انتقال الإلكترونات في تفاعلات الأكسدة والاختزال
- يتضمن مفهوم تفاعلات الأكسدة والاختزال الحديث الكثير من التفاعلات التي لا علاقة لها بالأكسجين، وأصبح المفهوم هو انتقال الإلكترونات بين المتفاعلات، وعلى ذلك أُعيد تعريف عملية الأكسدة والاخنزال.
- الأكسدة تعني فقدانًا للإلكترونات، وعملية الاختزال هي كسب للإلكترونات.
- الأمثلة التي توضح ذلك هي التفاعلات التي تحدث بين الفلزات واللافلزات، فنجد أن الإلكترونات تنتقل من ذرّات الفلز إلى ذرات اللافلز.
- مثال ذلك، عند تسخين فلز المغنيسيوم مع اللافلز الكبريت ، يتكوّن المركب الأيوني كبريتيد المغنيسيوم.
- نتيجة هذا التفاعل انتقال إلكترونين من ذرة المغنيسيوم إلى ذرّة الكبريت . ولأن ذرّة المغنيسيوم فقدت الكترونين، فإنّها تأكسدت إلى كاتيون المغنيسيوم.
- ومن ناحية أخرى، اكتسبت ذرة الكبريت الإلكترونين، وعلى ذلك فإنّها اختزلت إلى أنيون الكبريتيد.
- العملية ككل، ممثلة في العمليتين الجزئيتين التاليتين:
- المادة التي تفقد الكترونات في تفاعلات الأكسدة والاختزال ، تُسمى عاملًا مختزلا . لذا يُطلق على ذرة المغنيسيوم عاملاً مختزلاً نتيجة فقدانها الإلكترونات وإعطائها لذرّة الكبريت.
- أما المادة التي تكتسب إلكترونات في تفاعلات الأكسدة والاختزال تُسمى عاملا مؤكسدًا . لذا يُطلق على ذرّة الكبريت عاملا مؤكسداً نتيجة اكتسابها الإلكترونين من ذرة المغنيسيوم.
ملخص المفاهيم في تفاعلات الأكسدة والاختزال
- الأكسدة هي عملية فقد الإلكترونات، وعملية الاختزال هي عملية اكتساب للإلكترونات.
- العامل المؤكسد: هي المادة التي تكتسب إلكترونات في تفاعلات الأكسدة والاختزال.
- العامل المختزل: هي المادة التي تفقد الكترونات في تفاعلات الأكسدة والاختزال.
أمثلة على تفاعلات الأكسدة والاخنزال
مثال (1): وضح في التفاعل التالي أيا من المواد حدث له عملية أكسدة، وأيا من المواد حدث له عملية اختزال . وحدّد العامل المؤكسد، والعامل المختزل:
الحل:
- ابدأ بإعادة كتابة المعادلة موضحاً بها الأيونات، وحدّد أيا منها يفقد إلكترونات (أكسدة)، وأيا منها يكتسب الكترونات (اختزال) .
- إعادة كتابة المعادلة موضحا بها الأيونات:
- في هذا التفاعل فقدت ذرّة النحاس إلكترونين، لأنها تحوّلت إلى كاتيون نحاس (+Cu2)، ومن ناحية أخرى اكتسب كاتيونا الفضة (+Ag) هذين الإلكترونين فتحوّلا إلى ذرتين متعادلتين:
- تأكسدت ذرة النحاس، ولهذا فهي عامل مختزل .
- اختزل كاتيون الفضّة ولهذا فهو عامل مؤكسد.
ملاحظات
- كاتيون الفضة عامل مؤكسد اكتسب إلكترونا، وبالتالي حدث له اختزال .
- ذرة النحاس عامل مختزل فقدت الكترونين، وبالتالي حدثت لها أكسدة.
- بذلك تم تطبيق تعريفات الأكسدة والاختزال بطريقة صحيحة على المعادلة السابقة.
مثال (2): وضح أيا من المتفاعلات في المعادلات التالية حدث لها عملية أكسدة، وأيا منها حدث لها عملية اختزال، وعرّف العامل المؤكسد والعامل المختزل في كل معادلة:
الحل:
(أ) Na تأكسد (عامل مختزل) ، S اختزال (عامل مؤكسد)
(ب) Al: تأكسد (عامل مختزل) ، O2 اختزال (عامل مؤكسد)
مثال (3): حدد أيا من العمليات التالية أكسدة وأيا منها اختزال.
الحل:
