نفسر ما هي الأكسدة وكيف تحدث. وكذلك أنواع الأكسدة وعدد الأكسدة والاختزال.
ما هي الأكسدة؟
يطلق عليه عادة أكسدة ل تفاعلات كيميائية حيث يتحد الأكسجين مع غيره مواد، وتشكيل جزيئات تسمى أكاسيد. هذا سائد بشكل خاص في عالم المعادن ، على الرغم من أنه لا يقتصر على هذه المعادن بأي حال من الأحوال. تسمى الأكسدة في الكيمياء الظاهرة الكيميائية التي يكون فيها أ ذرة, مركب أو أيون يفقد إلكترونًا واحدًا أو أكثر ، مما يؤدي إلى زيادة شحنته الموجبة.
نظرًا لأن الأكسجين عنصر يقبل عادةً هذه الإلكترونات ، فقد سُمي هذا النوع من التفاعل تفاعلات الأكسدة والاختزال أو تفاعلات تقليل الأكسدة أو تفاعلات الأكسدة والاختزال، ولكن من المهم أيضًا توضيح أنه قد تكون هناك تفاعلات الأكسدة والاختزال التي لا يشارك فيها الأكسجين. ضع في اعتبارك أن اسم الأكسجين يأتي من اليونانية أوكسي، "حمض" ؛ ص الجينات، "Producer": أي أن الأكسجين سمي بهذا الاسم لأنه يفسد المعادن، تمامًا كما يفعل حامض.
تحتوي معظم حالات الأكسدة على الأكسجين ، ولكن يمكن أن تحدث أيضًا في غيابه. وبالمثل ، فإن الأكسدة والاختزال يحدثان دائمًا معًا وفي وقت واحد.
دائمًا ما يشارك فيها عنصران يتبادلان الإلكترونات:
- عامل مؤكسد. إنه العنصر الكيميائي الذي يلتقط الإلكترونات المنقولة ، أي أنها تستقبلها وتزيد شحنتها السالبة. وهذا ما يسمى بامتلاك حالة أكسدة أقل ، أو بعبارة أخرى ، يتم تقليلها.
- عامل الاختزال. هل هو عنصر كيميائي التي تتخلى عن الإلكترونات المنقولة أو تفقدها ، مما يزيد من شحنتها الموجبة. هذا يسمى وجود حالة أكسدة أعلى ، أو بعبارة أخرى ، يتأكسد.
لذلك: يتم تقليل العامل المؤكسد بواسطة عامل الاختزال ، بينما يتأكسد عامل الاختزال بواسطة العامل المؤكسد. وبالتالي ، علينا أن أن تتأكسد هو فقدان الإلكترونات، في حين لتقليل هو الحصول على الإلكترونات.
هذه العمليات شائعة وكل يوم ، وهي في الواقع ضرورية لـ الحياة: ال كائنات حية نحصل الطاقة الكيميائية بفضل تفاعلات مماثلة ، مثل أكسدة الجلوكوز.
أنواع الأكسدة
هناك نوعان معروفان من الأكسدة:
- أكسدة بطيئة. يتم إنتاجه بواسطة الأكسجين الموجود في هواء أو في ماء، الذي يجعل المعادن تفقد لمعانها وتعاني تآكل التعرض لوقت طويل بيئة.
- أكسدة سريعة. يحدث في التفاعلات الكيميائية العنيفة مثل الإحتراق، طاردة للحرارة بشكل عام (تطلق الطاقة في شكل الحرارة) ، ويتم إنتاجه بشكل أساسي في العناصر العضوية (التي تحتوي على الكربون والهيدروجين).
عدد التأكسد
تحتوي العناصر الكيميائية على رقم أكسدة ، والذي يمثل عدد الإلكترونات التي يلعبها هذا العنصر عندما يتعلق الأمر بالارتباط مع العناصر الأخرى لتكوين مركب معين.
يكون هذا الرقم دائمًا عددًا صحيحًا تقريبًا ، ويمكن أن يكون موجبًا أو سالبًا ، اعتمادًا على ما إذا كان العنصر المعني يفقد أو يكتسب إلكترونات أثناء التفاعل ، على التوالي.
على سبيل المثال: يميل عنصر برقم الأكسدة +1 إلى فقد إلكترون عند التفاعل مع الآخرين ، بينما يميل عنصر برقم -1 إلى اكتساب إلكترون عندما يتفاعل مع الآخرين ليشكل مركبًا. يمكن أن تحتوي أرقام الأكسدة هذه على قيم عالية مثل الإلكترونات المشاركة في معالجة، وفي بعض الحالات يعتمدون عادة على العناصر التي يتفاعلون معها.
العناصر الحرة ، أي التي لم يتم دمجها مع عناصر أخرى ، لها عدد أكسدة 0. من ناحية أخرى ، بعض الأمثلة على أعداد الأكسدة هي:
عدد أكسدة الأكسجين هو -2 (O-2) ، باستثناء البيروكسيدات التي تحتوي على -1 (O2-2) والأكسدة الفائقة التي تحتوي على- (O2–).
عدد أكسدة العناصر المعدنية موجب. على سبيل المثال: أيون الصوديوم (Na +) ، أيون المغنيسيوم (Mg2 +) ، أيونات الحديد (Fe2 + ، Fe3 +)
عدد أكسدة الهيدروجين هو +1 (H +) ، باستثناء هيدرات المعادن التي تحتوي على -1 (H–).
الأكسدة والاختزال
الأكسدة والاختزال عمليات عكسية ومتكاملة ، تحدث دائمًا في نفس الوقت. في الأول ، يتم فقد الإلكترونات وفي الثانية يتم اكتسابها ، وبالتالي يتم تغيير الشحنات الكهربائية من العناصر.
غالبًا ما تستخدم هذه التفاعلات في العمليات الصناعية والمعدنية ، على سبيل المثال ، لتقليل حصول المعادن على عناصر معدنية نقية مثل الحديد أو الألومنيوم ؛ أو في احتراق المواد العضوية ، كما في محطات توليد الكهرباء أو حتى في المحركات النفاثة.