الحل التلخيصي للتأكسد الاختزال


שיעור זה זמין גם ב: עברית (العبرية)

حل التمرين الملخص للتأكسد-الاختزال

  1. يدور السؤال حول ثاني أكسيد الكبريت SO2(g) وهو غاز.
    1. هل يمكن استخدام الكبريت (S) في غاز SO2(g) كمختزل فقط، كمؤكسد فقط أو كمختزل ومؤكسد أيضًا؟ اشرحوا تحديدكم.
      سنفحص درجة تأكسد المادة SO2(g)
      דרגות חמצון SO2
      لأن الكبريت (S) هو لافلز من العمود السادس في الجدول الدوري، تتراوح درجة تأكسده ما بين 2- و6+. ذرات الكبريت في المادة SO2(g) تتواجد بدرجة تأكسد متوسطة، ليست القصوى ولا الأدنى. لذلك، يمكن أن تكون ذرات الكبريت في هذه المادة مؤكسدة ومختزلة أيضًا أي ترتفع وتنخفض أيضًا درجة تأكسدها.

    يتكوّن ثاني أكسيد الكبريت SO2(g) من خلال حرق كبريتيد الهيدروجين H2S(g) مع الأكسجين (O2(g)). خلال الحرق، ينتج أيضًا بخار الماء H2O(g).

      1. اكتبوا نص هذا التفاعل واذكروا درجة تأكسد كل مكونات المعادلة.
        إجابة:
        ניסוח התהליך
      2. قوموا بموازنة التفاعل.
        إجابة:
        תהליך מאוזן כולל מעברי אלקטרוניםولذلك التفاعل المتوازن سيكون:

        2H2S(g) + 3O2(g) → 2SO2(g) + 2H2O(g)

      3. حددوا المادة المؤكسدة والمادة المختزلة في التفاعل. اشرحوا تحديدكم.
        المؤكسد في التفاعل هو الأكسجين O2(g) لأن درجة تأكسده تنخفض من 0 إلى 2- أي أنه يربح إلكترونات ويمر بتفاعل اختزال.
        المختزل في التفاعل هو ذرّات الكبريت (S) في مادة H2S(g) لأن درجة تأكسدها ترتفع من 2 إلى 4+ أي أنها تعطي إلكترونات وتمر بتفاعلتأكسد.
      4. إذا مُعطى بأن 4.48 ليترًا من غاز كبريتيد الهيدروجين احترقت في الشروط المعيارية (Vm=22.4 لتر لكل مول) إحسبوا
        1. كم عدد مولات SO2(g) التي حصلنا عليها؟ فصّلوا حساباتكم.
          SO2(g)   H2S(g)  
          2 2 نسبة المولات
          4.48 V (لتر)
          22.4 Vm (لتر/مول)
          0.2 X2/2 n=V/Vm
          0.2
          n (مول)

          إجابة: حصلنا على 0.2 مول من SO2(g).

        2. كم عدد لترات الأكسجين التي تفاعلت بنفس الشروط؟ فصّلوا حساباتكم.
          O2(g)   H2S(g)  
          3 2 نسبة المولات
          0.3 x3/2 0.2 n (مول)
          22.4 Vm (لتر/مول)
          V=n x Vm
          6.72
          V (لتر)

          إجابة: يبلغ حجم غاز الأكسجين الذي تفاعل 6.72 لترًا.

        3. كم مول من الإلكترونات انتقلت نتيجة التفاعل؟ فصّلوا حساباتكم.
          e   H2S(g)  
          12 2 نسبة المولات
          1.2 x12/2 0.2 n (مول)

          إجابة: انتقل 1.2 مول إلكترونات.

  2. تم أخذ 300 مل من محلول بروميد الصوديوم NaBr(aq) 1M.
    قسّمنا المحلول إلى 3 أوعية متساوية.
    أضفنا إلى الوعاء الأوّل محلول من نيترات الفضة AgNO3(aq) 0.5M . نتج راسب AgBr(s) بحسب التفاعل التالي:
    Ag+(aq) + Br (aq) → AgBr(s)

    1. i. هل هذا تفاعل تأكسد-اختزال؟ إذا نعم، فصّلوا أي منها هو المؤكسد وأي منها هو المختزل وإذا لا اشرحوا السبب.
      التفاعل المعطى ليس تفاعل تأكسد-اختزال.
      نرى هذا بواسطة درجات التأكسد
      דרגות החמצון בתהליךلا تغيير في درجات تأكسد كل مكونات التفاعل ولذلك هذا ليس تفاعل تأكسد-اختزال.
      ii. احسبوا حجم محلول نيترات الفضة المُضافة إلى الوعاء الأوّل.
      لنتذكر ما تعلمناه في فصل الستوخيومتريا.
      نذكركم بأن السؤال أشار إلى أخذ 300 ملل من محلول بروميد الصوديوم NaBr(aq) 1M. قسّمنا المحلول إلى 3 أوعية متساوية.
      عندما يتم تقسيم المحلول إلى عدة أجزاء، يختلف عدد المولات كما يختلف الحجم لكن التركيز لا يختلف (خذوا وعاءً يحتوي على التوت وقسّموه إلى عدة كؤوس. الطعم أي التركيز لا يختلف).
      لذلك، يحتوي الوعاء بعد التقسيم على 100 ملل من محلول بروميد الصوديوم NaBr(aq) 1M.

      Br (aq)    NaBr(aq)  
      1 نسبة المولات
      1 C(M)
      0.1 V محلول
      (لتر)
      0.1 X1/1 n = C x V 0.1 n (مول)

       

      سنقارن الآن بين الأيونات في التفاعل

      Ag+(aq)    Br (aq)   
      1 1 نسبة المولات
      (ضمن التفاعل
      المُصاغ في السؤال)
      0.1 X1/1 0.1 n (مول)

       

      AgNO3(aq)   Ag+(aq) 
      1 1 نسبة المولات
      0.1 X1/1 0.1 n (مول)
      0.5 C (مول/لتر)
      V=n/C
      0.2
      V (لتر)

      إجابة: حجم محلول AgNO3(aq) هو 0.2 لترًا.
      iii. ما هي كتلة الراسب الناتجّن؟

      AgBr(s)   Ag+(aq) 
      1 1 نسبة المولات
      (ضمن التفاعل الأوّل)
      0.1 X1/1 0.1 n (مول)
      187.777 Mw (غرام/مول)
      m = n x Mw 18.777 m (غرام)

      إجابة: كتلة الراسب AgBr(s) هي 18.77 غرامًا.
      في الوعاء الثاني، تمت إضافة كلور Cℓ2(g) تفاعل مع أيونات البرومBr (aq)  على النحو التالي:
      Cℓ2(g) + 2Br (aq) → 2Cℓ (aq) + Br2(ℓ)

    2. i. هل هذا تفاعل تأكسد-اختزال؟ إذا نعم، فصّلوا أي منها هو المؤكسد وأي منها هو المختزل وإذا لا اشرحوا السبب.
      من أجل تحديد ما إذا التفاعل هو تفاعل تأكسد-اختزال، يجب فحص وجود تغييرات في درجات التأكسد مما يُشير إلى انتقال إلكترونات.
      דרגות חמצון בתהליךهذا تفاعل تأكسد-اختزال بسبب وجود تغييرات في درجات التأكسد.
      انخفضت درجة تأكسد الكلور Cℓ2(g) في التفاعل من 0 إلى 1- ولذلك خضع لتفاعل اختزال أي ربح إلكترونات لأنه المادة المؤكسدة.
      ارتفعت درجة تأكسد أيونات البروم Br (aq)  من 1- إلى 0. لقد خضعت لتفاعل تأكسد أي أنها أعطت إلكترونات ولذلك هي مادة مختزلة.

      ii. ما هو حجم غاز الكلور المُشارك في التفاعل في شروط الغرفة (Vm=25L/moℓ)؟ فصّلوا حساباتكم.
      نذكركم بأننا قد حسبنا عدد مولات أيونات البروم Br (aq)  الموجودة في كل محلول. 
      لنكرر الحساب:

      Br (aq)    NaBr(aq)
      1 نسبة المولات
      1 C(M)
      0.1 V محلول
      (لتر)
      0.1 X1/1 n = C x V 0.1 n (مول)

      والآن بحسب النص المذكور في البند ب:

      Cℓ2(g)   Br (aq)   
      1 2 نسبة المولات
      0.05 X1/2 0.01 n (مول)
      25 Vm
      (لتر في المول)
      V = n x Vm 1.25 V (لتر)

      إجابة: حجم غاز الكلور Cℓ2(g) المتفاعل هو 1.25 لترًا.
      iii. لو تم استخدام هالوجين آخر عوضًا عن الكلور مثل الفلور F2 أو اليود I2، من كان بالتأكيد سيتفاعل مع أيونات البروم؟ (رمز: كهروسالبية) اشرحوا إجابتكم.
      لأن الكلور يتفاعل كمؤكسد في التفاعل، يُفضّل استخدام مؤكسد أفضل منه. نحن نعلم أن للفلور F2 ميل قوي جدًا إلى جذب إلكترونات (هو العنصر الكيميائي الأكثر كهروسالبية) ولذلك نفضّل الفلور.

    3. أُضيف إلى الأنبوب الثالث 200 ملل من محلول K2Cr2O7(aq) في بيئة حامضية وحدث التفاعل التالي:
      6Br (aq) + Cr2O72–(aq) + 14H3O+(aq) → 3Br2(ℓ) + 2Cr3+(aq) + 21H2O(ℓ) i. حددوا المؤكسد والمختزل في التفاعل. اشرحوا تحديدكم.
      من أجل تحديد المؤكسد والمختزل، يجب تحديد درجات التأكسد لكل المركبات في التفاعل.
      דרגות חמצון בתהליךيمكننا أن نرى ارتفاع في درجة تأكسد البروم Br (aq)  من 1- إلى 0. لقد أعطت إلكترونات اي أنها مرت بتفاعل تأكسد ولذلك هي مادة مختزلة.
      انخفضت درجة تأكسد ذرات الكروم (Cr) في أيون Cr2O72-(aq) من 6+ إلى 3+. لقد حصلت على إلكترونات، أي مرت بتفاعل اختزال ولذلك هي مادة مؤكسدة.      

      ii. ما هو تركيز محلول K2Cr2O7(aq) المشارك في التفاعل؟ فصّلوا حساباتكم.

      Cr2O72–(aq)   Br (aq)  
      1 6 نسبة المولات
      (من ضمن التفاعل المُصاغ
      في البند ت)
      0.0166 x1/6 0.1 n (مول)


      سنقارن الآن بين أيونCr2O72–(aq) وبين مادة K2Cr2O7(aq).

      K2Cr2O7(aq)   Cr2O72–(aq)  
      1 1 نسبة المولات
      0.0166 X1/1 0.0166 n (مول)
      0.2 V (لتر)
      C=n/V
      0.083
      C (مول/لتر)

      إجابة: تركيز محلول أل-K2Cr2O7(aq) هو 0.083M.
      iii. كم مول من الإلكترونات انتقل في التفاعل الذي حدث في الأنبوب 3؟ فصّلوا حساباتكم.
      من أجل حساب مول الإلكترونات، يجب حساب انتقال الإلكترونات في التفاعل:
      מעברי אלקטרונים בתהליך

      e   Br (aq)
      6 6 نسبة المولات
      0.1 x6/6 0.1 n (مول)

      إجابة: انتقل في التفاعل 0.1 مول إلكترونات.

  3. يمكن إنتاج حديد فلزي Fe(s) في تفاعل التأكسد-الاختزال بحسب النص التالي:
    3CO(g) + Fe2O3(s) → 2Fe(s) + 3CO2(g)

    1. من المؤكسد ومن المختزل في التفاعل المقترح؟ اشرحوا تحديدكم.
      تم تحديد درجات تأكسد
      \דרגות חמצון בתהליךالمختزل في التفاعل هو الكربون (C) في مادةCO(g). درجة تأكسده ترتفع من 2+ إلى 4+ أي أنه يعطي إلكترونات ويمر بتفاعل تأكسد.
      المؤكسد في التفاعل هو ذرات الحديد (Fe) في مادة Fe2O3(s). تنخفض درجة تأكسدها من 3+ إلى 0 أي أنها تربح إلكترونات وتمر بتفاعل اختزال.
    2. I. ما هي كتلة أكسيد الحديد (Fe2O3(s)) المطلوب للتفاعل مع 134.4 غرام من CO(g)؟ فصّلوا حساباتكم.
      Fe2O3(s)   CO(g)  
      1 3 نسبة المولات
      m = n x Mw 255.52 134.4 m (غرام)
      159.7 28 Mw (غرام/مول)
      1.6 x1/3 n=m/Mw
      4.8
      n (مول)


      إجابة: تفاعلت 255.52 غرامات من Fe2O3(s)

      II. كم مول من الإلكترونات انتقل من المختزل إلى المؤكسد بحسب المعطيات في البند ب I؟ فصّلوا حساباتكم.
      نسجّل انتقال الإلكترونات:
      מעברי אלקטרונים בתהליך

      e   CO(g)  
      6 3 نسبة المولات
      9.6 x6/3 4.8 n (مول)


      إجابة: انتقل 9.6 مول إلكترونات.

    3. في تجربة أخرى تكوّن 138 لترًا CO2(g) في شروط التي فيها كل 1 مول من الغاز يشغل حجم 48 لتر.
      ما هي كتلة Fe2O3(s) المشتركة في التجربة؟ فصّلوا حساباتكم.

      Fe2O3(s)   CO(g)
      1 3 نسبة المولات
      138 V (لتر)
      48 Vm (لتر/مول)
      0.958 x1/3 n=V/Vm
      2.875
      n (مول)
      159.7 Mw (غرام/مول)
      m = n x Mw 152.99 m (غرام)


      إجابة: كتلة Fe2O3(s) التي شاركت في التجربة هي 152.99 غرام.

    يريدون في المختبر انتاج 558.5 غرام من الحديد Fe(s) .

    1. I. ما هي كتلة Fe2O3(s) وكتلة CO(g) التي يجب أن تتفاعل من أجل إنتاج 558.5 غرامًا من الحديد Fe(s)؟
      Fe2O3(s) Fe(s)
      1 2 نسبة المولات
      m = n x Mw
      798.5
      558.5 m (غرام)
      159.7 55.85 Mw (غرام/مول)
      5 X1/2 n=m/Mw
      10
      n (مول)


      إجابة: يجب تفاعل 798.5 غرامات من Fe2O3(s).

      CO(g)   Fe(s)
      3 2 نسبة المولات
      15 x3/2 10 n (مول)
      28 m (غرام)
      m = n x Mw
      420
      Mw (غرام/مول)

      إجابة: يجب أن تتفاعل 420 غراممنCO(g).
      II. كم مول من الإلكترونات انتقل في هذه الحالة؟ فصّلوا حساباتكم.

      e   Fe(s)
      6 2 نسبة المولات
      30 x6/2 10 n (مول)

      إجابة: انتقل 30 مول إلكترونات.

    يمكن إنتاج الحديد من خلال التفاعل بين الكربون (C) وأكسيد الحديد بحسب النص التالي:
    Fe2O3(s) + 3C(s) → 2Fe(s) + 3CO(g)

    1. I. احسبوا كتلة الكربون (C) المطلوبة للحصول على 55.85 كلغ من الحديد Fe(s). فصّلوا حساباتكم.
      C(s)   Fe(s)
      3 2 نسبة المولات
      m = n x Mw
      18000
      55850 m (غرام)
      12 55.85 Mw (غرام/مول)
      1500 x3/2 n=m/Mw
      1000
      n (مول)

      إجابة: كتلة الكربون التي تفاعلت هي 18000 غرامًا.
      II. ما هو حجم غاز CO المنبعث خلال التفاعل بشروط الغرفة (لتر/مول Vm = 25

      CO(g)   Fe(s)  
      3 2 نسبة المولات
      1500 x3/2 1000 n (مول)
      25 Vm
      (لتر في المول)
      V = n x Vm
      37500
      V (لتر)

      حجم CO(g) المنبعث (الناتج) هو 37500 لترًا.

  4. نُذوّب مركب أيوني غير معروف في الماء، تتألف صيغته الأمبيرية من أيونات فلز موجبة وأيونات نيترات NO3(aq).
    أيونات الفلز الموجبة في المحلول قد تكون:
    أيونات الألومينيوم Aℓ3+ / أيونات الزنك Zn2+ / أيونات النحاس Cu2+ / أيونات الفضة Ag+.
    من أجل معرفة نوع الأيونات الموجبة في المحلول والصيغة الأمبيرية للمركب الأيوني غير المعروف، يتم إجراء عدة فحوص.
    يُجرى كل فحص بشكل منفصل.
    في ما يلي الجدول الذي يلخّص نتائج الفحوص المختلفة:

    نوع الفحص النتيجة
    اغمروا في المحلول لوح ألومينيوم Aℓ(s) يحدث تفاعل تأكسد-اختزال
    اغمروا في المحلول لوح زنك Zn(s) يحدث تفاعل تأكسد-اختزال
    اغمروا في المحلول لوح نحاس Cu(s) لا يحدث تفاعل
    اغمروا في المحلول ألواح فضة Ag(s) لا تفاعل

    إليكم المعطيات التالية:
    في ما يلي ترتيب الفلزات بحسب قدرتها النسبية على الاختزال: Aℓ(s)> Zn(s)> Cu(s)> Ag(s).

    1. رتّبوا أيونات الفلزات أعلاه بحسب قدرتها النسبية على الأكسدة، وذلك من المؤكسد الأفضل حتى المؤكسد الأضعف.
      Aℓ3+(aq) < Zn2+(aq) < Cu2+(aq) < Ag+(aq).
    2. حدّدوا أيونات الفلز الموجودة في المحلول. اشرحوا اجابتكم.
      يمكننا أن نستخلص من الجدول بأن أيونات الفلز في المحلول هي أيونات Cu2+(aq) لأنه عند إدخال الفلزات ألومينيوم أو زنك إلى المحلول حدث تفاعل. هذا الأمر يعني أن أيونات الفلز في المحلول تنتمي إلى فلز مختزل أضعف مقارنة بهذه الفلزات. لذلك، مرر فلزي الألومينيوم والزنك إلكترونات إلى أيونات النحاس الموجودة في المحلول.
      أيونات النحاس لا تتفاعل مع فلز النحاس أو مع الفضة. الفضة هي فلز مختزل أضعف مقارنة بالزنك ولذلك لا ينقل فلز الفضة إلكترونات إلى أيونات النحاس في المحلول.
    3. صيغوا ووازنوا التفاعلين الذين قد حدثا خلال الفحص كما هو مفصّل في الجدول.
      Cu2+(aq) +Zn(s) → Zn2+(aq) + Cu(s) 3Cu2+(aq) +2Aℓ(s) → 2Aℓ3+(aq) + 3Cu(s)
    4. سجّلوا الصيغة الأمبيرية للمركب الأيوني المذابة في الماء.
      Cu(NO3)2
    5. في تجربة أخرى أُضيفت على نفس المحلول مادة غير معروفة في هذه الحالة، لم تُشارك أيونات الفلز في التفاعل لكن نتج غاز NO(g).
      إليكم عدة مواد، ويُشار في كل منها إلى ذرة معينة من خلال خط تحتها. يجب التطرق إليه فقط.
      SO3(g) , Cℓ2O7(g) , H2S(g) , H2O2(ℓ) حدّدوا أي من المواد المذكورة والمُشار إليها بخط قد تفاعلت مع الأيونات المتواجدة في المحلول (قد تكون هنالك أكثر من إجابة واحدة).
      تفاعلت في التجربة أيونات NO3(aq) سنفحص درجات التأكسد ونرى ماذا حدث كي ينتج NO(g) .
      דרגות חמצון NO3-والنتيجة
      דרגות חמצון NOنرى أن درجة تأكسد النيتروجين (N) قد انخفضت من 5+ إلى 2+ أي أنه مر بتفاعل اختزال ولذلك هو المؤكسد في التفاعل. لذلك يجب رؤية أي من بين المركبات المُشار إليها يمكنه المرور بتأكسد ويكون مختزلاً.
      المركب الذي يمر بتفاعل تأكسد هو مركب غير موجود بدرجة تأكسده القصوى أو أنه بدرجة تأكسد متوسطة أو بدرجة تأكسده الأدنى.
      שאלה-5הلذلك، المادتان اللتان يمكن أن تتفاعلا مع أيونات NO3(aq) هما المادتان H2S(g) و H2O2(ℓ). الأكسجين (O) في مادة H2O2(ℓ) يتواجد بدرجة تأكسد متوسطة (تتراوح درجة تأكسد الأكسجين بين 2- و2+) ولذلك يمكنه أن يمر بتفاعل تأكسد. الكبريت (S) أيضًا في مادة H2S(g) يمكن أن يمر بتفاعل تأكسد لأنه يتواجد بدرجة تأكسده الأدنى (تتراوح درجة تأكسد الكبريت بين 2- و6+).
      في المادتين الأخريين الكبريت (S) والكلور (Cℓ)، نجد أنهما في درجة تأكسدهما القصوى (كما قيل يمكن للكبريت أن يتراوح ما بين 2- و6+ بينما الكلور يمكن أن يتراوح بين 1- إلى 7+)، ولذلك لا يمكن لكلاهما أن يكونا مادتين مختزلتين بل فقط مؤكسدتين.
  5. يظهر اليود I2(s) في مركبات كيميائية كثيرة وله الكثير من الاستخدامات.
    أمامكم مركبات كيميائية تحتوي على ذرّات اليود:
    ICℓ , IO4 , I2S , IF , HI

    1. حدّدوا لكل من ذرّات اليود في المواد المختلفة ما إذا بالإمكان استخدامها كمختزل أو مؤكسد أو كلاهما.
      نحدد درجات تأكسد
      דרגות חמצון
      يمكن أن تتراوح درجات تأكسد اليود ما بين 1- و7+.

      لذلك في مادة IO4 يتواجد اليود بدرجة تأكسده القصوى ويمكنه أن يكون مؤكسدًا فقط أي يربح إلكترونات.
      في مادة HI يتواجد اليود بدرجة تأكسده الأدنى ويمكنه أن يكون مختزلاً فقط أي يعطي إلكترونات.
      في سائر الحالات، يتواجد اليود بدرجة تأكسده المتوسطة، لا القصوى ولا الأدنى، ولذلك يمكنه أن يعطي أو يربح إلكترونات، أي يكون مؤكسدًا ومختزلاً معًا.

    تشارك ذرّات اليود في تفاعلات تأكسد-اختزال كثيرة.
    إحدى التفاعلات هي:
    I2(aq) + 2OH (aq)IO (aq) + (aq) + H2O(ℓ)

    1. حددوا في هذه التفاعلات ما إذا كانت ذرات اليود مختزلة أو مؤكسدة أو كلاهما. اشرحوا تعحديدكم.
      نحدد بأن درجة تأكسد
      דרגות חמצון בתהליךاليود I2(s) في التفاعل المقترح هو مؤكسدًا وليس مختزلاً. هذا لأن درجة تأكسده ترتفع من 0 إلى 1+ وتنخفض درجة تأكسده أيضًا من 0 إلى 1-.

    تفاعلت في إحدى التجارب 5.4 غرامات من اليود.

    1. كم مول من الإلكترونات انتقل في التفاعل؟ فصّلوا حساباتكم.
      نسجّل انتقال الإلكترونات:
      מעברי אלקטרונים בתהליך

      e   I2(s)
      1 نسبة المولات
      5.4 m (غرام)
      254 Mw (غرام/مول)
      0.1 X1/1 n=m/Mw
      0.1
      n (مول)

      إجابة: انتقل 0.1 مول إلكترونات.

    في تفاعل آخر تفاعل أكسيد اليود I2O7(s) مع الماء H2O(ℓ). تكوّن في التفاعل حامض البيريوديك HIO4(aq).

    1. I. قوموا بصياغة التفاعل.

      I2O7(s) + H2O(ℓ)  → 2HIO4(aq)

      II. هل ذرات اليود في الأكسيد هي مادة مختزلة أو مؤكسدة أو كلاهما. اشرحوا تحديدكم.
      نفحص درجات التأكسد:
      דרגות חמצון בתהליךلا تغيير في درجات تأكسد كل مركبات التفاعل ولذلك هذا ليس تفاعل تأكسد-اختزال.

    نضيف إلى المحلول الذي يحتوي على أيونات النيتريت NO2(aq) إحدى المواد التالية:
    ICℓ , IO4 , I2S , IF , HI أحد النواتج الذي نحصل عليه في التفاعل هو NO3(aq).

    1. أي من بين المواد المقترحة التالية لا يمكن أن يتفاعل في التفاعل؟ انتبهوا إلى أنه يجب التطرق إلى ذرات اليود. اشرحوا اجابتكم.
      في البداية سنفحص ماذا حدث لأيونات النيتريت:
      NO2-لقد تحوّلت إلى
      דרגות חמצון NO3-نرى أن درجة تأكسد ذرات النيتروجين (N) ارتفعت من 3+ إلى 5+. هذا الأمر يعني أنها مرت بتفاعل تأكسد.
      يجب الآن فحص أي من المكونات المُشار إليها يمكنه المرور بتفاعل اختزال.
      لذلك نفحص درجات تأكسد المكونات المختلفة.
      דרגות חמצון
      انتبهوا إلى أن الكبريت (S) واليود (I) لهما قيمة متساوية من الكهروسالبية.
      المكون أو المكونات التي يمكنها المرور بتفاعل اختزال أي تُستخدم كمؤكسدة وتربح إلكترونات هي المكونات الموجودة بدرجة التأكسد القصوى أو بدرجة التأكسد المتوسطة.
      لأن مجال درجات تأكسد اليود تتراوح ما بين 1- و7+، يمكن التحديد بأنه باستثناء مادة HI يمكن استخدام كل باقي المواد كمؤكسدة وتربح إلكترونات. لا يستطيع اليود في هذه المادة أن يربح إلكترونات لأنه بدرجة تأكسده الأدنى.
  6. مواد رائحة مختلفة تتميّز برائحة كريهة تحتوي على ذرات الكبريت (S). من بين هذه المواد مادة كبريتيد الهيدروجين H2S(g) وميثانتيولCH3SH(g) .
    1. اكتبوا صيغة تمثيل إلكترونية لهاتين المادتين.
      נוסחת ייצוג אלקטרונית
    2. حددوا درجة تأكسد ذرة الكبريت في المادتين المقترحتين.
      דרגות חמצון
      انتبهوا أنه في مادة CH3SH(g) يجب الاستعانة بقيم الكهروسالبية للعناصر الكيميائية المختلفة من أجل تحديد درجات التأكسد. لأن للكبريت (S) والكربون (C) نفس قيمة الكهروسالبية، لا يؤثر الرابط بينهما على قيمة درجة التأكسد.    
    3. حددوا إذا كان بالإمكان استخدام ذرات الكبريت كمؤكسدة أو مختزلة أو كلاهما. اشرحوا اجابتكم.
      يمكن أن تكون ذرات الكبريت في مادة CH3SH(g) مؤكسدة ومختزلة لأن درجة تأكسدها 1 -وتتراوح درجة تأكسد الكبريت بين 2- و6+.
      لأنه في مادة CH3SH(g) يتواجد الكبريت بدرجة تأكسد متوسطة (ليست قصوى وليست دنيا) تستطيع أن تعطي وأن تربح الكترونات.

      في مادةH2S(g) يتواجد الكبريت بدرجة تأكسده الأدنى ولذلك يمكنه فقط أن يكون مادة مختزلة أي يعطي إلكترونات.

    إحدى طرق تخفيف كمية كبريتيد الهيدروجين هي تفاعله مع ماء فم يحتوي على Cℓ2O(ℓ) بحسب الصيغة التالية:
    Cℓ2O(ℓ) + H2S(g) → S8(s) + Cℓ2(g) + H2O(ℓ)

    1. قوموا بموازنة التفاعل.
      פתרון 6ד
    2. حددوا المؤكسد والمختزل في التفاعل. اشرحوا اجابتكم.
      المؤكسد في التفاعل هو ذرات الكلور Cℓ في مادة Cℓ2O(ℓ)، بسبب انخفاض درجة تأكسدها من 1+ إلى 0 أي أنها ربحت إلكترونات ومرت بتفاعل اختزال.
      المختزل في التفاعل هو ذرّات الكبريت في مادة H2S(g) لأن درجة تأكسدها ارتفعت من 2- إلى 0 أي أنها أعطت إلكترونات ومرت بتفاعل تأكسد.
    3. تفاعلت في إحدى التجارب 0.68 غرامات من كبريتيد الهيدروجين. كم مول من الإلكترونات انتقل في التفاعل؟ فصّلوا حساباتكم.
      e   Fe3+(aq)
      2 2 نسبة المولات
      1 X2/2 1 n (مول)

      إجابة: انتقل 0.04 مول إلكترونات.

  7. إليكم ثلاثة معادن، الحديد (Fe)، الزنك (Zn) والنحاس (Cu)، بحسب قدرتها النسبية على الاختزال.
    Zn(s)> Fe(s)> Cu(s) الحديد المجلفن هو حديد محمي من التآكل. نغطي الحديد بطبقة رقيقة من الزنك الذي يتأكسد ولا يتفتت.

    1. لماذا يُستخدم الزنك كحماية للحديد من التآكل؟
      يمكن للزنك حماية الحديد لأنه مختزل أفضل ولذلك سيخضع لتفاعل التأكسد عوضًا عن الحديد.
    2. اقترحوا طريقة إضافية تسمح بحماية الحديد من التآكل.
      يمكن تغطية الحديد بلون يعزله عن الهواء. توجد احتمالات إضافية لحماية الحديد.
    3. نرغب بالاحتفاظ بمحلول Fe(NO3)3(aq) ، Zn(NO3)3(aq) و Cu(NO3)3(aq) في وعاء مصنوع من نفس المادة. أي الفلزات يجب اختيارها من بين ما يلي: حديد زنك أو نحاس؟ اشرحوا تحديدكم.
      نختار فلز النحاس لأنه مختزل أضعف ولذلك لا يتفاعل مع أي من أيونات الفلزات الأخرى.
    4. في محلول مائي يحتوي على أيونات الحديد Fe3+(aq) بتركيز 2M بحجم 500 ملل، تم غمر قضيب حديد Fe(s). حدث التفاعل التالي:
      Fe(s) +2Fe3+(aq) → 3Fe2+(aq) I. ما هي كتلة قضيب الحديد المُشاركة في التفاعل؟ فصّلوا حساباتكم.

      Fe(s)   Fe3+(aq)  
      1 2 نسبة المولات
      2 C (مول/لتر)
      0.5 V (لتر)
      0.5 X1/2 n = C x V
      1
      n (مول)
      55.85 Mw (غرام/مول)
      n=m/Mw
      27.925
      m (غرام)

      إجابة: كتلة قضيب الحديد المُشارِكة في التفاعل هي 27.925 غرام.
      II. ما هو تركيز أيونات Fe2+(aq) في نهاية التفاعل؟ فصّلوا حساباتكم.

      Fe2+(aq)   Fe3+(aq)
      3 2 نسبة المولات
      1.5 x3/2 1 n (مول)
      0.5 V (لتر)
      3 C (مول/لتر)

      إجابة: تركيز أيونات Fe2+(aq) هو 3M.
      III. كم مول من الإلكترونات انتقل في التفاعل؟ فصّلوا حساباتكم.
      في البداية يجب تسجيل انتقال الإلكترونات:
      מעברי אלקטרונים בתהליךوالآن يتم الحساب

      e   Fe3+(aq)
      2 2 نسبة المولات
      1 X2/2 1 n (مول)

      إجابة: انتقل 1 مول إلكترونات.