العوامل المؤكسدة والعوامل المختزلة

Oxidation Reduction Reagents

العامل المؤكسد: المادة التي تؤكسد مادة أخرى في التفاعل الكيميائي، فيكتسب إلكترونات من المادة التي يؤكسدها وتحدث له عملية اختزال.

أمثلة على العوامل المؤكسدة:

F₂ , K₂Cr₂O₇ , KMnO₄ , O₂

العامل المختزل: المادة التي تختزل مادة أخرى في التفاعل الكيميائي، إذ يفقد إلكترونات تكسبها المادة التي يختزلها وتحدث له عملية تأكسد.

أمثلة على العوامل المختزلة:

CO , NaBH₄ , LiAlH₄

مثال (1):

يعد تفاعل الثيرمايت أحد تفاعلات التأكسد والاختزال المهمة؛ حيث يتفاعل الألمنيوم مع أكسيد الحديد III لتكوين أكسيد الألمنيوم والحديد وكمية كبيرة من الطاقة كافية لصهر الحديد الناتج، حسب المعادلة:

2Al _(s)  +  Fe₂O_{3 (s)}  → 2Fe _(l)  +  Al₂O_{3 (s)}  +  heat

أحدد العامل المؤكسد والعامل المختزل في التفاعل.

الحل:

أحدد أعداد تأكسد الذرات والأيونات في التفاعل:

أحدد التغير في أعداد التأكسد:

ذرات الألمنيوم تأكسدت؛ إذا زاد عدد تأكسدها من (0) إلى (+3)، لذا يعد (Al) عاملاً مختزلاً في التفاعل.

أيونات الحديد (Fe³⁺) اختزلت؛ إذا قل عدد تأكسدها (+3) إلى (0)، لذا يعد (Fe₂O₃) عاملاً مؤكسداً في التفاعل.

مثال (2):

أحدد العامل المؤكسد والعامل المختزل في التفاعل الآتي:

PbO _(s)  +  CO _(g)  →  Pb _(s)  +  CO_{2 (g)}

الحل:

أحدد أعداد تأكسد الذرات والأيونات في التفاعل:

أحدد التغير في أعداد التأكسد:

عدد تأكسد الرصاص قل من (+2) إلى (0)؛ أي أنه اختزل، لذا يعتبر PbO عاملاً مؤكسداً.

عدد تأكسد الكربون زاد من (+2) إلى (+4)؛ أي أنه تأكسد، لذا يعتبر CO عاملاً مختزلاً.

تفاعل التأكسد يحتاج إلى عامل مؤكسد ليحدث، وتفاعل الاختزال بحاجة إلى عامل مختزل ليحدث.

مثال (3):

أي التحولات التالية يحتاج إلى عامل مؤكسد، وأيها يحتاج إلى عامل مختزل؟

الحل:

التحولات (A , C , E) تأكسد، فهي بحاجة إلى عوامل مؤكسدة لتحدث.

التحولات (B , D , F) اختزال، فهي بحاجة إلى عوامل مختزلة لتحدث.

سؤال (1):

أحدد العامل المؤكسد والعامل المختزل في كل من المعادلات التالية:             

 Cu  +  2Ag¹⁺  →  Cu²⁺  +  2Ag

 2Al  +  3CuCl₂  →  2AlCl₃  +  2Cu

PbO₂  +  Cl^- + H₂O  +  OH^-  →  Pb(OH)₃^-  +  ClO^-1

2CO  +  O₂  →  2CO₂

Mg  +  2HCl  →  MgCl₂  +  H₂

ZnSO₄  +  Mg  →  Zn  +  MgSO₄

2FeCl₃  +  SnCl₂  →  2FeCl₂  +  SnCl₄

ويمكن أن تسلك المواد كعوامل مؤكسدة في ظروف معينه، وكعوامل مختزلة في ظروف أخرى.

مثال (4):

يسلك الهيدروجين كعامل مختزل إذا تفاعل مع عامل مؤكسد أقوى منه.

ويسلك الهيدروجين كعامل مؤكسد إذا تفاعل مع عامل مختزل أقوى منه.

سؤال (2):

في أي التفاعلين الآتيين يكون سلوك النيتروجين N₂ كعامل مختزل، وفي أيهما يكون يسلك كعامل مؤكسد:

  A) N₂ + 2O₂ → 2NO₂

  B) N₂ + 3H₂ → 2NH₃

سؤال (3):

في أي التفاعلات التالية يسلك S كعامل مختزل، وفي أيها يسلك كعامل مؤكسد؟

 A) S + H₂ → H₂S

 B) S + O₂ → SO₂

 C) S  +  Ca →  CaS

ملاحظة:

تتصرف الفلزات كعوامل مختزلة، وتتصرف أيوناتها كعوامل مؤكسدة.

تتصرف جزيئات اللافلزات كعوامل مؤكسدة، وتتصرف أيوناتها كعوامل مختزلة.

سؤال (4):

أي من المواد الآتية يمكن أن يسلك كعامل مختزل، وأيها يمكن أن يتصرف كعامل مؤكسد:

Br^-    ,    Ca    ,    K⁺    ,    Cl^-    ,    Cl₂

إجابات أسئلة الدرس في الملفات المرفقة.