الأكسدة والأختزال
- الأكسدة Oxidation هي عملية فقدان العنصر إلكتروناً واحداً أو أكثر أى أن الأكسدة هي الزيادة في عدد الأكسدة.
-Zno → Zn2+ + 2e
- الأختزال Reduction هي عملية اكتساب العنصر إلكتروناً واحداً أو أكثر ، أى أن الاختزال هو نقصان في عدد الأكسدة.
Cu2+ + 2e- → Cuo
- العامل المؤكسد Oxidizing agent هي المادة التى لها ميل لاكتساب الإلكترونات أى أنها تؤكسد المواد المتفاعلة معها ويحدث له اختزال في نفس الوقت.
Aox + ne- → Ared
- العامل المختزل Reducing agent هو المادة التى لها ميل لفقد إلكترونات أى أنها تختزل المواد المتفاعلة معها ويحدث له أكسدة.
-Bred → Box + ne
معايرات الأكسدة والأختزال
- فى هذا النوع من المعايرة يتم معايرة عامل مؤكسد بعامل مختزل أو العكس.
- في هذا النوع من التفاعلات تحدث انتقالات إلكترونية بين هذه المواد المتفاعلة ويؤدي هذا تغير في عدد التأكسد لبعض العناصر الداخلة فى الصيغة الكيميائية للعامل المؤكسد والعامل المختزل.
- يتم إنجاز هذا النوع من المعايرات مستخدماً الأدلة المرئية أو جهاز قياس الجهد بغرض معرفة نقطة النهاية.
- لمعايرات الأكسدة والاختزال تطبيقات مفيدة ومتعددة.
- من أهم العوامل المؤكسدة المستخدمة فى معايرات الأكسدة والأختزال هي: برمنجانات البوتاسيوم KMnO4 - السيريوم الرباعي +Ce4 - بيكرومات البوتاسيوم K2Cr2O7 - برومات البوتاسيوم KBrO3 - اليود I2
- من أهم العوامل المختزلة المستخدمة فى معايرات الأكسدة والأختزال هي: محاليل الحديد الثنائي - ثيوكبريتات البوتاسيوم K2S2O3
معادلة نرنست Nernst Equation
- یتم رسم منحنیات الأكسدة والاختزال بالاستعانة بمعادلة نرنست ویعبر منحنى المعایرة عن التغیر في تركیز المادة المراد تعینها ، وذلك بدلالة المادة القیاسیة
- توضح معادلة نرنست العلاقة بین الجهد والتركیز بذلك یمكن تمثیل منحنى معایرة الأكسدة والاختزال برسم العلاقة بین مللترات المادة القیاسیة (یمكن أن یكون عاملاً مختزلاً أو مؤكسدا ) وقیم الجهد التي تقابل كل إضافة.
- ویتم حساب الجهد باستخدام معادلة نرنست التي توضحها العلاقة التالیة:
فى هذا التفاعل:
يكون جهد القطب E
R = الثابت العام للغازات
T = درجة الحرارة المطلقة
F = ثابت فارادي
n = عدد الألكترونات المتنقلة
a , b , c , d = معاملات الجزيئات فى المعادلة الموزونة
ويمكن كتابة المعادلة بعد تجميع ثابت فارادى وثابت الغازات ودرجة الحرارة وتحويل ln إلى اللوغارتيم العشري log :
روابط مهمة فى معايرات الأكسدة والأختزال
(1) العوامل المؤكسدة الأكثر شيوعاً في تفاعلات الأكسدة والاختزال
(2) العوامل المختزلة الأكثر شيوعاً في معايرات الأكسدة والاختزال
(3) منحنيات معايرة الأكسدة والاختزال Redox Titration Curves
(4) الأدلة المستخدمة في معايرات الأكسدة والاختزال