الفروق بين الأكسدة والاختزال

ال أكسدة هو تفاعل حيث تفقد ذرة أو أيون أو جزيء الإلكترونات بينما تخفيض يتوافق مع اكتساب إلكترونات ذرة أو أيون أو جزيء. تعتمد كل من الأكسدة والاختزال على التغير في حالة أكسدة الذرة ، أي على الاختلاف في شحنة الذرة في التفاعل.

تحدث تفاعلات الأكسدة والاختزال دائمًا في وقت واحد لما يُعرف عمومًا بتفاعلات الأكسدة والاختزال أو تفاعلات الأكسدة والاختزال. على سبيل المثال ، يعتبر الاحتراق والتآكل تفاعلات تقليل الأكسدة.

أكسدة	تخفيض
تعريف	شبه تفاعل حيث تفقد ذرة أو أيون أو جزيء الإلكترونات.	شبه تفاعل حيث تكتسب ذرة أو أيون أو جزيء إلكترونات.
المفهوم الرئيسي	الأكسدة هي فقدان الإلكترونات.	الاختزال هو كسب الإلكترونات.
معادلة جزئية	Zn → Zn2+ + 2 هـ-	النحاس2++ 2 هـ-→ نحاس
حالة الأكسدة	يزيد	النقصان
وكلاء متورطون	العامل المؤكسد هو الذي يحبس الإلكترونات. العامل المؤكسد هو الذي يفقد الإلكترونات.	العامل المختزل هو الذي يوفر الإلكترونات. العامل المختزل هو الذي يكتسب الإلكترونات.
أمثلة	أكسدة الميثانول إلى الفورمالديهايد: CH3أوه → CH2O + H2 التغيير من ذرة المغنيسيوم Mg إلى المغنيسيوم Mg أيون2+	تشكيل الفضة من أيونات الفضة. مرور الأكسجين الجزيئي O2 لأكسيد O-2

ما هي الأكسدة؟

الأكسدة هي فقدان الإلكترون بواسطة جزيء أو ذرة أو أيون. يتأكسد العنصر عندما يفقد الإلكترونات في التفاعل ؛ تم التحقق من هذا بواسطة زيادة في حالة الأكسدة من الذرة. كلما زادت حالة أكسدة الذرة ، زادت درجة الأكسدة.

تم استخدام كلمة "أكسدة" لأول مرة في القرن الثامن عشر بفضل عمل الكيميائي الفرنسي أنطوان لافوازييه عندما تعرف على الأكسجين في الهواء. في ذلك الوقت ، تم وصف أي تفاعل يكون فيه الأكسجين متفاعلًا على أنه تفاعلات أكسدة. نحن نعلم اليوم أنه ليست كل تفاعلات الأكسدة تنطوي على مشاركة الأكسجين.

معادلة الأكسدة الجزئية

معادلة الأكسدة الجزئية هي جزء من التفاعل العام حيث يحدث العنصر التي تخضع للأكسدة وكمية الإلكترونات التي يتم سحبها على الجانب الأيمن من منتجات. على سبيل المثال ، في تفاعل تآكل الألومنيوم:

4Al + 3O₂ → 2Al₂أو₃

معادلة الأكسدة الجزئية للألمنيوم هي:

الى⁰→ آل⁺³ + 3 هـ^-

في هذه الحالة ، تكون حالة أكسدة الألومنيوم في حالتها الأولية 0 (صفر) وتتأكسد إلى أيون الألومنيوم بحالة أكسدة +3 ؛ أي أن حالة أكسدة الألمنيوم تزداد.

العوامل المؤكسدة والمؤكسدة

العامل المؤكسد هو العامل الذي يتسبب في أكسدة مادة كيميائية أخرى. على سبيل المثال ، عندما يتفاعل المغنيسيوم مع الأكسجين لتكوين أكسيد المغنيسيوم:

2Mg (s) + O₂(ز) → 2MgO (s) ،

يتسبب الأكسجين في فقدان المغنيسيوم للإلكترونات ، وبالتالي فإن الأكسجين هو عامل مؤكسد والمغنيسيوم مادة كيميائية مؤكسدة. تتأكسد المعادن ، مثل الحديد والنحاس والمغنيسيوم بسهولة.

أمثلة على تفاعلات الأكسدة

• نزع الهيدروجين من الميثانول إلى الفورمالديهايد:

CH₃أوه → ح₂ج = س

• تفقد ذرة المغنيسيوم إلكترونين وتصبح أيون المغنيسيوم:

ملغ (ق) → ملغ²⁺(ق) + 2 هـ^-

• يعتبر تحول الكحول إلى خل تفاعل أكسدة:

CH₃CH₂أوه → CH₃COOH

ما هو التخفيض؟

التخفيض هو كسب الإلكترون بواسطة جزيء أو ذرة أو أيون. يتم تقليل العنصر عندما يكتسب إلكترونات في التفاعل. تم التحقق من هذا من قبل انخفاض في حالة الأكسدة. كلما انخفضت حالة أكسدة الذرة ، زادت درجة الاختزال.

على سبيل المثال ، يتغير أيون النحاس ، مع حالة الأكسدة 2+ ، يصبح نحاسًا صلبًا ، مع حالة أكسدة 0:

النحاس²⁺(أ) + 2 هـ^- → النحاس (ق)

كلمة "اختزال" تأتي من اللاتينية يقلل وهو ما يعني "استعادة". واعتبرت عملية استخلاص المعادن بمثابة استعادة للمعادن منه المركبات المعدنية ، مثل الحديد من أكسيد الحديد أو النحاس من أكسيد الحديد النحاس (II).

معادلة التخفيض الجزئي

معادلة الاختزال الجزئي هي جزء من التفاعل العام حيث يوجد العنصر الذي يخضع للاختزال وكمية الإلكترونات التي يتلقاها على الجانب الأيسر من المواد المتفاعلة. على سبيل المثال ، في تفاعل تآكل الألومنيوم:

4Al + 3O₂ → 2Al₂أو₃

معادلة تقليل الأكسجين الجزئي هي:

أو⁰ + 2 هـ^-2 → س^-2

في هذه الحالة ، تكون حالة أكسدة الأكسجين في حالته الجزيئية 0 (صفر) ويتم اختزالها إلى أيون أكسيد بحالة أكسدة -2 ؛ أي أن حالة أكسدة الأكسجين تنتقل من 0 إلى -2 ، وتنخفض.

التخفيض والاختزال

يؤدي عامل الاختزال إلى تقليل مادة كيميائية أخرى. على سبيل المثال ، عندما يتفاعل المغنيسيوم مع الأكسجين لتكوين أكسيد المغنيسيوم:

2Mg (s) + O₂(ز) → 2MgO (s) ،

يتسبب المغنيسيوم في اكتساب الأكسجين للإلكترونات ، لذلك يعمل المغنيسيوم كعامل اختزال بينما يتم تقليل الأكسجين.

تميل المعادن إلى فقد الإلكترونات لذا فهي تعمل كعوامل اختزال.

أمثلة على تفاعلات الاختزال

• يكتسب الأكسجين الجزيئي أربعة إلكترونات ليتحول إلى أيون أكسيد:

أو₂(ز) + 4 هـ^-→ 2O^2-

• تكوين الفضة من أيونات الفضة:

اي جي⁺(ج) + ه^-→ Ag (s)

قد يثير اهتمامك أيضًا المركبات العضوية وغير العضوية.

دكتوراه في الكيمياء الحيوية من المعهد الفنزويلي للبحث العلمي (IVIC) ، مع شهادة في التحليل البيولوجي من الجامعة المركزية في فنزويلا.