أخسدة

تعد تفاعلات الاكسدة و الأختزال أحد اهم التفاعلات الكيميائية التي تتم لغرض انتاج الطاقة و تتضمن احتراق الوقود و انتاج الكهرباء عن طريق البطاريات و من الأنواع الاخرى لتفاعلات الأكسدة و الأختزال استخلاص المعادن من موادها الخام و كذلك التفاعلات التي الكيميائية التي تحصل عند الاقطاب . و يمكن تعريف تفاعلات الأكسدة و الأختزال بأنها التفاعلات التي تحدث أو تتم بسبب اتقال الإلكترونات بين المواد المتفاعلة ، فمثلا عند احتراق شريط المغنيسيوم في الهواء لينتج أكسيد المغنيسيوم :
2Mg + O2 → 2MgO
نجد بأن التفاعل حدث نتيجة لإنتقال الإلكترونات ، إذ فقدت ذرة مغنيسيوم إلكترونين لتصبح أيونا موجبا ثنائي الشحنة ، و في الوقت نفسه تكتسب ذرة الاكسجين هذين الإلكترونين لتصبح أيونا سالبا ثنائي الشحنة . و في الماضي استخدم مفهوم التاكسد و الاختزال في الأصل للتفاعلات التي يتم فيها اتحاد المادة مع الأكسجين أو نزعه منها :redox oxidation reduction
2Zn + O2 → 2ZnO
CuO + H2 → Cu + H2O
إلا ان المفهوم الحديث للتاكسد و الاختزال اعم و اشمل ، فهناك تفاعلات كثيرة لا تتحتوي على الاكسجين و مع ذلك تعد من تفاعلات التأكسد و الاختزال :
2Na + Cl2 → 2NaCl
Mg + Cl2 → MgCl2
Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu
ومن خلال التفاعلات السابقة نلاحظ انها جميها تشترك في عملية انتقال الإلكترونات بين المواد المتفاعلة و هذا الانتقال واضح تماما عند تكون المركبات الأيونية ، و تسمى عملية فقد الإلكترونات في التفاعل الكيميائي بعملية التأكسد ، بينما تسمى عملية اكتساب الإلكترونات بعملية الأختزال . و يمكن فهم تفاعلات الاكسدة و الاختزال من خلال عدد الأكسدة او حالة التأكسد ، فاعداد التاكسد يقصد بها عدد الشحنات التي تحملها الذرة في الجزيء عند الأنتقال الكامل للإلكترونات من الذرة الاقل كهرسلبية إلى الذرة الاعلى كهرسلبية ، فمثلا في جزيء HF نلاحظ بأن عدد التاكسد للفلور -1 بينما للهيدروجين +1 .
و يتم تحديد أعداد التأكسد للعناصر في المركبات وفق القواعد التالية:
1- عدد التأكسد لأي عنصر حر يساوى صفرا بغض النظر عما إذا كان العنصر ذرة مفردة أو جزيئات عديدة فمثلأ في H2 , Li , F2 , P4 عدد التأكسد لكل الذرات يساوى صفرا.
2- عدد التأكسد للايونات المكونة من ذرة واحدة يساوي الشحنة التى يحملها الأيون، فنجد مثلا أن عدد التأكسد لأيون + K هو +1 ، ولأيون O2- هو -2 أما أيون +Al3 فعدد تأكسده هو +3 .
3- عدد التأكسد لعناصر المجموعة الأولى في مركباتها هو +1 ولعناصر المجموعة الثانية +2.
4- عدد التأكسد للأكسجين في معظم مركباته -2 عدا فوق الأكاسيد فهو -1 ، فعدد التأكسد للأكسجين في كل من MgO و Al2O3 و HNO3 هو -2 ، بينما في H2O2 و Na2O2 فهو -1 .
5 – عدد التأكسد للهيدروجين في معظم المركبات +1 ، يستثنى من ذلك مركبات الهيدروجين مع العناصر المعدنية النشطة مثل هيدريدات عناصر المجموعتين الأولى والثانية مثل NaH حيث يكون عدد التأكسد لعنصر الهيدروجين -1 .
6- للهالوجينات في معظم المركبات عدد التأكسد -1 أما مع الأكسجين كما في أيون CIO4 فان عدد التأكسد الكلور +7 ومع الهالوجينات مثل ICl3 فان عدد التأكسد لليود +3 .
7- لذرات العنصر الواحد في الجزيء أو الأيون نفس عدد التأكسد.
8- المجموع الجبري لأعداد التأكسد للعناصر في جزيء متعادل يساوي صفرا.