد الإلكترونات تخضع للأكسدة وهي عامل مختزل. تشير الزيادة في أكاسيد النيتروجين للأنواع الكيميائية إلى أنها خضعت للأكسدة.

السؤال 2

أمثلة على تفاعلات الأكسدة والاختزال في الحياة اليومية باستثناء

أ) التآكل
ب) الاحتراق
ج) التمثيل الضوئي
د) التحييد

انظر للاجابة

بديل غير صحيح: د) التحييد.

تفاعل التعادل هو تفاعل يحدث بين حمض وقاعدة ، وينتج عنه ملح وماء. فمثلا:

هيدروكسيد الصوديوم + حمض الهيدروكلوريك → NaCl + H₂ا

أمثلة على تفاعل الأكسدة والاختزال:

احتراق الميثان

CH_{4 (ز)} + 2O_{2 (ز)} → كو_{2 (ز)} + 2 ح₂ا_{(الخامس)}

البناء الضوئي

6CO_{2 (ز)} + 6 ح₂ا_{(الخامس)} → ج₆ح₁₂ا_{6 (هنا)} + 6O_{2 (ز)}

تآكل الحديد

2Fe_(س) + 3 / 4O_{2 (ز)} + 3 ساعات₂ا_{(الخامس)} → 2Fe (أوه)_{3 (ق)}

السؤال 3

راقب تفاعلات الأكسدة والاختزال التالية وحدد العوامل المؤكسدة والمختزلة.

أنا. Zn⁰_(س) + الحمار²⁺_(هنا) → زد²⁺_(هنا) + الحمار⁰_(س)
II. مؤخرة²⁺_(هنا) + ح²_(ز) → 2 ح⁺_(هنا) + الحمار_(س)
ثالثا. Zn_(س) + 2 ح⁺_(هنا) → زد²⁺_(هنا) + ح_{2 (ز)}

انظر للاجابة

رد:

في تفاعل الأكسدة والاختزال ، يكون العامل الذي يخضع للأكسدة هو عامل الاختزال والعامل الذي يخضع للاختزال هو العامل المؤكسد.

أنا. Zn⁰_(س) + الحمار²⁺_(هنا) → زد²⁺_(هنا) + الحمار⁰_(س)

عامل مؤكسد: النحاس (Cu)
عامل الاختزال: زنك (زنك)

II. مؤخرة²⁺_(هنا) + ح²_(ز) → 2 ح⁺_(هنا) + الحمار_(س)

عامل مؤكسد: النحاس (Cu)
عامل الاختزال: الهيدروجين (H)

ثالثا. Zn_(س) + 2 ح⁺_(هنا) → زد²⁺_(هنا) + ح²_(ز)

عامل مؤكسد: الهيدروجين (H)
عامل الاختزال: زنك (زنك)

اكتساب المزيد من المعرفة بالمحتويات:

• ما هي مكدسات؟
• الكيمياء الكهربائية
• التحليل الكهربائي

مراجع ببليوغرافية

فونسيكا ، م. تم العثور على R. م الكيمياء ، 2. 1. إد. ساو باولو: أتيكا ، 2013.

سانتوس ، دبليو إل بي ؛ مول ، ج. كيمياء المواطن ، 3. 2. إد. ساو باولو: Editora AJS، 2013.

أوسبيركو ، ج. ربط الكيمياء ، 2: الكيمياء. - 2. إد. ساو باولو: ساريفا ، 2014.