معايرات الاكسدة-اختزال

معايرات الأكسدة والإختزال
عملية الأكسدة:
هي العملية التي تفقد فيها الذرة أو الجزئ أو الأيون الكترون أو أكثر أي عملية فقد الكترونات أو
زيادة في عدد الأكسدة للذرة النشطة.
عملية الإختزال:
هي العملية التي تكتسب فيها الذرة أو الجزئ أو الأيون الكترون أو أكثر أي عملية إكتساب الكترونات
أو فقد في عدد الأكسدة للذرة النشطة.
أمثلة لعملية الأكسدة:
Zn ? Zn2+ + 2e
Fe2+ ? Fe3+ + e
SO3
2- + H2O ? SO4
2- + 2H+ + 2e
أمثلة لعملية الإختزال:
I2 + 2e ? 2I Ce4+
+ e ? Ce3+
Cr2O7
2- + 14H+ + 6e ? 2Cr3+ + 7H2O
والتفاعل الكامل عبارة عن أكسدة وإختزال
2Fe3+ + Sn2+ ? Fe2+ + Sn4+
وتقاس قوة الأكسدة بواسطة الجهد ويعتمد الجهد على تركيز المادة وأثناء التفاعل يتغير التركيز
وبالتالي يتغير جهد المادة إلى أن تصل إلى حالة الإتزان.
الإتزان في حالة الأكسدة والإختزال
عند غمس قطعة من الفلز في محلول يحتوي على ملح الفلز مثل الزنك فإن شحنة كهربائية تتكون
على الفلز نتيجة لذوبان الفلز في المحلول على هيئة أيونات تاركاً على سطح الفلز شحنة من
الالكترونات مساوية لعدد الأيونات المذابة وهذا يسبب فرق في الجهد بين الفلز والمحلول يسمى جهد
القطب.
: E جهد القطب
هو فرق الجهد بين القطب ومحلوله المغموس فيه.
: E° الجهد القياسي
هو جهد العنصر عندما يكون تركيز أيوناته في المحلول يساوي واحد مول / لتر.
ويختلف جهد القطب بإختلاف العنصر وتركيز أيوناته في المحلول. ويتم قياس جهد الأقطاب بواسطة
توصيلها مع قطب قياسي وهو قطب الهيدروجين (الذي يساوي جهده صفر فولت) في خلية كهربائية.
ويمكن حساب جهد القطب عند تراكيز مختلفة من المحلول حسب معادلة نيرنست والتي لها الصيغة
التالية:
E = E° - RT/nF ln [Red]/[Oxi]
جهد القطب E حيث أن
جهد القطب القياسي E°
الثابت العام للغازات وهو يساوي 8.314 فولت كولوم / مول / درجة مطلقة. R
ثابت فارادي وهو يساوي 96493 كولوم F
درجة الحرارة المطلقة T
عدد الالكترونات المشتركة في التفاعل. N
تركيز الحالة ال ? مختزلة [Red]
تركيز الحالة ال ? مؤكسدة. [Oxi]
ويمكن تبسيط المعادلة السابقة بالتعويض عن الثوابت بقيمها عند درجة خمسة وعشرون درجة مئوية
فتصبح المعادلة كالتالي:
E = E° - 0.059/n log [Red]/[Oxi]