شرح مبسط للاختزال

يوصف تفاعل الأكسدة والاختزال (بالإنجليزية: Oxidation - Reduction Reaction) بأنه أي تفاعل كيميائي تتغير فيه شحنة الذرة أو العنصر أو الأيون من خلال فقد أو اكتساب إلكترونات، فعلى سبيل المثال يتفاعل عنصر الزنك مع أيون الهيدروجين بحيث يُختزل أيون الهيدروجين لتتغير شحنته من +1 إلى 0 ويتأكسد عنصر الزنك لتتغير شحنته من 0 إلى +2 كما في المعادلة الآتية:[١]





وعند تفاعل الصوديوم والكلور لتكوين مركب كلوريد الصوديوم (ملح الطعام)؛ يفقد الصوديوم الإلكترونات، أي يتأكسد، بينما يكتسب الكلور الإلكترونات، أي يُختزل، ويسمى الصوديوم عندها عامل الاختزال، بينما يُسمى الكلور عامل التأكسد، وذلك كما في المعادلة الآتية:[١][٢]





ومن الأمثلة يُستنتج أن التأكسد (Oxidation) هو فقدان الإلكترونات وزيادة في الشحنة الموجبة، أما الاختزال (Reduction) فهو كسب الإلكترونات وزيادة في الشحنة السالبة، ويُعرف عامل التأكسد (Oxidation Agent) بأنه العنصر الذي يكتسب الإلكترونات، أما عامل الاختزال (Reduction Agent) فهو العنصر الذي يفقد الإلكترونات، وبناءً على ذلك يكون عامل التأكسد هو العنصر الذي يُختزل. أما عامل الاختزال فهو العنصر الذي يتأكسد.[٢][٣]


أمثلة على تفاعل الاختزال

يترافق تفاعل التأكسد مع تفاعل الاختزال في عملية واحدة، ويعتبر تفاعل التأكسد والاختزال من التفاعلات التي تحيط بالإنسان في حياته اليومية، ومن هذه التفاعلات؛ عملية التركيب الضوئي، والتنفس، والاحتراق، والصدأ، وهي كالآتي:[٣]


التركيب الضوئي في النباتات

تحصل عملية التركيب الضوئي في النباتات (Photosynthesis in Plants) في الأوراق الخضراء، حيث يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الماء تحت أشعة الشمس لينتج عن هذا التفاعل عنصر الأكسجين ومركب سكري (Carbohydrate Glucose) والذي تستخدمه النباتات كمصدر طاقة في عمليات الأيض داخل أجزائها، وتحصل عملية الاختزال بمساعدة الضوء، فيتحرر جزيء الهيدروجين، ويتكون غاز الأكسجين، وتعمل هذه الجزيئات كعامل اختزال، وتحول ثاني أكسيد الكربون إلى كربون كما في المعادلة الآتية:[٣]





التنفس الخلوي

تقوم الخلايا بالتنفس (Respiration) من خلال تحرير الطاقة الموجودة في الروابط الكيميائية في مركب الجلوكوز كتفاعل نهائي بعد علمية الأكل والحصول على الطاقة كما في المعادلة الآتية، وفي هذا التفاعل يتأكسد مركب الجلوكوز، بينما يُتخزل مركب الأكسجين:[٣]





الاحتراق

يتم تفاعل الاحتراق (Combustion) بتفاعل عنصر الكربون في المادة التي تحترق مع جزيئات الأكسجين في الهواء، فتتأكسد المادة المُحترقة بينما يتم اختزال جزيئات الأكسجين، وينتج مركب ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.[٣]


الصدأ

يحدث تفاعل الصدأ (Corrosion) عند ملامسة الماء لقضيب من الحديد، حيث يتم أكسدة ذرات الحديد عن طريق بعض جزيئات الأكسجين الموجودة في الماء؛ مُنتجةً جزيئات هيدروجين حُرة، فيتفاعل الهيدروجين مع جزيئات الأكسجين لينتج عن هذا التفاعل مركب الماء، وتتكرر هذه العملية مع ذرات الحديد، فينتج عنه كميات من الحديد المُؤكسد وزيادة في الشحنة الموجبة، وبالتالي تتفاعل ذرات الحديد المؤكسد مع الهيدروكسيد المشحون بشحنة سالبة مُنتجة المركب Fe(OH)2 أو Fe(OH)3 وبعد جفاف القضيب يتبقى المركب بصورة Fe2O3 الذي يُعطي اللون البني المُحمر المميز للصدأ.[٣]

المراجع

  1. ^ أ ب "REDOX REACTIONS - DEFINITION", toppr. Edited.
  2. ^ أ ب "Oxidation–Reduction Reactions", jove. Edited.
  3. ^ أ ب ت ث ج ح "How Are Oxidation-Reduction Reactions Used in Everyday Life?", sciencing. Edited.