في تفاعلات الأكسدة والاختزال تنتقل الإلكترونات من العوامل المختزلة إلى العوامل المؤكسدة

1. الفصل الثاني: مفاهيم أساسية للأكسدة والإختزال • في تفاعلات الأكسدة والاختزال تنتقل الإلكترونات من العوامل المختزلة إلى العوامل المؤكسدة • وتتأكسد الذرة أو الأيون إذا فقدت إلكتروناً أو أكثر • وتختزل الذرة أو الأيون إذا اكتسبت إلكتروناً أو أكثر. • وعندما يكتسب العامل المؤكسد إلكتروناً أو أكثر يهبط تكافؤه من جراء ذلك. • وعندما يفقد العامل المختزل إلكتروناً أو أكثر يزداد تكافؤه. • ويمكن كتابة معادلة الأكسدة والاختزال باستخدام (طريقة الأيون-الإلكترون). نسخة إلكترونية من موقع الدكتور / عادل عباس عمارة - ربيع أول 1433

2. كتابة معادلة أكسدة واختزال (طريقة الأيون – الإلكترون) • تستخدم للتعبير عن تفاعلات الأكسدة والاختزال ويراعى هنا جزيئات الماء وأيون الهيدروجين وأيون الهيدروكسيل قد تدخل في التفاعلات. مثال 1: إختزال كلوريد الحديديك (FeCl3) بواسطة كلوريد القصديروز (SnCl2) ، وذلك بكتابة- المعادلة الأيونية الجزيئية للإختزال: Fe3+⇋ Fe2+ ………………………….. (1) - والمعادلة الأيونية الجزيئية للتأكسد: Sn2+⇋ Sn4+ …………………………. (2) وحيث أن مجموع الشحنات الكهربية في طرفي كل معادلة يجب أن تتساويا. فإنه يمكن ضبط المعادلة (1) بإضافة إلكترون إلى الطرف الأيسر: Fe3+ + e ⇋ Fe2+ ………………………….. (3) كما يمكن ضبط المعادلة (2) بإضافة إلكترونين للطرف الأيمن: Sn2+⇋ Sn4+ + 2e …………………………. (4) نسخة إلكترونية من موقع الدكتور / عادل عباس عمارة - ربيع أول 1433

3. وحيث أن الإلكترونين الذين يفقدهما أيون القصديروز (Sn2+) ينتقلان إلى أيون الحديديك (Fe3+). فيجب ضبط المعادلة (3) بضرب الطرفين × 2. • 2Fe3+ + 2e ⇋ 2Fe2+ ………………………….. (5) • بجمع المعادلتين (4) و (5) ينتج • Sn2+⇋ Sn4+ + 2e …………………………. (4) • 2Fe3+ + 2e ⇋ 2Fe2+ ………………………….. (5) • _______________________________________ • 2Fe3+ + Sn2+ + 2e ⇋ 2Fe2+ + Sn4+ + 2e • وبشطب الإلكترونات من طرفي المعادلة نحصل على المعادلة الأيونية البسيطة: • 2Fe3+ + Sn2+⇋ 2Fe2+ + Sn4+ ………….. (6) • يلزم أيونان من أيونات الحديديك لأكسدة أيون واحد من أيونات القصديروز. نسخة إلكترونية من موقع الدكتور / عادل عباس عمارة - ربيع أول 1433

4. مثال 2: اختزال برمنجنات البوتاسيوم في محلول محمض بحامض الكبرتيك المخفف بكلوريد الحديدوز: المعادلة الأيونية للإختزال: MnO4- Mn2+ لضبط هذه المعادلة ذرياً ، يجب إضافة 8H+ إلى الطرف الأيسر: MnO4- + 8H+Mn2+ + 4H2O ولضبط هذه المعادلة من ناحية الشحنات الكهربية ، يجب إضافة 5 إلكترونات للطرف الأيسر من المعادلة: MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O ……………. (1) المعادلة الأيونية للتأكسد: Fe2+⇋ Fe3+ و لوزن شحنات هذه المعادلة ، يضاف إلكترون إلى الطرف الأيمن للمعادلة: Fe2+⇋ Fe3+ + e نسخة إلكترونية من موقع الدكتور / عادل عباس عمارة - ربيع أول 1433

5. وحيث أن الإلكترونات المفقودة تساوي الإلكترونات المكتسبة ، فيجب ضرب طرفي المعادلة × 5. 5Fe2+⇋ 5Fe3+ + 5e ……………. (2) وبذلك يكون أكسدة الحديدوز في محلول حمضي باستخدام برمنجنات البوتاسيوم بجمع المعادلتين (1) و (2): MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O ……………. (1) 5Fe2+⇋ 5Fe3+ + 5e ……………. (2) _______________________________________ MnO4- + 8H+ + 5Fe2+⇋ Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O نسخة إلكترونية من موقع الدكتور / عادل عباس عمارة - ربيع أول 1433

6. مثال 3: اختزال بيكرومات البوتاسيوم في محلول محمض بحامض الكبريتيك بواسطة يوديد البوتاسيوم • المعادلة الأيونية للإختزال: Cr2O72-⇋2Cr3+ • Cr2O72- + 14H+⇋2Cr3+ + 7H2O و لوزن الشحنات يضاف 6 إلكترونات إلى الطرف الأيسر: • Cr2O72- + 14H++ 6e ⇋2Cr3+ + 7H2O …............ (1) المعادلة الأيونية للتأكسد: 2I-⇋ I2 • 2I-⇋ I2 + 2e …………………..… (2) وبذلك يكتسب أيون البيكربونات 6 إلكترونات ، ويجب ضرب المعادلة 2 × 3 • 6I-⇋ 3I2 + 6e …………………..… (3) بجمع المعادلتين (1) و (3): • Cr2O72- + 14H++ 6e ⇋2Cr3+ + 7H2O ….. (1) • 6I-⇋ 3I2 + 6e …………………..… (3) _______________________________________ • Cr2O72- + 14H+ + 6I-⇋2Cr3+ + 3I2 + 7H2O نسخة إلكترونية من موقع الدكتور / عادل عباس عمارة - ربيع أول 1433

7. الوزن المكافئ للعامل المؤكسد أو أكسدة العامل المختزل • (1) يتم اختزال برمنجنات البوتاسيوممحمض بحمض الكبريتيك المخفف حسب المعادلة: • MnO4- + 8H+ + 5e ⇋Mn2+ + 4H2O • K في محلول MnO4  الوزن المكافئ لـ (KMnO4) = = 31.61 5 (2) يتم اختزال برمنجنات البوتاسيوم في محلول متعادل • MnO4- + 2H2O + 3e ⇋MnO2 + 4HO- KMnO4 •  الوزن المكافئ لـ (KMnO4) = = 52.64 3 نسخة إلكترونية من موقع الدكتور / عادل عباس عمارة - ربيع أول 1433

8. (3) يتم اختزال برمنجنات البوتاسيوم في محلول قاعدي • MnO4- + e ⇋MnO42- KMnO4 •  الوزن المكافئ لـ (KMnO4) = = 158.03 1 (4) اختزال بيكرومات البوتاسيوم إلى أيون الكروم الثلاثي • Cr2O72- + 14H+ + 6e ⇋2Cr3+ + 7H2O K2Cr2O7 •  الوزن المكافئ لـ (K2Cr2O7) = = 49.04 6 نسخة إلكترونية من موقع الدكتور / عادل عباس عمارة - ربيع أول 1433

9. (5) اختزال أيون الحديديك (Fe3+) إلى الحديدوز (Fe2+). • Fe3+ + e ⇋Fe2+ Fe3+ •  الوزن المكافئ لأيون الحديديك = = 55.58 1 (6) اختزال الكلور إلى أيون كلوريد: Cl2 + 2e ⇋ 2Cl- اختزال البروم إلى أيون بروميدBr2 + 2e ⇋ 2Br- اختزال اليود إلى أيون يوديدI2 + 2e ⇋ 2I- Cl2Cl •  الوزن المكافئ للكلور = = = 35.46 2 1 نسخة إلكترونية من موقع الدكتور / عادل عباس عمارة - ربيع أول 1433

10. (7) اختزال أيون أيودات البوتاسيوم (K+IO3-) اختزال أيون برومات البوتاسيوم (K+BrO3-) IO3- + 6H+ + 6e ⇋ I- + 3H2O BrO3- + 6H+ + 6e ⇋ Br- + 3H2O KIO3 •  الوزن المكافئ لأيودات البوتاسيوم = = 35.66 6 KBrO3 •  الوزن المكافئ لبرومات البوتاسيوم = = 27.84 6 (8) اختزال هيبوكلوريت الصوديوم (Na+ClO-) ClO- + H2O + 2e ⇋ Cl- + 2OH- NaClO •  الوزن المكافئ لهيبوكلوريت الصوديوم = = 17.01 2 نسخة إلكترونية من موقع الدكتور / عادل عباس عمارة - ربيع أول 1433

11. (9) اختزال ثاني أكسيد المنجنيز MnO2 + 4H+ + 2e ⇋ Mn2+ + 2H2O MnO286.93 •  الوزن المكافئ لثاني أكسيد المنجنيز =  = = 43.47 2 2 Mn2+ 54.93 •  الوزن المكافئ لأيون المنجنيز =  = = 27.47 2 2 (10) يتم اختزال حامض النيتريك (المركز) حسب المعادلة NO3- + 2H+ + e ⇋ NO2 + H2O HNO3 •  الوزن المكافئ لحامض النيتريك = = 63.016 1 نسخة إلكترونية من موقع الدكتور / عادل عباس عمارة - ربيع أول 1433

12. (11) ويتم اختزال حامض النيتريك (المخفف) حسب المعادلة NO3- + 4H+ + 3e ⇋ NO + 2H2O HNO3 •  الوزن المكافئ لحامض النيتريك = = 21.005 3 (12) أكسدة الخارصين: Zn - 2e ⇋ Zn2+ Zn 65.38 •  الوزن المكافئ للخارصين =  = = 32.69 2 2 نسخة إلكترونية من موقع الدكتور / عادل عباس عمارة - ربيع أول 1433

13. (13) أكسدة حامض الأوكساليك C2O42- - 2e ⇋ 2CO2 • H2C2O4 •  الوزن المكافئ لحامض الأوكساليك (H2C2O4) = = = 45.03 2 • H2C2O4.2H2O •  الوزن المكافئ لحامض الأوكساليك (H2C2O4.2H2O) = = 63.03 2 • C2O42- •  الوزن المكافئ لأيون الأوكساليك (C2O42-)= = 44 2 • Na2C2O4 134.014 • الوزن المكافئ لأوكسالات الصوديوم (Na2C2O4) = = = 67.007 2 2 نسخة إلكترونية من موقع الدكتور / عادل عباس عمارة - ربيع أول 1433