الأكسدة والاختزال

📅 آخر تحديث: ١٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 16 صور
الموسوعة الحرة

يعطي الصوديوم إلكترونًا خارجيًا واحدًا للفلور ، مما يؤدي إلى ارتباطهما لتكوين فلوريد الصوديوم . تتأكسد ذرة الصوديوم، ويختزل الفلور.
عندما يتم إضافة بضع قطرات من الجلسرين (عامل اختزال خفيف) إلى برمنجنات البوتاسيوم المطحونة (عامل مؤكسد قوي)، تبدأ تفاعلات أكسدة-اختزال عنيفة مصحوبة بالاشتعال الذاتي.
مثال على تفاعل اختزال-أكسدة بين الصوديوم والكلور، مع الاختصار OIL RIG [1]

الأكسدة والاختزال ( / ˈrɛdɒks / RED - oks ، / ˈriːdɒks / REE - doks ، أكسدة الاختزال [ 2 ] أو أكسدة الاختزال [3] : 150  ) هو نوع من التفاعلات الكيميائية التي تتغير فيها حالات أكسدة المواد المتفاعلة . [ 4 ] الأكسدة هي فقدان الإلكترونات أو زيادة حالة الأكسدة، بينما الاختزال هو اكتساب الإلكترونات أو انخفاض حالة الأكسدة. تحدث عمليتا الأكسدة والاختزال في وقت واحد في التفاعل الكيميائي.

هناك فئتان من تفاعلات الأكسدة والاختزال:

  • نقل الإلكترونات – يتدفق إلكترون واحد (عادةً) فقط من الذرة أو الأيون أو الجزيء الذي يتم أكسدتة إلى الذرة أو الأيون أو الجزيء الذي يتم اختزاله. غالبًا ما تتم مناقشة هذا النوع من تفاعلات الأكسدة والاختزال من حيث أزواج الأكسدة والاختزال وإمكانات الأقطاب الكهربائية.
  • نقل الذرات - تنتقل الذرة من ركيزة إلى أخرى. على سبيل المثال، في صدأ الحديد ، تزداد حالة أكسدة ذرات الحديد مع تحول الحديد إلى أكسيد ، وفي الوقت نفسه، تقل حالة أكسدة الأكسجين مع قبوله للإلكترونات التي يطلقها الحديد. على الرغم من أن تفاعلات الأكسدة ترتبط عادةً بتكوين أكاسيد، إلا أن الأنواع الكيميائية الأخرى يمكن أن تؤدي نفس الوظيفة. [5] في الهدرجة ، يتم تقليل الروابط مثل C = C عن طريق نقل ذرات الهيدروجين .

مصطلحات

"Redox" هي كلمة مركبة من الكلمتين "REDuction" و"OXidation". وقد استُخدم مصطلح "redox" لأول مرة في عام 1928. [6]

الأكسدة هي عملية تفقد فيها المادة الإلكترونات، أما الاختزال فهو عملية تكتسب فيها المادة الإلكترونات.

تحدث عمليتا الأكسدة والاختزال في وقت واحد ولا يمكن أن تحدثا بشكل مستقل. [5] في عمليات الأكسدة والاختزال، ينقل العامل المختزل الإلكترونات إلى المؤكسد. وبالتالي، في التفاعل، يفقد العامل المختزل أو العامل المختزل الإلكترونات ويتأكسد، ويكتسب العامل المؤكسد أو العامل المؤكسد الإلكترونات ويختزل. يُطلق على زوج العامل المؤكسد والعامل المختزل الذي يشارك في تفاعل معين اسم زوج الأكسدة والاختزال. زوج الأكسدة والاختزال هو نوع مختزل وشكل الأكسدة المقابل له، [7] على سبيل المثال، Fe2+
/ في3+
.يُطلق على الأكسدة وحدها والاختزال وحدهما اسم نصف التفاعل لأن نصفي التفاعل يحدثان دائمًا معًا لتكوين تفاعل كامل. [5]

في التفاعلات الكهروكيميائية تحدث عمليتا الأكسدة والاختزال في نفس الوقت ولكنهما منفصلتان في المكان.

المؤكسدات

الأكسدة تعني في الأصل تفاعلًا مع الأكسجين لتكوين أكسيد. لاحقًا، تم توسيع المصطلح ليشمل المواد التي تنجز تفاعلات كيميائية مماثلة لتلك الخاصة بالأكسجين. في النهاية، تم تعميم المعنى ليشمل جميع العمليات التي تنطوي على فقدان الإلكترونات أو زيادة حالة أكسدة نوع كيميائي. [8] : A49  المواد التي لديها القدرة على أكسدة مواد أخرى (تسبب فقدانها للإلكترونات) يقال إنها مؤكسدة أو مؤكسدة، وتعرف باسم عوامل الأكسدة أو المؤكسدات أو المؤكسدات. يزيل المؤكسد الإلكترونات من مادة أخرى، وبالتالي يتم اختزاله هو نفسه. [8] : A50  لأنه "يقبل" الإلكترونات، يُطلق على عامل الأكسدة أيضًا اسم متقبل الإلكترونات . المؤكسدات هي عادةً مواد كيميائية تحتوي على عناصر في حالات أكسدة عالية [3] : 159  (على سبيل المثال، N
2ا
4, ثاني أكسيد المنجنيز-
4, أكسيد الكروم
3، كر
2ا2-
7، أوسو
4)، أو العناصر شديدة السالبية الكهربية (مثل O 2 ، F 2 ، Cl 2 ، Br 2 ، I 2 ) التي يمكنها اكتساب إلكترونات إضافية عن طريق أكسدة مادة أخرى. [3] : 909 

المؤكسدات هي مؤكسدات، ولكن المصطلح مخصص بشكل أساسي لمصادر الأكسجين، وخاصة في سياق الانفجارات. حمض النيتريك مؤكسد قوي. [9]

الرسم التخطيطي الدولي للمواد الكيميائية المؤكسدة

المواد المختزلة

المواد التي لديها القدرة على اختزال مواد أخرى (تسبب اكتسابها للإلكترونات) يقال عنها أنها مختزلة أو مختزلة وتعرف باسم عوامل الاختزال أو المختزلات أو المختزلات. ينقل عامل الاختزال الإلكترونات إلى مادة أخرى وبالتالي يتأكسد هو نفسه. [3] : 159  ولأنه يتبرع بالإلكترونات، يُطلق على عامل الاختزال أيضًا مانح الإلكترونات . يمكن للمانحين بالإلكترونات أيضًا تكوين معقدات نقل الشحنة مع مستقبلات الإلكترونات. تشير كلمة الاختزال في الأصل إلى فقدان الوزن عند تسخين خام معدني مثل أكسيد المعدن لاستخراج المعدن. بعبارة أخرى، تم "اختزال" الخام إلى معدن. [10] أظهر أنطوان لافوازييه أن هذا الفقد في الوزن كان بسبب فقدان الأكسجين كغاز. في وقت لاحق، أدرك العلماء أن ذرة المعدن تكتسب الإلكترونات في هذه العملية. ثم أصبح معنى الاختزال معممًا ليشمل جميع العمليات التي تنطوي على اكتساب الإلكترونات. [10] يشير المكافئ المختزل إلى الأنواع الكيميائية التي تنقل ما يعادل إلكترون واحد في تفاعلات الأكسدة والاختزال. المصطلح شائع في الكيمياء الحيوية . [11] يمكن أن يكون المكافئ المختزل إلكترونًا أو ذرة هيدروجين كأيون هيدريد . [12]

إن عوامل الاختزال في الكيمياء متنوعة للغاية. فالمعادن الأولية ذات الشحنة الكهربائية الموجبة ، مثل الليثيوم والصوديوم والمغنيسيوم والحديد والزنك والألومنيوم ، تعد عوامل اختزال جيدة. وتتبرع هذه المعادن بالإلكترونات بسهولة نسبية. [13]

تُختزل كواشف نقل الهيدريد، مثل NaBH 4 و LiAlH 4 ، عن طريق نقل الذرات: فهي تنقل ما يعادل الهيدريد أو H − . تُستخدم هذه الكواشف على نطاق واسع في اختزال مركبات الكربونيل إلى كحوليات . [14] [15] وتتضمن طريقة الاختزال ذات الصلة استخدام غاز الهيدروجين (H 2 ) كمصدر لذرات الهيدروجين. [3] : 288 

الإلكترون ونزع الإلكترون

اقترح عالم الكيمياء الكهربائية جون بوكريس كلمتي الإلكترون وإزالة الإلكترونات لوصف عمليات الاختزال والأكسدة على التوالي، عندما تحدث عند الأقطاب الكهربائية . [16] هذه الكلمات تشبه البروتون وإزالة البروتونات . [17] لم يتم تبنيها على نطاق واسع من قبل الكيميائيين في جميع أنحاء العالم، [ بحاجة لمصدر ] على الرغم من أن الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية قد اعترف بمصطلحي الإلكترون [18] وإزالة الإلكترونات. [19]

المعدلات والآليات والطاقات

يمكن أن تحدث تفاعلات الأكسدة والاختزال ببطء، كما في حالة تكوين الصدأ ، أو بسرعة، كما في حالة حرق الوقود . تكون تفاعلات نقل الإلكترون سريعة بشكل عام، وتحدث في غضون وقت الخلط. [20]

آليات تفاعلات نقل الذرات متغيرة للغاية لأن العديد من أنواع الذرات يمكن نقلها. يمكن أن تكون مثل هذه التفاعلات معقدة للغاية أيضًا، وتتضمن العديد من الخطوات. تحدث آليات تفاعلات نقل الإلكترون من خلال مسارين متميزين، نقل الإلكترون في المجال الداخلي [21] ونقل الإلكترون في المجال الخارجي . [22]

يسمح تحليل طاقات الرابطة وطاقات التأين في الماء بحساب الجوانب الديناميكية الحرارية لتفاعلات الأكسدة والاختزال. [23]

إمكانات الأقطاب الكهربائية القياسية (إمكانات الاختزال)

كل نصف تفاعل له جهد قطبي قياسي ( Eخلية
​)، وهو ما يساوي فرق الجهد أو الجهد عند التوازن في ظل الظروف القياسية لخلية كهروكيميائية حيث يكون تفاعل الكاثود هو نصف التفاعل المعتبر، ويكون الأنود قطب هيدروجين قياسي حيث يتأكسد الهيدروجين: [24]

1 ⁄ 2 H 2 → H ++ e −

تُعرف أيضًا إمكانية القطب لكل نصف تفاعل بإمكانية الاختزال ( E)او
احمر)، أو الجهد عندما يحدث نصف التفاعل عند الكاثود. جهد الاختزال هو مقياس لميل عامل الأكسدة إلى الاختزال. قيمته صفر لـ H + + e − → 1 ⁄ 2 H 2 حسب التعريف، موجب لعوامل الأكسدة الأقوى من H + (على سبيل المثال، +2.866 فولت لـ F 2 ) وسالبة لعوامل الأكسدة الأضعف من H + (على سبيل المثال، −0.763 فولت لـ Zn 2+ ). [8] : 873 

بالنسبة لتفاعل الأكسدة والاختزال الذي يحدث في الخلية، فإن فرق الجهد هو:

هـخلية
​= هـأو
الكاثود- هـأو
أنود

ومع ذلك، يتم التعبير عن إمكانات التفاعل عند الأنود أحيانًا كإمكانات أكسدة :

هـيا
ثور= – هـاو
احمر

جهد الأكسدة هو مقياس لميل عامل الاختزال إلى الأكسدة ولكنه لا يمثل الجهد الفيزيائي عند القطب. باستخدام هذا الترميز، تُكتب معادلة جهد الخلية بعلامة زائد

هـخلية
​= هـo
الأحمر (الكاثود)+ هـo
ox(الأنود)

أمثلة على تفاعلات الأكسدة والاختزال

توضيح لتفاعل الأكسدة والاختزال

في التفاعل بين الهيدروجين والفلور ، يتأكسد الهيدروجين ويتم اختزال الفلور:

ح 2 + ف 2 → 2 HF

يطلق هذا التفاعل التلقائي 542 كيلوجول لكل 2 جرام من الهيدروجين لأن الرابطة HF أقوى بكثير من الرابطة FF. يمكن تحليل هذا التفاعل على أنه نصف تفاعلين . يحول تفاعل الأكسدة الهيدروجين إلى بروتونات :

ح 2 → 2 ح ++ 2 هـ −

يؤدي تفاعل الاختزال إلى تحويل الفلور إلى أنيون الفلوريد:

ف 2 + 2 هـ − → 2 ف −

يتم دمج نصف التفاعلات بحيث يتم إلغاء الإلكترونات:

ح
2 		→ 2 ح ++ 2 هـ −
ف
2+ 2 هـ − 		→ 2 ف −
ح 2 + ف 2 → 2 ح + + 2 ف −

تتحد البروتونات والفلورايد لتكوين فلوريد الهيدروجين في تفاعل غير أكسدة-اختزال:

2 H ++ 2 F − → 2 HF

والرد العام هو:

ح 2 + ف 2 → 2 HF

إزاحة المعدن

تفاعل الأكسدة والاختزال هو القوة التي تحرك خلية كهروكيميائية مثل الخلية الجلفانية الموضحة في الصورة. تتكون البطارية من قطب زنك في محلول ZnSO4 متصل بسلك وقرص مسامي بقطب نحاسي في محلول CuSO4 .

في هذا النوع من التفاعلات، يتم استبدال ذرة معدنية في مركب أو محلول بذرة من معدن آخر. على سبيل المثال، يترسب النحاس عندما يوضع معدن الزنك في محلول كبريتات النحاس الثنائي :

Zn (s) + CuSO 4 (aq) → ZnSO 4 (aq) + Cu (s)

في التفاعل أعلاه، يحل معدن الزنك محل أيون النحاس (II) من محلول كبريتات النحاس، وبالتالي يتحرر معدن النحاس الحر. يكون التفاعل تلقائياً ويطلق 213 كيلوجول لكل 65 جرام من الزنك.

المعادلة الأيونية لهذا التفاعل هي:

Zn + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu

وباعتبار أن نصفي التفاعلين يظهران أن الزنك مؤكسد:

الزنك → الزنك 2+ + 2 هـ −

والنحاس يتقلص:

Cu 2+ + 2 e − → Cu

أمثلة أخرى

2 لا-3+ 10 هـ − + 12 هـ + → نيتروجين 2 + 6 هـ 2 أوم

التآكل والصدأ

الأكاسيد، مثل أكسيد الحديد (III) أو الصدأ ، والتي تتكون من أكاسيد الحديد (III) المائية Fe 2 O 3 · n H 2 O وأكسيد هيدروكسيد الحديد (III) (FeO (OH)، Fe (OH) 3 )، تتشكل عندما يتحد الأكسجين مع عناصر أخرى.
صدأ الحديد في مكعبات البيريت
  • يشير مصطلح التآكل إلى الأكسدة الكهروكيميائية للمعادن بالتفاعل مع مؤكسد مثل الأكسجين. الصدأ ، وهو تكوين أكاسيد الحديد ، هو مثال معروف للتآكل الكهروكيميائي: فهو يتشكل نتيجة لأكسدة معدن الحديد . غالبًا ما يشير الصدأ الشائع إلى أكسيد الحديد (III) ، المتكون في التفاعل الكيميائي التالي:
4 Fe + 3 O 2 → 2 Fe 2 O 3
Fe 2+ → Fe 3+ + e −
H 2 O 2 + 2 e − → 2 OH −
هنا تتضمن المعادلة الإجمالية إضافة معادلة الاختزال إلى ضعف معادلة الأكسدة، بحيث يتم إلغاء الإلكترونات:
2 Fe 2+ + H 2 O 2 + 2 H + → 2 Fe 3+ + 2 H 2 O

عدم التناسب

تفاعل عدم التناسب هو تفاعل تتأكسد فيه مادة واحدة وتختزل في نفس الوقت. على سبيل المثال، يمكن لأيون ثيوكبريتات يحتوي على كبريت في حالة أكسدة +2 أن يتفاعل في وجود حمض لتكوين كبريت عنصري (حالة أكسدة 0) وثاني أكسيد الكبريت (حالة أكسدة +4).

س 2 س2-3+ 2H + →S + SO 2 + H 2 O

وبالتالي يتم اختزال ذرة كبريت واحدة من +2 إلى 0، بينما يتم أكسدة الذرة الأخرى من +2 إلى +4. [8] : 176 

تفاعلات الأكسدة والاختزال في الصناعة

الحماية الكاثودية هي تقنية تستخدم للتحكم في تآكل سطح المعدن عن طريق جعله كاثودًا لخلية كهروكيميائية . طريقة بسيطة للحماية تربط المعدن المحمي بـ " أنود تضحية " أكثر تآكلًا ليكون بمثابة أنود . ثم يتآكل المعدن التضحية بدلاً من المعدن المحمي. أحد التطبيقات الشائعة للحماية الكاثودية هو الفولاذ المجلفن ، حيث يحمي طلاء الزنك التضحية على أجزاء الفولاذ من الصدأ. [ بحاجة لمصدر ]

يتم استخدام الأكسدة في مجموعة واسعة من الصناعات، مثل إنتاج منتجات التنظيف وأكسدة الأمونيا لإنتاج حمض النيتريك . [ بحاجة لمصدر ]

تشكل تفاعلات الأكسدة والاختزال الأساس للخلايا الكهروكيميائية، التي يمكنها توليد الطاقة الكهربائية أو دعم عملية التخليق الكهربائي . غالبًا ما تحتوي خامات المعادن على معادن في حالة مؤكسدة، مثل الأكاسيد أو الكبريتيدات، والتي يتم استخراج المعادن النقية منها عن طريق الصهر في درجات حرارة عالية في وجود عامل اختزال. تستخدم عملية الطلاء الكهربائي تفاعلات الأكسدة والاختزال لتغطية الأشياء بطبقة رقيقة من مادة ما، كما هو الحال في أجزاء السيارات المطلية بالكروم ، وأدوات المائدة المطلية بالفضة ، والجلفنة ، والمجوهرات المطلية بالذهب . [ بحاجة لمصدر ]

تفاعلات الأكسدة والاختزال في علم الأحياء

حمض الاسكوربيك
حمض ديهيدروأسكوربيك
التسمير الأنزيمي هو مثال على تفاعل الأكسدة والاختزال الذي يحدث في معظم الفواكه والخضروات.

تتضمن العديد من العمليات البيولوجية الأساسية تفاعلات الأكسدة والاختزال. وقبل أن تبدأ بعض هذه العمليات، يجب استيعاب الحديد من البيئة. [25]

التنفس الخلوي ، على سبيل المثال، هو أكسدة الجلوكوز (C 6 H 12 O 6 ) إلى CO 2 واختزال الأكسجين إلى الماء . المعادلة الموجزة للتنفس الخلوي هي:

C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 → 6 CO 2 + 6 H 2 O + طاقة

تعتمد عملية التنفس الخلوي أيضًا بشكل كبير على اختزال NAD + إلى NADH والتفاعل العكسي (أكسدة NADH إلى NAD + ). إن عملية البناء الضوئي والتنفس الخلوي مكملان لبعضهما البعض، لكن عملية البناء الضوئي ليست عكس تفاعل الأكسدة والاختزال في التنفس الخلوي:

6 CO2 + 6 H2O + طاقة الضوء → C 6 H12O 6 + 6 O2

غالبًا ما يتم تخزين الطاقة البيولوجية وإطلاقها باستخدام تفاعلات الأكسدة والاختزال. تتضمن عملية التمثيل الضوئي اختزال ثاني أكسيد الكربون إلى سكريات وأكسدة الماء إلى أكسجين جزيئي. يؤدي التفاعل العكسي، التنفس، إلى أكسدة السكريات لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء. كخطوات وسيطة، تُستخدم مركبات الكربون المختزلة لاختزال ثنائي نوكليوتيد النيكوتيناميد الأدينين (NAD + ) إلى NADH، والذي يساهم بعد ذلك في إنشاء تدرج بروتوني ، مما يدفع تخليق ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP) ويحافظ عليه اختزال الأكسجين. في الخلايا الحيوانية، تؤدي الميتوكوندريا وظائف مماثلة.

تفاعلات الجذور الحرة هي تفاعلات أكسدة-اختزال تحدث كجزء من التوازن الداخلي وقتل الكائنات الحية الدقيقة . في هذه التفاعلات، ينفصل إلكترون عن جزيء ثم يلتحق به مرة أخرى على الفور تقريبًا. الجذور الحرة هي جزء من جزيئات الأكسدة-الاختزال ويمكن أن تصبح ضارة بجسم الإنسان إذا لم تلتحق مرة أخرى بجزيء الأكسدة-الاختزال أو بمضاد الأكسدة .

غالبًا ما يستخدم مصطلح حالة الأكسدة والاختزال لوصف توازن GSH/GSSG وNAD + /NADH و NADP + /NADPH في نظام بيولوجي مثل الخلية أو العضو . تنعكس حالة الأكسدة والاختزال في توازن عدة مجموعات من المستقلبات (على سبيل المثال، اللاكتات والبيروفات ، وبيتا هيدروكسي بيوتيرات وأسيتو أسيتات )، والتي يعتمد تحويلها المتبادل على هذه النسب. تتحكم آليات الأكسدة والاختزال أيضًا في بعض العمليات الخلوية. يجب أن تتواجد بروتينات الأكسدة والاختزال وجيناتها معًا لتنظيم الأكسدة والاختزال وفقًا لفرضية CoRR لوظيفة الحمض النووي في الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء .

دورة الأكسدة والاختزال

يتم اختزال أنواع كثيرة من المركبات العطرية إنزيميًا لتكوين جذور حرة تحتوي على إلكترون واحد أكثر من مركباتها الأصلية. بشكل عام، يكون مانح الإلكترونات أيًا من مجموعة كبيرة ومتنوعة من الفلافونزيمات والإنزيمات المساعدة لها . بمجرد تكوينها، تعمل هذه الجذور الحرة الأنيونية على اختزال الأكسجين الجزيئي إلى أكسيد فائق وتجديد المركب الأصلي غير المتغير. التفاعل الصافي هو أكسدة الإنزيمات المساعدة للفلافونزيم واختزال الأكسجين الجزيئي لتكوين أكسيد فائق. تم وصف هذا السلوك التحفيزي بأنه دورة عقيمة أو دورة أكسدة-اختزال.

تفاعلات الأكسدة والاختزال في الجيولوجيا

أفران الصهر في مصنع الحديد والصلب في ترينيك ، جمهورية التشيك

المعادن هي عمومًا مشتقات مؤكسدة من المعادن. يتم استخراج الحديد على شكل مغنتيت ( Fe3O4 ) . يتم استخراج التيتانيوم على شكل ثاني أكسيد، عادةً في شكل روتيل (TiO2 ) . يجب اختزال هذه الأكاسيد للحصول على المعادن المقابلة، وغالبًا ما يتم تحقيق ذلك عن طريق تسخين هذه الأكاسيد بالكربون أو أول أكسيد الكربون كعوامل اختزال. أفران الصهر هي المفاعلات حيث يتم دمج أكاسيد الحديد والفحم (شكل من أشكال الكربون) لإنتاج الحديد المنصهر. التفاعل الكيميائي الرئيسي لإنتاج الحديد المنصهر هو: [26]

Fe 2 O 3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO 2

تفاعلات الأكسدة والاختزال في التربة

تعتبر تفاعلات نقل الإلكترونات أساسية لعدد لا يحصى من العمليات والخصائص في التربة، وإمكانية الأكسدة والاختزال ، والتي يتم تحديدها كميا بـ Eh (إمكانية قطب البلاتين ( الجهد ) نسبة إلى قطب الهيدروجين القياسي) أو pe (مشابهة لدرجة الحموضة كنشاط إلكترون -log)، هي متغير رئيسي، إلى جانب درجة الحموضة، يتحكم في التفاعلات الكيميائية والعمليات البيولوجية ويحكمها. كانت الأبحاث النظرية المبكرة مع التطبيقات على التربة المغمورة وإنتاج الأرز البسمتي بمثابة الأساس للأعمال اللاحقة على الجوانب الديناميكية الحرارية للأكسدة ونمو جذور النباتات في التربة. [27] بُنيت الأعمال اللاحقة على هذا الأساس، ووسعته لفهم تفاعلات الأكسدة والاختزال المتعلقة بتغيرات حالة أكسدة المعادن الثقيلة، والتكوين الوراثي والشكل، وتحلل المركبات العضوية وتكوينها ، وكيمياء الجذور الحرة ، وتحديد الأراضي الرطبة ، وإصلاح التربة ، والأساليب المنهجية المختلفة لتوصيف حالة الأكسدة والاختزال للتربة. [28] [29]


الحيل

يمكن أن تكون المصطلحات الأساسية المستخدمة في الأكسدة والاختزال مربكة. [30] [31] على سبيل المثال، يفقد الكاشف المؤكسد الإلكترونات؛ ومع ذلك، يشار إلى هذا الكاشف باسم عامل الاختزال. وبالمثل، يكتسب الكاشف المختزل الإلكترونات ويشار إليه باسم عامل الأكسدة. [32] يستخدم الطلاب هذه الاختصارات بشكل شائع للمساعدة في حفظ المصطلحات: [33]

  • " منصة النفط " - الأكسدة هي فقدان للإلكترونات، والاختزال هو اكتساب للإلكترونات [30] [ 31] [ 32] [ 33 ]
  • "يقول الأسد ليو GER [grr]" - فقدان الإلكترونات هو أكسدة ، اكتساب الإلكترونات هو اختزال [ 30] [ 31] [32] [ 33]
  • "LEORA يقول GEROA" - فقدان الإلكترونات يسمى الأكسدة (عامل الاختزال)؛ ويسمى اكتساب الإلكترونات الاختزال (عامل الأكسدة). [32]
  • "القط الأحمر" و"الثور" أو "القط الأحمر AnOx" ("قط أحمر ثور") - يحدث الاختزال عند الكاثود ويكون الأنود للأكسدة
  • "تكتسب القطة الحمراء ما يفقده الثور" - الاختزال عند الكاثود يكتسب (إلكترونات) ما يفقده أكسدة الأنود (إلكترونات)
  • "PANIC" – القطب الموجب هو الأنود والقطب السالب هو الكاثود. ينطبق هذا على الخلايا الكهروليتية التي تطلق الكهرباء المخزنة، ويمكن إعادة شحنها بالكهرباء. لا ينطبق PANIC على الخلايا التي يمكن إعادة شحنها بمواد الأكسدة والاختزال. تنتج هذه الخلايا الجلفانية أو الفولتية ، مثل خلايا الوقود ، الكهرباء من تفاعلات الأكسدة والاختزال الداخلية. هنا، القطب الموجب هو الكاثود والقطب السالب هو الأنود.

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ "المعادن". Bitesize . BBC. مؤرشف من الأصل في 3 نوفمبر 2022.
  2. ^ "redox – تعريف redox في اللغة الإنجليزية | قواميس أكسفورد". قواميس أكسفورد | اللغة الإنجليزية . مؤرشف من الأصل في 1 أكتوبر 2017. تم الاسترجاع في 15 مايو 2017 .
  3. ^ أ ب ج د بتروتشي، رالف هـ.؛ هارود، ويليام س.؛ هيرينج، ف. جيفري (2002). الكيمياء العامة (الطبعة الثامنة). برنتيس هول. رقم ISBN 0-13-014329-4.
  4. ^ "تفاعلات الأكسدة والاختزال". wiley.com. مؤرشف من الأصل في 30 مايو 2012. تم الاسترجاع في 9 مايو 2012 .
  5. ^ abc Haustein, Catherine Hinga (2014). "تفاعل الأكسدة والاختزال". في K. Lee Lerner؛ Brenda Wilmoth Lerner (المحرران). موسوعة جيل للعلوم (الطبعة الخامسة). فارمنجتون هيلز، ميشيغان: مجموعة جيل.
  6. ^ هاربر، دوغلاس. "redox". قاموس علم أصول الكلمات على الإنترنت .
  7. ^ بينجارون ، خوسيه م. لابودا، جان؛ بارك، جيري؛ بريت، كريستوفر MA؛ كامويس، ماريا فيلومينا؛ فوجتا، ميروسلاف؛ هيبرت، د. برين (2020). “مصطلحات طرق التحليل الكهروكيميائية (توصيات IUPAC 2019)”. الكيمياء البحتة والتطبيقية . 92 (4): 641-694. دوى : 10.1515/باك-2018-0109 .
  8. ^ أ ب ت ج بتروتشي، رالف هـ.؛ هارود، ويليام س.؛ هيرينج، ف. جيفري (2017). الكيمياء العامة: المبادئ والتطبيقات الحديثة (الطبعة الحادية عشرة). تورنتو: بيرسون. رقم ISBN 978-0-13-293128-1.
  9. ^ "صحيفة حقائق حمض النيتريك" (PDF) . قسم السلامة البيئية والاستدامة والمخاطر . جامعة ماريلاند . تم الاسترجاع في 12 فبراير 2024 .
  10. ^ ab Whitten, Kenneth W.; Gailey, Kenneth D.; Davis, Raymond E. (1992). General Chemistry (4th ed.). Saunders College Publishin. p. 147. ISBN 0-03-072373-6.
  11. ^ Jain JL (2004). أساسيات الكيمياء الحيوية . S. Chand. ISBN 81-219-2453-7.
  12. ^ Lehninger AL, Nelson DL, Cox MM (1 يناير 2017). Lehninger Principles of Biochemistry (الطبعة السابعة). نيويورك، نيويورك. ISBN 9781464126116. OCLC  986827885.{{cite book}}:CS1 maint: موقع الناشر المفقود ( الرابط )
  13. ^ https://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch19/oxred_3.php#top
  14. ^ Hudlický, Miloš (1996). Reductions in Organic Chemistry . واشنطن العاصمة: الجمعية الكيميائية الأمريكية. ص. 429. ISBN 978-0-8412-3344-7.
  15. ^ Hudlický, Miloš (1990). الأكسدة في الكيمياء العضوية . واشنطن العاصمة: الجمعية الكيميائية الأمريكية. ص 456. ISBN 978-0-8412-1780-5.
  16. ^ بوكريس، جون أوم؛ ريدي، أموليا كيه إن (1970). الكيمياء الكهربائية الحديثة . بلنوم برس. ص 352-353.
  17. ^ Bockris, John O'M.; Reddy, Amulya KN (2013) [1970]. Modern Electrochemistry. المجلد 1. Springer Science & Business Media. ص 494. ISBN 9781461574675تم الاسترجاع في 29 مارس 2020. تشبه تفاعلات نقل البروتون المتجانسة الموصوفة تفاعلات نقل الإلكترون المتجانسة من حيث أنه يمكن تحليل تفاعل نقل الإلكترون الكلي إلى تفاعل إلكترونات واحد وتفاعل إزالة الإلكترونات واحد.
  18. ^ IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Compiled by AD McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). النسخة الإلكترونية (2019-) أنشأها SJ Chalk. ISBN 0-9678550-9-8 . https://goldbook.iupac.org/terms/view/R05222 
  19. ^ IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Compiled by AD McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). النسخة الإلكترونية (2019-) أنشأها SJ Chalk. ISBN 0-9678550-9-8 . https://goldbook.iupac.org/terms/view/O04362 
  20. ^ Mailloux, Ryan J. (أبريل 2015). "تدريس أساسيات تفاعلات نقل الإلكترون في الميتوكوندريا وإنتاج واكتشاف أنواع الأكسجين التفاعلية". علم الأحياء الأكسدة والاختزال . 4 : 381-398. doi :10.1016/j.redox.2015.02.001. PMC 4348434. PMID  25744690 . 
  21. ^ IUPAC ، Compendium of Chemical Terminology ، الطبعة الثانية ("الكتاب الذهبي") (1997). النسخة المصححة على الإنترنت: (2006–) "Inner-sphere electron transfer". doi :10.1351/goldbook.I03052
  22. ^ IUPAC ، Compendium of Chemical Terminology ، الطبعة الثانية ("الكتاب الذهبي") (1997). النسخة المصححة على الإنترنت: (2006–) "نقل الإلكترونات إلى المجال الخارجي". doi :10.1351/goldbook.O04351
  23. ^ "طاقة الرابطة والمحتوى الحراري".
  24. ^ براون، ثيودور إل. (2015). الكيمياء: العلم المركزي (الطبعة الثالثة عشرة). بوسطن، ماساتشوستس: بيرسون. ص. الفصل 4. رقم ISBN 978-0-321-91041-7.
  25. ^ "عناوين المجلدات 1-44 في سلسلة الأيونات المعدنية في الأنظمة البيولوجية". المعادن والميكروبات والمعادن - الجانب البيوكيميائي للحياة . دي جرويتر. 2021. ص. xxiii-xxiv. doi :10.1515/9783110589771-005. ISBN 9783110588903. S2CID  242013948.
  26. ^ أوترز ، فرانز. أوتو، مانفريد. ميلر، هاينريش. لونغن، هانز بودو؛ كولترمان، مانفريد. بور، أندرياس. ياغي، جون إيشيرو؛ فورمانك، لوثار؛ روز، فريتز. فليكنشايلد، يورغن؛ هوك، رولف. ستيفن، رولف. سكروتش، راينر. ماير شوينينج، جيرنوت؛ بوناجل، هاينز لوثار؛ هوف، هانز جورج (2006). "حديد". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى :10.1002/14356007.a14_461.pub2. رقم ISBN 978-3527306732.
  27. ^ Ponnamperuma, FN (1972). The Chemistry of Submerged Soils . Advances in Agronomy. المجلد 24. ص 29-96. doi :10.1016/S0065-2113(08)60633-1. ISBN 978-0-12-000724-0.
  28. ^ بارتليت، ريتشموند جيه؛ جيمس، بروس ر. (1991). "كيمياء الأكسدة والاختزال للتربة". التقدم في علم الزراعة . 39 : 151-208.
  29. ^ جيمس، بروس ر.؛ بروس، دومينيك أ. (2012). "ظاهرة الأكسدة والاختزال". في هوانج، بان مينج؛ لي، يونكونج؛ سومنر، مالكولم إي. (المحررون). دليل علوم التربة: الخصائص والعمليات (الطبعة الثانية). بوكا راتون، فلوريدا: مطبعة سي آر سي . ص 14-1 -- 14-24. رقم ISBN 978-1-4398-0305-9.
  30. ^ abc Robertson, William (2010). More Chemistry Basics. National Science Teachers Association. p. 82. ISBN 978-1-936137-74-9.
  31. ^ abc Phillips, John; Strozak, Victor; Wistrom, Cheryl (2000). الكيمياء: المفاهيم والتطبيقات . جلينكو ماكجرو هيل. ص. 558. ISBN 978-0-02-828210-7.
  32. ^ أ ب ج د رودجرز، جلين (2012). الكيمياء الوصفية غير العضوية والتنسيقية والحالة الصلبة. بروكس/كول، سينجيج ليرنينج. ص. 330. رقم ISBN 978-0-8400-6846-0.
  33. ^ abc Zumdahl, Steven; Zumdahl, Susan (2009). Chemistry. Houghton Mifflin. p. 160. ISBN 978-0-547-05405-6.

قراءة إضافية

  • شورينج، J.؛ شولز، HD؛ فيشر، WR. بوتشر، J .؛ دوينيسفلد، WH، محرران. (1999). الأكسدة: الأساسيات والعمليات والتطبيقات . هايدلبرغ: سبرينغر-فيرلاغ. ص. 246. hdl :10013/epic.31694.d001. رقم ISBN 978-3-540-66528-1.
  • تراتنيك، بول جيه؛ جروندل، تيموثي جيه؛ هادرلين، ستيفان بي، محررون (2011). كيمياء الأكسدة والاختزال المائية . سلسلة ندوات الجمعية الكيميائية الأمريكية. المجلد 1071. doi :10.1021/bk-2011-1071. ISBN 978-0-8412-2652-4.
يحتوي موقع Wikiquote على اقتباسات متعلقة بـ Redox .
تحتوي ويكيميديا ​​كومنز على الوسائط المتعلقة بـ تفاعلات الأكسدة والاختزال .
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Redox&oldid=1253920459"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate