في هذا اليوم وهذا العصر ، لا يمكن فصل ضرورات حياتنا عن السلع الإلكترونية. بعضها متصل مباشرة بمأخذ للتيار الكهربائي في المنزل كمصدر للكهرباء ، لكن البعض الآخر يعمل بالبطاريات. هل تعلم أنه تبين أن توليد الطاقة الكهربائية بواسطة البطاريات مرتبط على ما يبدو بالتفاعلات الكيميائية؟ يسمى هذا التفاعل تفاعل الأكسدة والاختزال.
تحدث تفاعلات الأكسدة والاختزال في البطاريات وتنتج طاقة كهربائية. مصطلح الأكسدة والاختزال مشتق من نوعي التفاعلات المعنية ، وهما الاختزال والأكسدة. هذا لأنه في تفاعل الأكسدة والاختزال ، يحدث الاختزال والأكسدة في وقت واحد. أثناء تفاعل الأكسدة والاختزال ، يكون عدد الإلكترونات المفقودة مساويًا لعدد الإلكترونات المكتسبة.
بالإضافة إلى التفاعلات في البطاريات ، يمكن أيضًا العثور على تفاعلات الأكسدة والاختزال في التآكل أو الصدأ ، وتلوين الشعر ، وتعفن التفاح. يبدو أيضًا أن تفاعل الأكسدة والاختزال له تأثير على فتح ثقب الأوزون بسبب استخدام الهيدروجين السائل كوقود.
(اقرأ أيضًا: النظر بشكل أعمق في قانون التوازن الكيميائي)
بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم تفاعلات الأكسدة والاختزال على نطاق واسع في المجالات الصيدلانية والبيولوجية والصناعية والمعدنية والزراعية. تساعد تفاعلات الأكسدة والاختزال أيضًا في كسب الطاقة الشمسية من خلال عملية التمثيل الضوئي التي تقوم بها النباتات الخضراء.
لفهم تفاعل الأكسدة والاختزال بشكل أعمق ، نحتاج إلى معرفة ما هي الأكسدة والاختزال.
تفاعل الأكسدة
الأكسدة هي إضافة الأكسجين أو أي عنصر كهرسلبي إلى مادة أو إزالة الهيدروجين أو أي عنصر حساس للكهرباء من مادة. من هذا التفسير ، نعلم أن هناك أربعة أنواع من تفاعلات الأكسدة ، وهي إضافة الأكسجين ، وإضافة العناصر الكهرومغناطيسية ، وإزالة الهيدروجين ، وإزالة العناصر الكهربية.
يمكن رؤية مثال على تفاعل إضافة الأكسجين أدناه.
في كل من ردود الفعل، تتأكسد الكربون والميثان إلى CO 2 بإضافة الأكسجين.
في غضون ذلك ، يمكن رؤية إضافة العناصر الكهرومغناطيسية في التفاعل أدناه.
يتأكسد المغنيسيوم والزنك إلى فلوريد المغنيسيوم (MgF 2 ) وفلوريد الزنك (ZnF 2 ) مع إضافة عنصر الفلور الكهربية.
تفاعل الأكسدة التالي هو إزالة الهيدروجين ، على سبيل المثال في التفاعل أدناه.
يظهر التفاعل أعلاه أن كبريتيد الهيدروجين (H 2 S) يتأكسد ليشكل الكبريت عن طريق إزالة الهيدروجين.
تفاعل الأكسدة الأخير هو إزالة العنصر الكهربائي كما في التفاعل أدناه.
يظهر التفاعل أعلاه أن يوديد البوتاسيوم (KI) يتأكسد إلى اليود (I 2 ) عن طريق إزالة البوتاسيوم.
رد فعل الاختزال
يُعرف إزالة الأكسجين أو عنصر كهرسلبي من مادة أو إضافة الهيدروجين أو عنصر حساس للكهرباء إلى مادة بالاختزال. يتكون تفاعل الاختزال من أربعة أنواع ، وهي عن طريق إضافة الهيدروجين ، وإضافة العناصر الكهربية ، وإزالة الأكسجين ، وإزالة العناصر الكهربية.
يمكن رؤية مثال على تفاعل إضافة الهيدروجين أدناه.
يتم اختزال الإيثين والهيدروجين إلى إيثان وحمض الهيدروكلوريك (HCl) مع إضافة الأكسجين.
يمكن ملاحظة إضافة عنصر إيجابي كهربائي في التفاعل التالي.
في التفاعل أعلاه ، يتم اختزال الكلور إلى كلوريد النحاس (CuCl 2 ) بإضافة النحاس.
فيما يلي مثال على تفاعل إزالة الأكسجين.
يظهر كلا التفاعلين أن أكسيد الزئبق (HgO) وأكسيد الحديد (Fe 2 O 3 ) يتم تقليلهما عن طريق إزالة الأكسجين.
أخيرًا ، فيما يلي مثال على تفاعل الإزالة الكهربية.
يظهر كلا التفاعلين أن كلوريد الزئبق (HgCl2) وكلوريد الحديديك (FeCl3) يتم تقليلهما عن طريق إزالة الكلور.
