ما هي عملية الأكسدة

في الكيمياء ، الأكسدة تعني الخسارة الإلكترونات من الذرة. تشير هذه العملية عادةً إلى التفاعلات الكيميائية التي تنتج عن دخول الأكسجين وتفاعله مع المواد الأخرى ، حيث تتشكل جزيئات تسمى "أكاسيد". يحدث هذا بشكل أكثر شيوعًا في المعادن ، على الرغم من أن المعادن ليست هي الوحيدة التي تخضع لعملية الأكسدة ، من الناحية الكيميائية ، تعني الأكسدة فقدان الإلكترونات من الذرة ، والتي تكون سالبة الشحنة ، مما يزيد من الشحنة الموجبة في تلك الذرة.

نظرًا لأن الأكسجين عنصر يقبل عادةً هذه الإلكترونات الزائدة ، فإن معظم حالات الأكسدة تتضمن الأكسجين ، وهذا هو سبب تسمية هذه العملية بالأكسدة ، ولكنها يمكن أن تحدث أيضًا في غياب عنصر الأكسجين ، مع العلم أن اسم الأكسجين يأتي من كلمة أكسدة في اليونانية وتعني "حامض" ، لأن الأكسجين هو الذي يسبب تلف المعادن ، كما هو الحال مع الأحماض.

باختصار ، تتضمن عملية الأكسدة دائمًا عنصرين يتبادلان الإلكترونات ، أحدهما يفقد الإلكترونات ويحصل العنصر التالي على تلك الإلكترونات.

  1. العنصر المؤكسد: هو العنصر الكيميائي الذي يحصل على الإلكترونات ، أي الذي يستقبلها ، مما يزيد شحنتها السالبة. هذا يعني خفض حالة الأكسدة في هذا العنصر.
  2. العنصر المؤكسد: هو العنصر الكيميائي الذي يعطي أو يفقد الإلكترونات منه مما يزيد شحنته الموجبة. هذا يعني رفع حالة الأكسدة في هذا العنصر ، أي أنه يتأكسد.

هذه العمليات شائعة وتحدث في كل مكان طوال الوقت. في الواقع ، لا غنى عنها في الحياة. تحصل الكائنات الحية على طاقة كيميائية بفضل تفاعلات مماثلة ، مثل الأكسدة. الجلوكوز (تحلل السكر).

مبدأ الأكسدة

الأكسدة هي ببساطة عملية تتضمن فقدان الإلكترونات أو زيادة حالة أكسدة أيون أو ذرة أو جزيء. يمكن أن تحدث هذه العملية تلقائيًا في الطبيعة أو قد تبدأ بتدخل بشري. بمجرد أن يفقد عنصر إلكترونًا واحدًا أو أكثر ، فإنه يتحول إلى عنصر مؤكسد.

الصوديوم والمغنيسيوم والحديد هي بعض المعادن الشائعة التي تتأكسد بسهولة ، في حين أن البعض الآخر مثل النيتروجين والكلور والأكسجين لا يتأكسد بسهولة. عادة ، ترتبط تفاعلات الأكسدة بتكوين أكاسيد من جزيئات الأكسجين.

إذا تشكل غاز ثاني أكسيد الكربون الكربون مثال على عملية أكسدة بسيطة.

C + O2 ——> CO2

معادلة غاز ثاني أكسيد الكربون

تفاعل تكوين ثاني أكسيد الكربون

تتضمن عمليات الأكسدة الأكثر تعقيدًا خطوات متعددة مثل أكسدة الجلوكوز (C6H12O6) ، وهي عملية تحدث في جسم الإنسان من خلال سلسلة معقدة من عمليات نقل الإلكترون.

لقد لوحظ أنه بعد الأكسدة ، تتغير خصائص الذرة أو المركب. مثال بسيط على هذه الظاهرة هو أكسدة الحديد. في ظل الظروف غير المؤكسدة ، يظل الحديد قويًا من الناحية الهيكلية ، وبعد الأكسدة ، يتحول الحديد إلى مسحوق أحمر هش. أثناء الأكسدة ، يفقد الحديد 3 إلكترونات وله شحنة موجبة +3. الحديد هو معدن يتأكسد بسهولة شديدة ويستمر في فقدان الإلكترونات لصالح الأكسجين طالما الحديد على اتصال بالأكسجين.

ما المقصود برد فعل الأكسدة والاختزال؟

في تفاعل الأكسدة ، تحدث حالة الأكسدة لعنصر معين نتيجة لفقدان إلكترون واحد أو أكثر ، أو إضافة ذرة أكسجين ، أو إزالة ذرة الهيدروجين.

في تفاعل الاختزال ، تحدث حالة الأكسدة لعنصر معين عند اكتساب إلكترون واحد أو أكثر ، أو إضافة ذرة هيدروجين ، أو إزالة ذرة أكسجين.

تحدث كلتا العمليتين في وقت واحد داخل تفاعل كيميائي وهذا هو السبب في أن هذا التفاعل الكيميائي يسمى تفاعل الأكسدة والاختزال.

لماذا تحدث عمليات الأكسدة والاختزال في نفس الوقت؟

الجواب بسيط للغاية ، في تفاعل كيميائي ، يجب أن تنتقل الإلكترونات من عنصر إلى آخر. إذا قمت بأكسدة عنصر واحد ، فأين ستذهب تلك الإلكترونات؟ يجب أن تنتقل هذه الإلكترونات إلى عنصر. وبالمثل ، عندما تدخل الإلكترونات في عنصر ما ، فمن أين تأتي هذه الإلكترونات؟

الأكسدة والاختزال هي مجرد طرق لوصف حركة الإلكترونات أثناء تحركها ، فهي تنتقل من عنصر إلى آخر. نقول إن العنصر الذي تأتي منه الإلكترونات يتأكسد.

في الطبيعة ، لا يمكن أن تكون الإلكترونات خارج الذرات ، يجب أن تكون مرتبطة بالذرات وتدور حول النواة.

تشبيه بسيط لمقاربة هذا السؤال بسؤال آخر: لماذا تحدث عمليتا البيع والشراء معًا دائمًا؟ قد يكون ذلك بسبب شراء المشتري للسلعة ، عندما يبيع البائع ذلك الشيء.

وبالمثل ، عندما تحدث تفاعلات الأكسدة والاختزال (أو تفاعلات الأكسدة والاختزال) ، يحدث سيناريو الشراء والبيع. لذلك ، عندما تفقد ذرة الإلكترونات (أو تتأكسد) ، تلتقط ذرة أخرى هذه الإلكترونات على الفور.

يمكننا تشبيه الذرة المؤكسدة للبائع والذرة الأخرى بالمشتري. في حالة الأكسدة والاختزال ، تكون الذرة المؤكسدة هي البائع والذرة الأخرى هي المشتري.

ما هي أنواع الأكسدة؟

تحدث الأكسدة بسبب الأكسجين الموجود في الهواء أو في الماء. هناك نوعان معروفان من هذه الأكسدة:

الأكسدة البطيئة: والتي تنتج بسبب الأكسجين الموجود في الهواء أو في الماء مما يتسبب في فقدان المعادن لبريقها وتآكلها عند تعرضها لعوامل بيئية لفترة طويلة.

الأكسدة السريعة: تحدث في التفاعلات الكيميائية العنيفة مثل الاحتراق ، والتفاعل الكيميائي الذي يؤدي إلى هذا النوع من الأكسدة عادة ما يكون طاردًا للحرارة (أي يطلق طاقة على شكل حرارة) ، ويحدث هذا بشكل أساسي في العناصر العضوية (مع الكربون. ومحتوى الهيدروجين).

عدد التأكسد

دائمًا ما يكون رقم الأكسدة عددًا صحيحًا ، ولكل عنصر كيميائي رقم أكسدة خاص به ، ويمثل عدد الإلكترونات التي تدخل العنصر المذكور عند ارتباطه بعناصر أخرى لتشكيل مركب معين.

هذا الرقم هو دائمًا عدد صحيح ، ويتم تمثيله إما بشكل إيجابي أو سلبي ، اعتمادًا على ما إذا كان العنصر المعني يفقد أو يكتسب إلكترونات أثناء التفاعل.

على سبيل المثال: يميل عنصر برقم أكسدة موجب +1 إلى فقد إلكترون واحد عند التفاعل مع عناصر أخرى ، بينما يميل العنصر الذي يحتوي على رقم أكسدة -1 إلى اكتساب إلكترون عندما يتفاعل مع عناصر أخرى لتشكيل مركب.

يمكن أن تكون أعداد الأكسدة كبيرة اعتمادًا على عدد الإلكترونات المشاركة في العملية ، وتميل في بعض الحالات إلى الاعتماد على العناصر التي تتفاعل معها.

استفد من عملية الأكسدة

كما ذكرنا ، تنتج الأكسدة عن عمليتين متعاكستين ومتكاملتين ، والتي تحدث دائمًا في نفس الوقت. في البداية ، تفقد بعض العناصر الإلكترونات من ذراتها لتكتسبها عناصر كيميائية أخرى في نفس الوقت ، وهذا بدوره يؤدي إلى تغير في الشحنات الكهربائية للعناصر المختلفة.

غالبًا ما تستخدم هذه التفاعلات في العمليات الصناعية والمعدنية ، على سبيل المثال ، لتنقية المعادن بهدف الحصول على عناصر معدنية نقية مثل الحديد أو الألومنيوم ، أو في احتراق المواد العضوية ، كما هو الحال في محطات توليد الطاقة أو حتى في المحركات النفاثة.

لماذا أكسيد النحاس أخضر اللون؟

يعتمد اللون على الذرة التي تحدث فيها عملية الأكسدة. تحتوي ذرات العناصر على مستويات طاقة مختلفة بحيث يتم امتصاص كل ألوان الضوء وتعكس لونًا أو مزيجًا من ألوان مختلفة.

هل يعتبر الهضم تفاعل أكسدة؟

لا ، الهضم ليس تفاعل أكسدة ولا ينطوي على أي أكسدة.

من الناحية الكيميائية ، فإن الهضم هو في الغالب تحلل كيميائي (تفكك) ، وتحويل البروتينات إلى أحماض أمينية ، والكربوهيدرات إلى سكريات أحادية ، إلخ.

يتضمن الهضم تحطيم الجزيئات الكبيرة إلى جزيئات أصغر قابلة للذوبان في الدم.

ثم ينقل الدم هذه الجسيمات البسيطة إلى كل خلية في الجسم حيث يتم أكسدةها بعد ذلك لإنتاج الطاقة ، أو استخدامها كحجر بناء للجزيئات الأخرى.

المصادر

https://conceto.de

https://www.quora.com

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى