تفاعلات أكسدة-اختزال

بدأ مفهوم الأكسدة تاريخياً عندما أطلقه العلماء على اتحاد الأوكسجين بالعناصر الأخرى ، فمثلاً في التفاعل :

تأكسد الكبريت ، ولكن المفهوم سرعان ما اتسع وتطور ليشمل تفاعلات لا يشارك فيها الأوكسجين وربط به مفهوم آخرمترافق معه دائماً هو مفهوم الاختزال .

مفهوم الأكسدة والاختزال (1) :
تطور هذا المفهوم وتعدل ، شأنه في ذلك شأن المفاهيم والحقائق العلمية الأخرى التي تخضع للتبدلات والتغيرات ، فبعد اكتشاف مكونات الذرة ، وتحديد مفهوم الذرية (وقد درستها سابقاً) لم تعد تفاعلات الأكسدة والاختزال ترتبط بإضافة الأوكسجين أو نزعه ، بل أصبحت تشير إلى أي تفاعل يحدث فيه تبادل الكتروني بين بعض المواد المتفاعلة مما يؤدي إلى تغير في ذرياتها وظهورها بثوب جديد في النواتج . ولتوضيح ذلك ،
لندرس تفاعل اتحاد الصوديوم والكلور لتكوين ملح الطعام :

ولو طلبنا منك أن تحدد نوع هذا التفاعل ، لقلت بلا تردد (وقولك صحيح) إنه تفاعل اتحاد مباشر ، ولكن دعنا ننظر إلى الموضوع من زاويةٍ أخرى . ففي هذا التفاعل تمنح كل ذرة من ذرات الصوديوم إلكتروناً لكل ذرة من ذرات الكلور ، وهكذا تتغير ذرية الصوديوم فبعد أن كانت تساوي صفر عندما كان الصوديوم لوحده Na(s)i وقبل أن يدخل في تفاعل مع الكلور ، أصبحت ذريته +1 في أثناء وبعد دخوله التفاعل أي أنه أصبح أيون Na+1 . إن ذرة الصوديوم ازدادت عددياً من المواد المتفاعلة إلى النواتج وهذا واضح من أن +1 أكبر من صفر . وهذا ما اتفق العلماء على تسميته تأكسداً .

أما ذرة الكلور فبعد أن أخذت الالكترون من ذرية الصوديوم تحولت إلى أيون الكلوريد السالب Cl-1 ، لقد نقصت ذرية الكلور عددياً من المواد المتفاعلة إلى النواتج وهذا واضح من أن -1 أصغر من صفر ، وهذا ما اتفق العلماء على تسميته اختزالاً (إرجاعاً) .
لاحظ أن كل ذرة صوديوم تمنح الكتروناً تجد من يأخذه منها حالاً وهو ذرة الكلور ، وليس هنالك أية الكترونات تضيع أثناء هذه العملية المتواقتة ، فكلما تأكسدت ذرة صوديوم اختزلت مقابلها ذرة كلور ، وهكذا فالأكسدة والاختزال عمليتان مترافقتان ولا يمكن أن تحدث إحداهما دون حدوث الأخرى.
لقد تحدثنا أعلاه عن مفهوم الذرية (وقد أفردنا فصلاً خاصاً في هذه الأساسيات) فهو أساس في تفاعلات الأكسدة والاختزال ، ومفهوم الذرية يرتبط بكسب وخسارة الالكترونات وبالروابط ، فما هي النقطة المرجعية في تحديد ذرية العنصر ؟ إن النقطة المرجعية هي ذرة واحدة من العنصر ، فذرية الصوديوم +1 لأن ذرة واحدة منه تمنح الكتروناً واحداً وذرية الكلور -1 لأن ذرة واحدة منه تقبل الكتروناً واحداً . نُذكرك أيضاً بوجود مصطلحٍ آخر مرادفٍ لمصطلح الذرية وهو رقم الأكسدة (أو عدد التأكسد) وعلى الرغم من وجود اختلافاتٍ بين مفهوم الذرية ومفهوم عدد التأكسد إلا أننا نستخدمهما كمترادفين فلا تستغرب إذا وجدتنا نستخدم الواحد منهما بدلاً عن الآخر .

الذرية : عدد الروابط التي تعملها ذرة واحدة من العنصر حينما تدخل في اتحادٍ كيميائي مع ذرةٍ أخرى .
نستخدم مصطلح الذرية عادةً مع المركبات التساهمية (ذات الروابط المشتركة) التي يكون طرفاها أو أطرافها من اللافلزات مثل الماء وحمض الكبريتيك H2SO4 .