تقليل عامل ما هو ، أقوى ، الأمثلة

ل وكيل الحد هي مادة تفي بوظيفة تقليل عامل مؤكسد في تفاعل الحد من الأكسيد. العوامل المخفّضة هي الجهات المانحة للإلكترون بطبيعتها ، وعادةً ما تكون المواد في أدنى مستويات الأكسدة وبكميات عالية من الإلكترونات.

هناك تفاعل كيميائي تختلف فيه حالات أكسدة الذرات. تتضمن هذه التفاعلات عملية اختزال وعملية أكسدة تكميلية. في هذه التفاعلات ، يتم نقل واحد أو أكثر من الإلكترونات من جزيء أو ذرة أو أيون إلى جزيء آخر ، ذرة أو أيون. وهذا ينطوي على إنتاج تفاعل الحد من أكسيد. 

أثناء عملية الحد من الأكسيد ، يسمى هذا العنصر أو المركب الذي يخسر (أو يتبرع) إلكترونه (أو الإلكترونات) بعامل اختزال ، على النقيض من ذلك العامل المؤكسد الذي يمثل مستقبلات الإلكترون. يقال بعد ذلك أن عوامل الاختزال تقلل عامل التأكسد ، وأن عامل التأكسد يؤكسد عامل الاختزال.

أفضل أو أقوى عوامل الاختزال هي تلك التي لها نصف قطر ذري أعلى ؛ أي أن لديهم مسافة أكبر من نواتهم إلى الإلكترونات التي تحيط بها.

عوامل التخفيض هي عادة معادن أو أيونات سالبة. تشمل عوامل الاختزال الشائعة حمض الأسكوربيك والكبريت والهيدروجين والحديد والليثيوم والمغنيسيوم والمنغنيز والبوتاسيوم والصوديوم وفيتامين C والزنك وحتى مستخلص الجزر..

مؤشر

• 1 ما هي عوامل الاختزال؟?
• 2 العوامل التي تحدد قوة عامل الاختزال
  • 2.1 الكهربية
  • 2.2 الراديو الذري
  • 2.3 طاقة التأين
  • 2.4 تخفيض المحتملة
• 3 أقوى وكلاء الحد
• 4 أمثلة على التفاعلات مع عوامل الاختزال
  • 4.1 مثال 1
  • 4.2 مثال 2
  • 4.3 مثال 3
• 5 المراجع

ما هي عوامل الحد؟?

كما ذكرنا سابقًا ، تكون عوامل الاختزال مسؤولة عن تقليل عامل التأكسد عند حدوث تفاعل لأكسيد الاختزال.

رد الفعل البسيط والنموذجي لرد فعل الحد من الأكسدة هو رد فعل الخلايا الهوائية:

C₆H₁₂O₆(ق) + 6O₂(ز) → 6CO₂(ز) + 6H₂يا (ل)

في هذه الحالة ، حيث الجلوكوز (C₆H₁₂O₆يتفاعل مع الأكسجين (OR₂) ، يعمل الجلوكوز كعامل اختزال لإطلاق الإلكترونات إلى الأكسجين - أي أنه يتأكسد - ويصبح الأكسجين عامل مؤكسد.

في الكيمياء العضوية تعتبر أفضل عوامل الخفض تلك الكواشف التي توفر الهيدروجين (H₂) لرد الفعل. في هذا المجال من الكيمياء ، يشير تفاعل الاختزال إلى إضافة الهيدروجين إلى جزيء ، على الرغم من أن التعريف المذكور أعلاه (تفاعلات تخفيض الأكسيد) ينطبق أيضًا.

العوامل التي تحدد قوة عامل الاختزال

لكي تُعتبر المادة "قوية" ، من المتوقع أن تكون جزيئات أو ذرات أو أيونات يتم فصلها بسهولة إلى حد ما عن إلكتروناتها.

لهذا الغرض ، هناك عدد من العوامل التي يجب مراعاتها للاعتراف بالقوة التي قد يكون لعامل الاختزال: الكهربية الكهربية ، والنصف القطر الذري ، وطاقة التأين ، وإمكانات الخفض.

الكهربية

النبض الكهربائي هو الخاصية التي تصف ميل الذرة لجذب زوج من الإلكترونات المرتبطة به. كلما زادت كهرومغناطيسية ، زادت قوة الجذب التي تمارسها الذرة على الإلكترونات التي تحيط بها.

في الجدول الدوري ، تزيد الكهربية من اليسار إلى اليمين ، وبالتالي فإن المعادن القلوية هي أقل العناصر إلكترونيا..

الراديو الذري

إنها الخاصية التي تقيس كمية الذرات. يشير إلى المسافة المعتادة أو المتوسطة من مركز النواة الذرية إلى حدود السحابة الإلكترونية التي تحيط بها.

هذه الخاصية ليست دقيقة - وبالإضافة إلى ذلك ، تشارك العديد من القوى الكهرومغناطيسية في تعريفها - ولكن من المعروف أن هذه القيمة تتناقص من اليسار إلى اليمين في الجدول الدوري ، وتتزايد من أعلى إلى أسفل. هذا هو السبب في أن المعادن القلوية ، وخاصة السيزيوم ، لها نصف قطر ذري أعلى.

طاقة التأين

تُعرَّف هذه الخاصية بأنها الطاقة اللازمة لإزالة الإلكترون الأقل ارتباطًا من الذرة (إلكترون التكافؤ) لتشكيل الكاتيون.

يقال أنه كلما اقتربت الإلكترونات من نواة الذرة المحيطة ، زادت طاقة التأين للذرة.

تزداد طاقة التأين من اليسار إلى اليمين ومن الأسفل إلى الأعلى في الجدول الدوري. مرة أخرى ، فإن المعادن (خاصة القلويات) لديها طاقة تأين منخفضة.

الحد من المحتملة

إنه مقياس ميل الأنواع الكيميائية للحصول على الإلكترونات ، وبالتالي يتم تخفيضها. كل نوع له إمكانات اختزال جوهرية: كلما زادت الإمكانات ، زاد تقاربها مع الإلكترونات وكذلك قدرتها على الحد.

العوامل المخففة هي تلك المواد ذات الإمكانات المنخفضة للتقليل ، بسبب تقاربها المنخفض مع الإلكترونات.

أقوى وكلاء الحد

باستخدام العوامل الموضحة أعلاه ، يمكن استنتاج أنه لا بد من إيجاد عامل اختزال "قوي" ، تكون هناك حاجة إلى ذرة أو جزيء له نشاط كهربي منخفض ، ونصف قطر ذري عالٍ ، وطاقة تأين منخفضة..

كما ذكرنا من قبل ، فإن الفلزات القلوية لها هذه الخصائص وتعتبر أقوى عوامل الخفض.

من ناحية أخرى ، يعتبر الليثيوم (Li) أقوى عامل اختزال لأنه يحتوي على أقل احتمال للتخفيض ، بينما جزيء LiAlH₄ يعتبر أقوى عامل تخفيض على الإطلاق ، لاحتواء هذه وغيرها من الخصائص المطلوبة.

أمثلة من ردود الفعل مع وكلاء الحد

هناك العديد من حالات الحد من الصدأ في الحياة اليومية. وهنا بعض من الأكثر تمثيلا:

مثال 1

تفاعل الاحتراق للأوكتان (المكون الرئيسي للبنزين):

2C₈H₁₈(ل) + 25O₂ → 16CO₂(ز) + 18 ساعة₂يا (ز)

يمكن ملاحظة أن الأوكتان (عامل الاختزال) يتبرع بالإلكترونات للأكسجين (عامل مؤكسد) ، مكونًا ثاني أكسيد الكربون والماء بكميات كبيرة.

مثال 2

يعد التحلل المائي للجلوكوز مثالًا مفيدًا آخر على حدوث انخفاض شائع:

C₆H₁₂O₆ + 2ADP + 2P + 2NAD⁺ → 2CH₃COCO₂H + 2ATP + 2NADH

في هذا التفاعل ، تأخذ جزيئات NAD (مستقبلات الإلكترون وعامل مؤكسد في هذا التفاعل) إلكترونات من الجلوكوز (عامل اختزال).

مثال 3

وأخيرا ، في رد فعل أكسيد الحديديك

إيمان₂O₃(ق) + 2Al (ق) → Al₂O₃(ق) + 2Fe (ل)

عامل الاختزال هو الألومنيوم ، في حين أن عامل التأكسد هو الحديد.

مراجع

1. ويكيبيديا. (بدون تاريخ). ويكيبيديا. تم الاسترجاع من en.wikipedia.org
2. بي بي سي. (بدون تاريخ). BBC.co.uk. تم الاسترجاع من bbc.co.uk
3. بيرسون ، دي. كيمياء LibreTexts. تم الاسترجاع من chem.libretexts.org
4. البحث ، B. (s.f.). بحث الويب بودر. تم الاسترجاع من chemed.chem.purdue.edu
5. Peter Atkins، L. J. (2012). المبادئ الكيميائية: البحث عن البصيرة.