اقرأ في هذا المقال
- شروط موازنة المعادلات
- خطوات موازنة المعادلات
- القواعد العامة لحساب عدد التأكسد
- مسائل حسابية على الموازنة
التأكسد هو عملية فقد الإلكترونات وزيادة في رقم التأكسد، والاختزال هي عملية كسب الإلكترونات ونقصان في عدد التأكسد، وهناك مصطلح يسمى العامل المؤكسد هي المادة التي يحصل لها اختزال؛ أي إنها تكسب الإلكترونات وتسبب تأكسد غيرها، بينما العامل المختزل هو المادة التي يحصل لها تأكسد أي إنها تفقد الإلكترونات وتسبب اختزال غيرها.
شروط موازنة المعادلات
للحصول على معادلة كيميائية موزونة لا بُد من توفر شرطين هما:
- قانون حفظ المادة: أي أن يكون عدد الذرات وأنواعها في المواد المتفاعلة مساوٍ لعدد الذرات وأنواعها في المواد الناتجة.
- قانون حفظ الشحنة: أي أن يكون المجموع الجبري للشحنات الكهربائية في المواد المتفاعلة مساوٍ للمجموع الجبري للشحنات الكهربائية في المواد الناتجة.
خطوات موازنة المعادلات
- نقسم معادلة التأكسد والاختزال إلى قسمين: معادلة تأكسد، ومعادلة اختزال.
- نوازن عدد الذرات عن طريق الضرب.
- نوازن عدد ذرات الأكسجين عن طريق إضافة إلى الطرف الذي يوجد به نقص أوكسجين.
- نوازن عدد ذرات الهيدروجين عن طريق إضافة بدل كل ذرة هيدروجين في الطرف الذي حصل له نقص هيدروجين.
- موازنة الشحنة بإضافة الإلكترونات إلى الجهة الأكثر موجبية.
- موازنة عدد الإلكترونات بحيث يُصبح عدد الإلكترونات متساوي في كل نصف.
- نجمع النصفين جمعاً جبرياً وبهذا نحصل على المعادلة الكلية الموزونة.
القواعد العامة لحساب عدد التأكسد
- عدد تأكسد أي عنصر منفرد (حُر) أو متحد مع نفسه يساوي صفر، مثل: ، ، ، ، ، ، ، .
- عدد تأكسد أي أيون منفرد يساوي عدد الشحنة التي يحملها مقداراً وإشارة، مثل:، ، ، ، .
- الأكسجين له الحالات التالية: الأكسجين يساوي صفر إذا أتحد مع نفسه (=صفر)، مثل:(، )، الأكسجين يساوي (-2) في معظم مركباته، ()، مثل:، ، ، ، .
- الهيدروجين له الحالات التالية: الهيدروجين يساوي صفراً مثل: ، الهيدروجين يساوي (+1) في معظم مركباته، مثل: ، ، ، ، ، الهيدروجين يساوي (-1) إذا أتحد مع عنصر فلزي ويسمى الهيدريد، مثل: ، ، .
- عدد تأكسد الأيون المكون من أكثر من ذرة يكون مجموعه يساوي شحنة الأيون مقداراً وإشارة ً مثل: ، ، .
- مجموع أعداد التأكسد للذرات في المركب المتعادل (الذي لايحمل شحنة) يساوي صفراً، مثل: ، ، .
- عدد تأكسد الهالوجينات (، ، ) تساوي (-1) إذا أتحدت مع عناصر فلزية أو كونت مركبات أيونية.
مسائل حسابية على الموازنة
تتم موازنة المعادلات في الوسط الحمضي والوسط القاعدي حسب الأمثلة التالية:
مثال: وازن المعادلة التالية بطريقة (الأيون -إلكترون) في الوسط الحمضي،
؟
الحل: نقوم بترتيب الخطوات التي ذكرناها خطوة بخطوة كالتالي:
الخطوة الأولى نحدد معادلة التأكسد ومعادلة الاختزال.
.
.
بعد تحديد الأنصاف نوازن الذرات الأكسجين والهيدروجين.
، وزن الذرات.
، وزن ذرات الأكسجين.
، وزن ذرات الهيدروجين.
وتسمى نصف معادلة اختزال، إذن عامل مؤكسد.
الطرف الثاني من المعادلة نوازن عدد الذرات فتصبح:
.
موازنة الإلكترونات وتسمى نصف معادلة تأكسد، إذن عامل مختزل.
وبالجمع الجبري بين المعادلتين نحصل على نتيجة الموازنة تكون:
.
مثال 2: وازن المعادلة التالية بطريقة نصف التفاعل في الوسط القاعدي:
؟
الحل: نوازن المعادلة في الوسط الحمضي أولاً فنحصل على المعادلة التالية:
.
أما لوزنها في الوسط القاعدي ، نضيف 4 إلى كل طرف وذلك حسب عدد ، وبالتالي تصبح المعادلة كالتالي:
.