فيديو السؤال: وصف العلاقة بين تفاعلات الأكسدة والاختزال العلوم

نسخة الفيديو النصية

أي العبارات الآتية صواب عن عمليتي الأكسدة والاختزال؟ (أ) يمكن أن تحدث الأكسدة على نحو مستقل عن الاختزال. (ب) يحدث الاختزال قبل الأكسدة. (ج) تحدث الأكسدة قبل الاختزال. (د) تحدث عمليتا الأكسدة والاختزال في الوقت نفسه.

حسنًا، يمكننا تعريف الأكسدة والاختزال بدلالة ذرات الأكسجين أو ذرات الهيدروجين أو الإلكترونات. يمكن تعريف الأكسدة على سبيل المثال بأنها عملية كيميائية تؤدي إلى زيادة نسبة الأكسجين أو نقص نسبة الهيدروجين في المادة، وذلك على عكس الاختزال. الاختزال هو عملية كيميائية تؤدي إلى نقص نسبة الأكسجين أو زيادة نسبة الهيدروجين في المادة. في هذا المثال، ينتج الهيدروجين ماء عندما يتفاعل مع أكسيد النحاس. وعندما ينتج الهيدروجين ماء، فإن هذا يعني وجود زيادة في نسبة الأكسجين. وعليه، يمكننا قول إن الهيدروجين تأكسد.

ولكي يكتسب الهيدروجين أكسجينًا، لا بد أن يكون مصدر آخر قد فقد هذا الأكسجين. في الحالة الموضحة هنا، هذا المصدر هو أكسيد النحاس. وبما أن أكسيد النحاس ينتج نحاسًا، فهذا يعني أن هناك نقصًا في نسبة الأكسجين في هذه المادة، ومن ثم، يمكننا قول إن أكسيد النحاس اختزل. إذن، يمكننا هنا ملاحظة أن الأكسدة والاختزال يحدثان في نفس التفاعل.

سنتناول مثالًا آخر، يمكننا هنا ملاحظة أنه عندما يتفاعل البروم مع الأمونيا، يتكون بروميد الهيدروجين. وتكون بروميد الهيدروجين من البروم يعني أن هناك زيادة في نسبة الهيدروجين. يمكننا إذن قول إن البروم اختزل. ولكي يكتسب البروم هذا الهيدروجين، لا بد أن تكون مادة كيميائية أخرى قد فقدته. هذه المادة الكيميائية هي الأمونيا. تفقد الأمونيا الهيدروجين وتكون النيتروجين. وبما أن نسبة الهيدروجين في المادة قد قلت، يمكننا قول إن الأمونيا تعرضت للأكسدة. ومرة أخرى، نلاحظ أن الأكسدة والاختزال يحدثان في نفس التفاعل.

حسنًا، لقد تناولنا تعريف الأكسدة والاختزال بدلالة ذرات الأكسجين والهيدروجين، ورأينا مثالًا على كل حالة، ولاحظنا أن الأكسدة والاختزال يحدثان في الوقت نفسه. دعونا الآن نتناول تعريف الأكسدة والاختزال بدلالة الإلكترونات. يمكن تعريف الأكسدة بأنها تفاعل تفقد فيه المادة إلكترونات، وذلك على عكس الاختزال. الاختزال هو تفاعل تكتسب فيه المادة إلكترونات. في هذا المثال، يتفاعل غاز الكلور مع الصوديوم. وعندما يتفاعل الصوديوم كفلز، فإنه يكون عادة أيونات موجبة. وكلوريد الصوديوم هو مركب أيوني. هذا يعني أنه يتكون من أيونات الصوديوم وأيونات الكلوريد.

ولكي يكون الصوديوم المتعادل أيونات موجبة، لا بد أن يفقد إلكترونات من غلاف التكافؤ، وهذا يعني أن الصوديوم تعرض للأكسدة. عندما يفقد الصوديوم هذه الإلكترونات، يكتسبها الكلور ويتحول عندئذ من نوع متعادل إلى نوع سالب الشحنة. وبما أن الكلور قد اكتسب إلكترونات، فهذا يعني أنه تعرض للاختزال. إذن مرة أخرى، رأينا أن الأكسدة والاختزال يحدثان في نفس التفاعل. وعرفنا أن هذا يحدث في التفاعلات التي تحدث فيها زيادة أو نقصان في نسبة الأكسجين أو نسبة الهيدروجين أو في عدد الإلكترونات. ووجدنا أن كلًّا من عمليتي الأكسدة والاختزال تعتمد على الأخرى.

لكي تحدث إحدى العمليتين، لا بد أن تحدث الأخرى أيضًا. بعبارة أخرى، لكي تحدث عملية أكسدة، لا بد أن تحدث عملية اختزال في التفاعل نفسه، وعليه، فإن كلًّا من عمليتي الأكسدة والاختزال تحدث بالتزامن مع الأخرى. وكلمة «بالتزامن» هنا تعني «في الوقت نفسه». ومن ثم، فإن العبارة «تحدث عمليتا الأكسدة والاختزال في الوقت نفسه» هي عبارة صحيحة. إذن، إجابة السؤال لدينا حول العبارة الصواب عن عمليتي الأكسدة والاختزال هي الخيار (د). تحدث عمليتا الأكسدة والاختزال في الوقت نفسه.