في الكيمياء ، هناك أنواع من تفاعلات الاختزال وتفاعلات الأكسدة. إذا حدث التفاعلان في نفس الوقت ، فإننا نسمي هذا تفاعل الأكسدة والاختزال. أثناء تفاعل الأكسدة والاختزال ، يكون عدد الإلكترونات المفقودة مساويًا لعدد الإلكترونات المكتسبة.
تحدث تفاعلات الأكسدة والاختزال في البطاريات وتنتج طاقة كهربائية. يمكن العثور على هذا التفاعل أيضًا في التآكل أو الصدأ ، وعملية صبغ الشعر ، وتعفن التفاح. يبدو أيضًا أن تفاعل الأكسدة والاختزال له تأثير على فتح ثقب الأوزون بسبب استخدام الهيدروجين السائل كوقود.
بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم تفاعلات الأكسدة والاختزال على نطاق واسع في المجالات الصيدلانية والبيولوجية والصناعية والمعدنية والزراعية. يساعد هذا التفاعل أيضًا في التقاط الطاقة الشمسية من خلال عملية التمثيل الضوئي التي تقوم بها النباتات الخضراء.
لموازنة تفاعل الأكسدة والاختزال ، يمكننا القيام بذلك بطريقتين ، وهما طريقة عدد الأكسدة وطريقة أيون الإلكترون.
طريقة عدد الأكسدة
تعتمد طريقة معادلة تفاعلات الأكسدة والاختزال باستخدام أرقام الأكسدة على تغيير أرقام الأكسدة لعامل الأكسدة والعامل المختزل.
(اقرأ أيضًا: أنواع تفاعلات الأكسدة والاختزال)
فيما يلي خطوات موازنة معادلة كيميائية مع طريقة عدد الأكسدة.
- اكتب معادلة الهيكل العظمي.
- احسب عدد الأكسدة لكل عنصر.
- احسب الزيادة أو النقصان في عدد الأكسدة لكل ذرة وحدد عوامل الأكسدة والاختزال.
- إذا لم تكن هذه الزيادات والنقصان هي نفسها ، فاضرب العامل المؤكسد والعامل المختزل في الأعداد الصحيحة المناسبة لمعادلة إجمالي الزيادة والنقصان في أعداد الأكسدة.
- توازن جميع الذرات ما عدا الهيدروجين والأكسجين.
- قم بموازنة الهيدروجين والأكسجين في الخطوتين التاليتين.
- في جو حمضي ، أضف جزيئات H 2 O إلى الجانب الذي يعاني من نقص الأكسجين وأضف ذرات الهيدروجين على هيئة أيونات H + إلى الجانب الذي يعاني من نقص الهيدروجين.
- في وضع قلوي أضف جزيئات H 2 O إلى جانب نقص الأكسجين. بالنسبة للهيدروجين ، أضف جزيء H 2 O إلى الجانب الذي يعاني من نقص الهيدروجين ثم أضف العدد نفسه من أيونات OH على الجانب المقابل.
طريقة الكترون ايون
وفي الوقت نفسه ، تعتمد طريقة المعادلة باستخدام أيونات الإلكترون على مبدأ أن الإلكترونات المفقودة أثناء تفاعل نصف الأكسدة هي نفس الإلكترونات المكتسبة أثناء تفاعل نصف الاختزال.
خطوات موازنة تفاعل الأكسدة والاختزال مع طريقة أيون الإلكترون هي:
- اكتب معادلة الهيكل العظمي.
- احسب عدد الأكسدة لكل عنصر.
- تحديد الأنواع المؤكسدة والمختزلة.
- افصل المعادلة الهيكلية إلى تفاعلات نصفية ، أي تفاعلات نصف أكسدة وتفاعلات نصف اختزال.
- موازنة رد الفعل النصفين بشكل منفصل.
- موازنة ذرات العناصر التي خضعت لتغيير في عدد الأكسدة.
- أضف الإلكترونات إلى الجوانب اللازمة لموازنة الشحنة.
- موازنة ذرات الأكسجين بإضافة جزيئات H 2 O كافية على جانب نقص الأكسجين.
- موازنة ذرة H عن طريق إضافة أيونات H + (في بيئة حمضية أو محايدة) أو عن طريق إضافة جزيئات H 2 O اللازمة في نفس جانب نقص الهيدروجين و OH - أيون على الجانب الآخر (في الحالة القلوية).
- اضرب نصفي التفاعلات في العدد الصحيح المناسب بحيث يساوي العدد الإجمالي للإلكترونات المكتسبة في نصف تفاعل عدد الإلكترونات المفقودة في النصف الآخر من التفاعل.
