فيديو السؤال: تحديد عمليتي الأكسدة والاختزال في تفاعل كيميائي ضوئي الكيمياء • الصف الثالث الثانوي

نسخة الفيديو النصية

أثناء تكوين الضباب الكيميائي الضوئي، يمتص ثاني أكسيد النيتروجين الضوء ويمر بالتفاعل الموضح: يتفاعل ‪NO2‬‏ لينتج ‪NO‬‏ زائد ‪O‬‏. هل تأكسد النيتروجين أم اختزل أثناء هذا التفاعل؟

في هذا السؤال، علينا تحديد إذا ما كان النيتروجين يتأكسد أم يختزل أثناء عملية تفاعل التفكك. علينا أولًا شرح عمليتي الاختزال والأكسدة. بعد ذلك، نوضح علاقة هذين المصطلحين بأعداد التأكسد. كما نحدد عدد تأكسد النيتروجين أثناء تفاعل التفكك. ونستخدم كل هذه المعلومات لتحديد حالة تأكسد النيتروجين قبل عملية تفاعل التفكك وبعدها. وأخيرًا، نتوصل إلى الإجابة عن هذا السؤال.

يعرف الكيميائيون عملية الاختزال بأنها تفاعل كيميائي يكتسب فيها النوع الكيميائي إلكترونات. ويصفون عملية الأكسدة بأنها تفاعل كيميائي يفقد فيها النوع الكيميائي الإلكترونات. تفسر أعداد التأكسد حالة التأكسد أو الاختزال لعنصر ما. يمكننا استخدام أعداد التأكسد لفهم كيف يكتسب النوع الكيميائي الإلكترونات أو يفقدها بشكل أساسي أثناء عملية التفاعل الكيميائي.

عادة ما يزيد عدد تأكسد العناصر في حالة تأكسدها أثناء تفاعل كيميائي. ويقل عدد تأكسدها في حالة اختزالها أثناء عملية التفاعل الكيميائي. يذكر الكيميائيون أن الانخفاض في عدد التأكسد هو مؤشر على عملية الاختزال.

لدينا قاعدة عامة لتحديد عدد تأكسد ذرة في نظام تساهمي مكون من عنصرين. نميل إلى أن نضع عدد تأكسد سالبًا للعنصر الذي له قيمة سالبية كهربية أعلى. ونضع عدد تأكسد موجبًا للعنصر الكيميائي الذي له قيمة سالبية كهربية أقل.

دعونا الآن نقارن بين قيمتي السالبية الكهربية لذرتي النيتروجين والأكسجين في الجزيئين ‪NO2‬‏ و‪NO‬‏. للأكسجين قيمة سالبية كهربية أعلى من النيتروجين. إذن، سيكون للأكسجين عدد تأكسد أقل في الجزيئين ‪NO2‬‏ و‪NO‬‏. بما أن الأكسجين موجود في المجموعة 16، فإن عناصر المجموعة 16 تميل إلى أن يكون لها عدد تأكسد يساوي سالب اثنين. ومن ثم، يجب أن يكون عدد التأكسد للنيتروجين موجب أربعة في ‪NO2‬‏ وموجب اثنين في ‪NO‬‏، إذ يجب أن يكون مجموع أعداد التأكسد صفرًا للجزيء المتعادل.

نلاحظ أن النيتروجين يحصل على عدد تأكسد أقل أثناء عملية تفاعل التفكك. ونلاحظ أيضًا أن عدد تأكسد النيتروجين يقل من موجب أربعة إلى موجب اثنين؛ عندما يكون ثاني أكسيد النيتروجين أول أكسيد النيتروجين. لذا، يمكننا استخدام هذه المعلومات لمعرفة أن النيتروجين يختزل أثناء عملية تفاعل التفكك. ونتمكن من إنهاء هذا الفيديو حيث نوضح أن الإجابة هي «اختزل».