أحدث الموضوعات

وزن معادلات الأكسدة والاختزال Redox equations

.



تتم عملية وزن معادلات الأكسدة والاختزال بطريقتين :

1- طريقة الأيون – إلكترون (طريقة نصف التفاعل)
(Ion – Electron (Half Reaction Method

2- طريقة أعداد الأكسدة Oxidation numbers Method


أولا : طريقة الأيون – إلكترون (طريقة نصف التفاعل)

الخطوات :
1- تحديد أعداد الأكسدة لجميع الذرات، ومنها يحدد العنصر الذي تأكسد والعنصر الذي اُختزل. 
2- وزن الذرات التى حصل لها أكسدة واختزال من خلال مقارنة أعداد الأكسدة للذرات. وإذا كانت هذه الذرات موزونة ننتقل للخطوة التالية مباشرة.
3- كتابة نصفي تفاعل الأكسدة والاختزال كل على حدة.
4- وزن الأكسجين وذلك بإضافة جزئ ماء عن كل ذرة أكسجين ناقصة.
5- وزن الهيدروجين كما يلي :
أ‌- في الوسط الحامضي يوازن النقص فى ذرات الهيدروجين بإضافة أيون هيدروجين 
(H+)عن كل ذرة هيدروجين ناقصة.

ب‌- فى الوسط القاعدي يوازن النقص في ذرات الهيدروجين بإضافة جزئ ماء (H2O) عن كل ذرة هيدروجين ناقصة وفى الجهة الأخرى يضاف أيون هيدروكسيد (OH-)عن كل جزئ ماء تمت إضافته.
6- نوازن الشحنات وذلك بإضافة إلكترونات إلى كل نصف على حدة.
7- توحيد عدد المعامل الحسابي للإلكترونات فى حالة عدم تساوي عدد الإلكترونات المفقودة مع المكتسبة بحيث نضرب كل نصف تفاعل في عدد ما بحيث تتساوى أعداد الإلكترونات المفقودة والمكتسبة.
8- نجمع نصفي التفاعل بعض التخلص من الإلكترونات في كلا المعادلتين

أمثلة على الطريقة الأولى  

مثال 1 :

الحل : 1- نوجد عدد الأكسدة لجميع الذرات فى المعادلة : 
نلاحظ أن عدد الذرات التى حدث لها أكسدة واختزال موزونة على طرفي المعادلة.

2- كتابة تفاعل الأكسدة والاختزال :

3- نزن الأكسجين بإضافة جزئ ماء عن كل ذرة أكسجين ناقصة إلى الطرف الناقص:

4- نوزن الهيدروجين بإضافة أيون (H+)عن كل ذرة هيدروجين ناقصة :

5- نوزن الشحنات بإضافة إلكترونات إلى كل نصف على حدة :


6- توحيد المعامل الحسابي للإلكترونات :


7- نجمع نصفي التفاعل بعد التخلص من الإلكترونات فى كلا المعادلتين :



مثال 2  

الحل : 1- إيجاد عدد الأكسدة لجميع الذرات فى المعادلة:

2- كتابة نصفي تفاعل الأكسدة والاختزال كل على حدة :

3- وزن الأكسجين بإضافة جزئ ماء عن كل ذرة أكسجين ناقصة

4- وزن الهيدروجين بإضافة جزئ ماء عن كل ذرة هيدروجين ناقصة، وفي الجهة الأخري يضاف أيون الهيدروكسيد عن كل جزئ ماء تمت إضافته:

5- نوزن الشحنات وذلك بإضافة إلكترونات إلى كل نصف على حدة:

6- توحيد المعامل الحسابي للإلكترونات 

وبالتالي تصبح المعادلات بعض ضربها فى المعامل الحسابي:

7- نجمع نصفى التفاعل:

8- نختصر المتكرر فى الطرفين

 تطبيقات إضافية بحلول نهائية لوزن تفاعلات الأكسدة والإختزال بطريقة الأيون الكترون

تمرين 1

تمرين 2

تمرين 3

تمرين 4

تمرين 5

تمرين 6

تمرين 7

تمرين 8

ثانيًا : طريقة أعداد الأكسدة

الخطوات :
1- وزن الذرات (باستثناء الهيدروجين والأكسجين)التى حصل بها أكسدة واختزال إذا كانت غير موزونة.
2- تحديد أعداد الأكسدة لجميع الذرات فى التفاعل. ومن هنا سوف يتبين العنصر الذي حدث له أكسدة والعنصر الذي حدث له اختزال.
3- صل العنصر الذي حدث له أكسدة مع ناتج تأكسده، واكتب على الخط عدد الإلكترونات المفقودة. وصل العنصر الذي حدث له اختزال مع ناتج اختزاله بخط واكتب على الخط عدد الإلكترونات المكتسبة.
4- وحد عدد المعامل الحسابي للإلكترونات في حالة عدم تساوي عدد الإلكترونات المفقودة مع المكتسبة
5- يوازن النقص في ذرات الأكسجين بإضافة جزئ ماء عن كل ذرة أكسجين ناقصة.
6- يوازن النقص فى ذرات الهيدروجين حسب الوسط :
أ‌- فى الوسط الحامضي يوازن النقص فى ذرات الهيدروجين بإضافة أيون هيدروجين 
(H+)عن كل ذرة هيدروجين ناقصة.
ب‌- في الوسط القاعدي يوازن النقص فى ذرات الهيدروجين بإضافة جزئ ماء (H2O) عن كل ذرة هيدروجين ناقصة وفى الجهة الأخرى يضاف أيون الهيدروكسيد عن كل جزئ ماء تمت إضافته.
7- نختصر المتكرر فى المواد المتفاعلة والناتجة. 

أمثلة على الطريقة الثانية

مثال 1

الحل : 1- من المعادلة المعطاة في السؤال فإن الذرات التي حصل بها أكسدة واختزال موزونة
2- نحدد أعداد الأكسدة لجميع الذرات :

ونلاحظ أن الحديد قد زاد رقم الأكسدة له من (+2) إلى (+3) وبالتالي حدث له أكسدة، وبالمقابل فإن النيتروجين نقص عدد الأكسدة له من (+5) إلى (+2) مما يعنى حدوث عملية اختزال له 

3- نصل بخط بين (Fe+2)الذي حصل له أكسدة مع ناتج الأكسدة (Fe+3)مع كتابة عدد الالكترونات المفقودة، ونصل بين(NO3-) الذي حدث اختزال مع ناتج الاختزال (NO) بخط مع كتابة عدد الإلكترونات المكتسبة على الخط.



4- نساوي عدد الإلكترونات بضرب المواد المشتركة فى الأكسدة فى العدد 3 وبضرب المواد المشتركة فى الاختزال فى العدد 1.

5- نوزن النقص فى ذرات الأكسجين بإضافة جزئ ماء عن كل ذرة أكسجين ناقصة.

6- نوزن النقص في ذرات الهيدروجين بإضافة (H+)عن كل ذرة هيدروجين ناقصة:

مثال 2

الحل : 1- نزن الذرات التى يحصل بها أكسدة واختزال (باستثناء ذرات الهيدروجين والأكسجين): 

2- نوجد إعداد الأكسدة لجميع الذرات:

3- نصل بين المادة التى حصل لها أكسدة (Fe3O4) مع ناتج الأكسدة (Fe2O3) مع كتابة عدد الإلكترونات المفقودة (2e)، ونصل المادة التى حصل لها اختزال (MnO4-)  مع ناتج الإختزال (MnO2) مع كتابة عدد الإلكترونات المكتسبة (3e)

4- نضرب عدد الإلكترونات المشتركة فى الأكسدة في (3) ونضرب المواد المشتركة فى الإختزال فى (2):

5- نوزن النقص في ذرات الأكسجين بإضافة جزئ ماء عن كل ذرة أكسجين ناقصة:

6- نوزن النقص في ذرات الهيدروجين بإضافة جزئ ماء (H2O) عن كل ذرة هيدروجين ناقصة وفي الجهة الأخرى يضاف أيون الهيدروكسيد (OH-)عن كل جزئ ماء تمت إضافته:

7- بحذف المكرر فى المواد المتفاعلة والناتجة نحصل على :

تطبيقات إضافية بحلول نهائية لوزن تفاعلات الأكسدة والإختزال بطريقة أعداد الأكسدة

تمرين 1

تمرين 2

المراجع : وزن معادلات الأكسدة والاختزال Redox reactions - الفصل الأول "الأكسدة والأختزال" من كتاب الكيمياء الكهربية - الجزء الأول للمؤلف / عمر بن عبدالله الهزازي أستاذ قسم الكيمياء - كلية العلوم التطبيقية - جامعة أم القرى.

.

ليست هناك تعليقات