التأكسد والاختزال

عدد التأكسد (حالة التأكسد) :
الشحنة التي يبدو كأن الذرة تحملها مقدارا وإشارة حسب قواعد متفق عليها .
مثال :-
عدد تأكسد المغنيسيوم في المركب الأيوني MgO ، هو (+2)
قواعد حساب عدد التأكسد :-
القواعد الآتية يجب أن تؤخذ بالاعتبار عند تحديد عدد تأكسد العنصر في المركب :-
1- عدد تأكسد العناصر النقية يساوي صفراً .
العناصر النقية:-
هي التي تتكون من نوع واحد من الذرات بغض النظر عن عددها

أمثلة :-
- عدد تأكسد الصوديوم Na يساوي صفرا .
- عدد تأكسد الكلور Cl2 يساوي صفرا .
- عدد تأكسد الفوسفور P4 يساوي صفرا .
- عدد تأكسد الكبريت S8 يساوي صفرا .
لتأكسد والاختزال
تفاعلات التأكسد والاختزال الذاتي

مجال استخدام مواد القصر الثلاث السابقة :-
1- فوق أكسيد الهيدروجين :-
- يستخدم لقصر ألوان الأشياء الحساسة مثل الشعر والحرير الصوف والريش. وتستخدمه السيدات لقصر لون الشعر إلا أنه يسبب تقصف الشعر وتقرح جلد الرأس إذا تم استخدامه بتراكيز عالية.
- ويستخدم في إزالة قتامة اللوحات الزيتية القديمة، فالدهانات القديمة المحتوية على مركبات الرصاص تتفاعل مع غاز H2S الموجود في الهواء الملوث وتكون PbS اسود اللون ويعمل H2O2 على أكسدة PbS إلى PbSO4 الأبيض .

2- هيبوكلوريت الصوديوم :-
يستخدم لتبيض الملابس وإزالة البقع.

3- غاز ثاني أكسيد الكبريت :-
يستخدم لقصر ألوان المواد في لب الخشب عند صناعة الورق والتي تعود لتتأكسد من جديد عند تعرضها لأكسجين الهواء فتصفر الأوراق مع مرور الزمن.

ب.استخلاص الفلزات من خاماتها.
يتم استخلاص الفلز من خامة عن طريق اختزاله بعامل مختزل مناسب.
أمثلة :-
يتم استخلاص التيتانيوم من خامه عن طريق مفاعلته مع عامل مختزل مناسب مثل المغنيسيوم .

- يتم استخلاص الكروم من خامه عن طريق مفاعلته مع عامل مختزل مناسب مثل الألومنيوم .
ويعد استخلاص الحديد من خام الهيماتيت Fe2O3 في الفرن اللافح من الأمثلة على تفاعلات التأكسد والاختزال والتي تتم وفق عدد من الخطوات خلاصتها :-

1- إنتاج أول أكسيد الكربون من تفاعل الفحم C مع الأكسجين O2
2- يتم اختزال خام الحديد Fe2O3 إلى الحديد.
3- عدد تأكسد الهيدروجين في أغلب مركباته يساوي (+1) .

أمثلة :-
- الماء H2O
- هيدرو كسيد الصوديوم NaOH
ويكون عدد تأكسد الهيدروجين (-1) إذا اتحد مع عنصر أقل كهرسلبية منه كما في هيدريدات الفلزات .

أمثلة :-
- هيدريد الصوديوم NaH .
- هيدريد المغنيسيوم MgH2 .

5- عدد تأكسد الفلزات دائماً موجب.
لأن الفلزات دائما تميل لفقد الالكترونات.

6- عدد تأكسد فلزات عناصر المجموعة (IA ) دائماً (+1) .

7- عدد تأكسد عناصر المجموعة (IIA) دائماً (+2) .

8- مجموع أعداد التأكسد للذرات في المركب(المتعادل) يساوي صفرا.
المركب المتعادل لا يحمل أي شحنة ظاهرة.

9- مجموع أعداد التأكسد للأيون عديد الذرات يساوي شحنة الأيون في المقدار والإشارة .
الأيون عديد الذرات ( الأيون المعقد ) هو الأيون الذي يحتوي على أكثر من ذرة ويحمل شحنة ظاهرة مثل Cr2O7-2.

الصيغ الكيميائية لأهم الأيونات المعقدة (المجموعات الكيميائية)
اسم الأيون , صيغة الأيون , شحنة الأيون

الأمونيوم 1+NH4, النيترات NO3-1 ,الهيدروكسيد OH-1
البيرمنغنات MnO4-1, الدايكرومات 2-Cr2O7 , الكبريتات -2SO4 الكربونات 2-CO3 , الفوسفات -3PO4



مثال :-
احسب عدد تأكسد الكبريت في حمض الكبريتيك H2SO4 ؟
(عدد تأكسد S×عدد ذراته)+(عدد تأكسدO ×عدد ذراته)+(عدد تأكسد H×عدد ذراته)= صفر
(عدد تأكسد الكبريت ×1) + (-2×4) + (+1×2) = صفر
عدد تأكسد الكبريت = +6

مثال :-
احسب عدد تأكسد الكروم في أيون الدايكرومات Cr2O7-2
(عدد تأكسد الكروم × عدد ذراته) + (عدد تأكسد الأكسجين × عدد ذراته) = -2
( عدد تأكسد الكروم × 2 ) + ( -2 × 7 ) = -2
عدد تأكسد الكروم = +6

سؤال :-
احسب أعداد تأكسد الذرات المشار إليها بخط في المركبات والأيونات الآتية:-

F2O , C6H12O6 , MnO4-, Na2UO4 , AsO4-3 , H3IO6-2

المركبات أو الأيونات

NH4I-3 ,AsO4I-3 , -2F2O , H3IO6-2 , +5HClO3 +6Na2UO4 , C6H12O6, K2O21-