ما هو الاختزال؟
عُرِّف تفاعل الاختزال (بالإنجليزيّة: Reduction reaction) قديمًا على أنه عملية اكتساب للبروتونات (ذرات الهدروجين)، وفي بعض التفاعلات الكيميائية يُعرّف الاختزال على أنه عملية فقدان للأكسجين؛ مثل تفاعل أكسيد النحاس الثنائي مع المغنيسيوم (CuO + Mg → Cu + MgO)، أما في التعريف الحديث، فإنه الاختزال يعرّف على أنه عملية اكتساب للإلكترونات في أثناء التفاعل الكيميائي.[١]
اعتمادًا على عدد التأكسد؛ يمكن تعريف عملية الاختزال على أنها نقصان في عدد التأكسد، وهو الشحنة الفعلية التي تكتسبها الذرة (في الذرات الأيونية هي شحنة الأيون)، ويتم حساب عدد التأكسد اعتمادًا على عدة خطوات، ويكون مجموع أعداد التأكسد في المركب كاملًا مساويًا للشحنة التي يحملها المركب،[٢] وتُستخدم عملية الاختزال في اختزال الخامات للحصول على المعادن، وإنتاج الخلايا الكهروكيميائية من خلال تحويل الأمونيا إلى حمض النيتريك، كما يتم الاستفادة منها في العمليات الصناعية المختلفة، والتفاعلات البيوكيميائية.[٣]
هل يحدث تفاعل الاختزال بشكل منفرد؟
في التفاعلات الكيميائية تحدث كلًا من عمليتي التأكسد والاختزال في نفس الوقت، حيث إنه لا يمكن حدوث إحداهما دون حدوث الأخرى، إذ إن الإلكترونات المفقودة في عملية التأكسد تكتسبها الذرة الأخرى ضمن عملية الاختزال، وتشمل عملية الاختزال ذرات أو جزيئات أو حتى أيونات، وذلك اعتمادًا على نوع التفاعل الكيميائي، ومن أشهر الأمثلة على تفاعل الاختزال؛ هو عملية صدأ الحديد، حيث إن ذرات الأكسجين تُختزل بواسطة الحديد.[٣]
أمثلة على تفاعل الاختزال
فيما يأتي أمثلة متنوعة على تفاعل الاختزال:
الجواب هو التفاعل الثاني؛ لأنه حسب عملية الاختزال هي عملية اكتساب للإلكترونات، وفي هذا التفاعل اكتسب أيوني الهدروجين الموجبين الإلكترونات وتحولا إلى جزيء الهيدروجين المتعادل، أما التفاعل الأول فهو تفاعل تأكسد لأن ذرة الزنك المتعادلة فقدت اثنين من الإلكترونات وتحولت إل أيون الزنك الموجب.
من خلال عدد التأكسد، حدد الذرة التي حدث لها اختزال في التفاعل الآتي:[٢]
4NH3(g)+5O2(g)→4NO(g)+6H2O(g)
يتم تحديد الذرة التي حدث لها اختزال (نقصان في عدد التأكسد) من خلال حساب عدد التأكسد للذرات، ومنه فإن ذرة الأكسجين هي الذرة التي حدث لها اختزال وذلك من خلال حساب عدد تأكسد الأكسجين والذي يساوي قبل التفاعل (0) (في الذرة المنقردة)، وبعد تفاعله أصبح عدد تأكسده يساوي 2-، وبالتالي حدث نقصان في عدد التأكسد.
مثال (3):
الحل: تعد ذرة الألمنيوم (Al) هي الذرة التي حدث لها اختزال؛ وذلك بسبب نقصان عدد التأكسد لها، حيث كان قبل التفاعل يساوي (+3) وأصبح بعد التفاعل يساوي (0).
مثال (4): حدد نوع التفاعل الذي حدث لذرة الكروم (Cr) حتى تحولت من إلى :
الحل: تفاعل اختزال؛ ويمكن معرفة ذلك من خلال حساب عدد التأكسد للكروم قبل التفاعل؛ وهو يساوي (+6)، وبعد التفاعل يساوي (+3)، وبالتالي حدث نقصان في عدد التأكسد.
المراجع
- ↑ Anne Marie Helmenstine. (2/8/2019), "Reduction Definition in Chemistry", thoughtco, Retrieved 13/10/2021. Edited.
- ^ أ ب "Oxidation–reduction (redox) reactions", khanacademy, Retrieved 12/9/2021. Edited.
- ^ أ ب "Reduction", corrosionpedia, 10/8/2019, Retrieved 12/9/2021. Edited.
- ↑ "Half-Cell Reaction", corrosionpedia, 6/9/2019, Retrieved 13/9/2021. Edited.
