35الأكسدة والاختزال

حل التمرين 35.1.

المؤكسد: نوع كيميائي قادر على اكتساب إلكترونات. المختزل: نوع كيميائي قادر على التخلي عن إلكترونات. الأكسدة: فقد إلكترونات. الاختزال: اكتساب إلكترونات.

حل التمرين 35.2.

$\ce{Fe^{2+}}/\ce{Fe}$؛ $\ce{Ag+}/\ce{Ag}$؛ $\ce{I2}/\ce{I-}$؛ $\ce{Fe^{3+}}/\ce{Fe^{2+}}$.

حل التمرين 35.3.

$\ce{Ag+ + e- <=> Ag}$؛ $\ce{Al^{3+} + 3e- <=> Al}$؛ $\ce{Fe^{3+} + e- <=> Fe^{2+}}$؛ $\ce{Cl2 + 2e- <=> 2Cl-}$.

حل التمرين 35.4.

أكسدة (تُفقد إلكترونات)؛ ويسلك الحديد سلوك مختزل.

حل التمرين 35.5.

الخارصين يتأكسد وهو المختزل؛ و$\ce{Cu^{2+}}$ يُختزل وهو المؤكسد. إلكترونان لكل ذرة خارصين.

حل التمرين 35.6.

ننطلق من $\ce{H2O2 -> H2O}$: الأكسجين: ذرتا O على اليسار، إذن $\ce{2H2O}$ على اليمين؛ الهيدروجين: 2 على اليسار، و4 على اليمين، إذن $\ce{2H+}$ على اليسار؛ الشحنة: $+2$ على اليسار، و0 على اليمين، إذن إلكترونان على اليسار: $\ce{H2O2 + 2H+ + 2e- <=> 2H2O}$.

حل التمرين 35.7.

$\ce{I2 + 2e- -> 2I-}$ و$\ce{2S2O3^{2-} -> S4O6^{2-} + 2e-}$؛ إلكترونان في كل منهما، إذن $\ce{I2 + 2S2O3^{2-} -> 2I- + S4O6^{2-}}$.

حل التمرين 35.8.

$\ce{Cu -> Cu^{2+} + 2e-}$ و$\ce{Ag+ + e- -> Ag}$ مضروبةً في 2: $\ce{Cu + 2Ag+ -> Cu^{2+} + 2Ag}$. وأيونات $\ce{Cu^{2+}}$ المتكوّنة زرقاء.

حل التمرين 35.9.

$\ce{C6H8O6 -> C6H6O6 + 2H+ + 2e-}$ و$\ce{I2 + 2e- -> 2I-}$: $\ce{C6H8O6 + I2 -> C6H6O6 + 2I- + 2H+}$. وفيتامين C هو المختزل.

حل التمرين 35.10.

$\ce{Al -> Al^{3+} + 3e-}$ تعطي 3 إلكترونات، و$\ce{Cu^{2+} + 2e- -> Cu}$ تأخذ 2؛ وأصغر عدد مشترك 6، فتُضرب الأولى في 2 والثانية في 3: $\ce{2Al + 3Cu^{2+} -> 2Al^{3+} + 3Cu}$.

حل التمرين 35.11.

$\ce{H2O2 + 2H+ + 2e- -> 2H2O}$ و$\ce{Fe^{2+} -> Fe^{3+} + e-}$ مضروبةً في 2: $\ce{H2O2 + 2H+ + 2Fe^{2+} -> 2H2O + 2Fe^{3+}}$.

حل التمرين 35.12.

$n(\ce{Zn}) = 1.30/65.4 = 1.99 \times 10^{-2}\,\mathrm{mol}$. تترسب ذرة نحاس واحدة مقابل كل ذرة خارصين تتأكسد، إذن $n(\ce{Cu}) = 1.99 \times 10^{-2}\,\mathrm{mol}$ و$m(\ce{Cu}) = 1.99\times 10^{-2} \times 63.5 = 1.26\,\mathrm{g}$.

حل التمرين 35.13.

$\ce{Cr2O7^{2-} + 14H+ + 6e- -> 2Cr^{3+} + 7H2O}$ و$\ce{Fe^{2+} -> Fe^{3+} + e-}$ مضروبةً في 6: $\ce{Cr2O7^{2-} + 14H+ + 6Fe^{2+} -> 2Cr^{3+} + 6Fe^{3+} + 7H2O}$. ستة أيونات $\ce{Fe^{2+}}$ لكل أيون ثنائي كرومات: $6 \times 0.010 = 0.060\,\mathrm{mol}$.

حل التمرين 35.14.

$\ce{2ClO- + 4H+ + 2e- -> Cl2 + 2H2O}$ و$\ce{2Cl- -> Cl2 + 2e-}$؛ وبالجمع والقسمة على 2: $\ce{ClO- + Cl- + 2H+ -> Cl2 + H2O}$. فالحمض يقدّم أيونات $\ce{H+}$، والتفاعل يطلق ثنائي الكلور، وهو غاز سام: ومن هنا التحذير من خلط المنتجين أبدًا.

حل التمرين 35.15.

لا تستطيع الإلكترونات أن تنتقل حرة عبر المحلول (القضية 35.8): فالتي تفقدها ذرات الخارصين لا يأخذها إلا أيون $\ce{Cu^{2+}}$ يلامس الفلز. لذلك تتكوّن ذرة النحاس عند سطح الصفيحة، وتبقى هناك.