البحث عن الأكسدة والاختزال في التفاعلات الكيميائية وقابلية المعرفة العلمية وتجديد العلم وتطوره، وذلك حسب الاكتشافات والدراسات والأبحاث التي أجريت عليه.
ومن نتائج هذه الأبحاث تطوير مفهوم عمليات “تقليل الأكسدة” والتقدم في مجال “كيمياء التفاعل”.
في البداية، اقتصر مفهوم الأكسدة على تفاعل مادة مع الأكسجين، وكان الاختزال هو إزالة ذرات الأكسجين من المركب.
يمكنك التعرف على تفاعلات الأكسدة والاختزال الكيميائية من خلال موقع الويب الخاص بالمقال.
تفاعلات كيميائية
تعتبر الأكسدة والاختزال تفاعلات كيميائية مهمة في حياتنا اليومية، وتحدثان في العديد من الأماكن من حولنا وفي البيئة التي نعيش فيها.
نظرًا لأن الطعام الذي نأكله يتأكسد في أجسامنا لتوفير الطاقة التي نحتاجها للعمل والتحرك، تعمل الطائرات والسيارات على الطاقة الناتجة عن أكسدة الوقود.
بالإضافة إلى ذلك، نحصل على التيار الكهربائي من خلال البطاريات وعمليات تقليل الأكسدة والمعادن.
مثل الألمنيوم والحديد، يتم إنتاجه عن طريق تقليل الخامات، وصدأ الحديد بسبب تأثيرات عملية الأكسدة.
التفاعل الكيميائي هو العملية التي يتم من خلالها تحويل مادة أو أكثر إلى مادة أخرى مختلفة تمامًا، وتسمى المواد المحولة المواد المتفاعلة.
تسمى المواد الناتجة مركبات أو عناصر كيميائية لأن التفاعل الكيميائي يعيد ترتيب الذرات التي تتكون منها المواد المتفاعلة لتشكيل مواد مختلفة، مثل المنتجات.
التفاعلات الكيميائية جزء لا يتجزأ من الثقافة والتكنولوجيا والحياة مثل صنع الفخار والزجاج في صهر الحديد.
يحدث احتراق الوقود من تفاعلات اختزال الأكسدة والعديد من العمليات التي تنطوي على تفاعلات حدثت منذ آلاف السنين.
أنظر أيضا: ما هو تصنيف التفاعلات الكيميائية وأنواعها المختلفة؟
تفاعلات الأكسدة والاختزال
يطلق عليه تفاعل الأكسدة والاختزال، وهو تفاعل كيميائي يتم فيه نقل مركب إلى مادة كيميائية أخرى معروفة تستخدم أكثر من جزيء أو إلكترون واحد.
الأنواع التي تفقد الإلكترونات تتأكسد وغالباً ما تكون عوامل اختزال، والأنواع التي تكتسب إلكترونات غالباً ما تكون عوامل مؤكسدة.
تشمل تفاعلات الأكسدة والاختزال العملية اليومية للتنفس والتآكل والتمثيل الغذائي والاحتراق والأكسدة والاختزال دائمًا جنبًا إلى جنب.
لتجنب تفاعلات الأكسدة والاختزال، عندما يتأكسد عنصر معين، يجب تقليل مركب آخر أو عنصر آخر، يجب أن نكون قادرين على تحقيق التوازن عن طريق تفاعلات تقليل الأكسدة.
مثال 1
تفاعل النحاس وكبريتات الحديد
التفاعل الأيوني على النحو التالي.
- يتأكسد الحديد، وله عدد أكسدة من 0 إلى +2
- يتم تقليل النحاس ويقل عدد أكسدة النحاس من +2 إلى 0.
الفرق بين الأكسدة والاختزال
هناك فرق كبير بين الأكسدة والاختزال، وهذا الاختلاف هو أن الأكسدة تعني فقدان الإلكترونات من خلال تفاعل كيميائي، وعامل الاختزال مرتبط بعملية الأكسدة.
هذا هو المكان الذي يكون فيه العامل المختزل هو المادة التي تتأكسد أثناء التفاعل، أي تُفقد الإلكترونات في تفاعل الأكسدة والاختزال.
تتضمن أمثلة عوامل الاختزال حمض الفورميك ومعادن التربة ومركبات الكبريت.
يعني الاختزال اكتساب الإلكترونات من خلال تفاعل كيميائي، بينما ترتبط الأكسدة بعملية الاختزال.
هذا هو المكان الذي يكون فيه العامل المؤكسد عبارة عن مادة تتفكك أثناء تفاعل كيميائي، أي تكتسب إلكترونات.
من أمثلة العوامل المؤكسدة نترات البوتاسيوم والهالوجينات وحمض النيتريك.
أنواع تفاعلات الأكسدة والاختزال
من الصعب تصنيف عدد كبير من تفاعلات الأكسدة والاختزال، يتأكسد الطعام الذي نتناوله في أجسامنا.
من أجل تزويدنا بالطاقة والوقود المراد أكسدة حتى تتحرك السيارات والآلات، يخضع الحديد لعملية أكسدة.
مما يجعلها تقاوم التيار الكهربائي من البطاريات، يتم استخلاص المعادن بتقليل خاماتها.
تصنف تفاعلات الأكسدة والاختزال إلى أربعة أنواع رئيسية حسب طريقة التفاعل التي تتم بواسطتها، وهي كالتالي:
اقرأ أيضا: مسح كامل للحسابات الكيميائية والمعادلات الكيميائية
التحلل الحراري
التحلل الحراري هو تفاعل يتم فيه تكسير المادة عن طريق تسخين مادتين أو أكثر من أبسط بنية.
هذه العملية مصحوبة بنقل الإلكترونات بين الذرات المكونة للمركب المتحلل.
تتضمن أمثلة التحلل الحراري ما يلي:
- تحليل أملاح الكلورات.
- تحلل الأكاسيد.
- تحليل ملح النترات.
الإحتراق
الاحتراق هو العملية التي يتفاعل فيها الأكسجين بسرعة أكبر مع المركبات المؤكسدة لإنتاج مواد جديدة أبسط.
يرتبط بها نتيجة لسرعة إنتاج الطاقة والتفاعلات، فهذه هي مشتقات النفط للحصول على الطاقة.
تتضمن أمثلة الحرق ما يلي:
- احتراق البنتان في وجود الأكسجين بكميات كافية لإنتاج الطاقة.
اتحاد مباشر
الاقتران المباشر عبارة عن تفاعلات تتحد فيها مادتان لإنتاج مادة واحدة، وتحدث هذه التفاعلات بين العناصر والمركبات أو بين العناصر.
جميع التفاعلات التي تتحد فيها اللافلزات مع بعضها البعض أو اللافلزات والمعادن هي تفاعلات أكسدة واختزال.
تتضمن أمثلة الاتحاد المباشر ما يلي:
تفاعل اندماج سحابة بنفسجية حيث يتفاعل الألمنيوم مع اليود في وجود قطرة ماء لإنتاج AII3 وطاقة كافية لتبخير اليود مثل البنفسجي. – سحابة ملونة.
استبدال بسيط
تفاعلات الاستبدال البسيطة هي تفاعلات يقوم فيها عنصر باستبدال عنصر آخر بمركب لإنتاج مركب جديد، ويسمى التفاعل الاستبدال الفردي أو الاستبدال البسيط.
هذا لأنه يختلف عن تفاعلات الاستبدال المزدوجة التي يتم فيها تبادل الأيونات فقط دون أكسدة أو اختزال.
تتضمن أمثلة الاستبدال البسيط ما يلي:
- تفاعل بعض المعادن النشطة مع الأحماض لإنتاج غاز الهيدروجين.
أهمية تفاعلات تقليل الأكسدة في حياتنا
تفاعلات الأكسدة والاختزال هي نوع مهم من العمليات الكيميائية التي تحدث في حياتنا اليومية.
نظرًا لأهمية عملية تقليل الأكسدة في حياتنا، فإن تفاعلات تقليل الأكسدة لها بعض التطبيقات العملية.
بما في ذلك ما يلي:
- أولا، أكسدة المعادن.
- ثانيًا، بطارية السيارة.
- ثالثا: الصناعة والتعدين.
- رابعا، الطعام.
- خامسا، الكيمياء الكهربائية.
- سادساً: التنفس الخلوي والتركيب الضوئي.
- سابعا قصر الالوان.
- ثامناً: آلية عمل أفلام الكاميرا.
لقد اخترنا لك: البحث عن المعادلة الكيميائية الحرارية
كانت هذه دراسة موجزة عن تفاعلات الأكسدة والاختزال الكيميائية حيث يمكنك التعرف على التفاعلات الكيميائية وتفاعلات تقليل الأكسدة والاختلاف بين الأكسدة والاختزال وأنواع تفاعلات الأكسدة والاختزال وأهمية تفاعلات الأكسدة والاختزال. حياتنا.