موازنة معادلات التأكسد والاختزال في الوسط المائي

يرتبط التأكسد Oxidation بفقد الإلكترونات في التفاعل .وكذلك يرتبط مفهوم الاختزال Reduction باكتساب المادة للإلكترونات خلال التفاعل .

ويسمى التفاعل الذي انتقلت فيه الإلكترونات من إحدى الذرات إلى ذرة أخرى بتفاعل الأكسدة والاختزال Redox Reaction .

1 - نقسم التفاعل إلى نصفين , تفاعل أكسدة , وتفاعل اختزال .

2 - موازنة أعداد الذرات في كل من نصفي التفاعل ما عدا الأكسجين والهيدروجين .

3 - موازنة ذرات الأكسجين في كل من نصفي التفاعل بإضافة جزيء ماء للطرف الذي ينقصه ذرات من الأكسجين .

4 - موازنة الهيدروجين وذلك بإضافة أيونات الهيدروجين للطرف الناقص .

5 - موازنة الشحنات بإضافة الإلكترونات .

6 - يجب أن يكون عدد الإلكترونات المكتسبة في نصف تفاعل الاختزال يساوي عدد الإلكترونات المفقودة في نصف تفاعل الأكسدة ولتحقيق ذلك اضرب أنصاف التفاعلات تبادليًا بأعداد الإلكترونات في كل منهما . أو اضرب معادلة معينة باستخدام المضاعف المشترك الأصغر .

7 - اجمع معادلتي التفاعل واختصر بحذف المواد المشتركة في المتفاعلات والنواتج .

8 - تحقق من خلال حساب عدد الشحنات في المواد المتفاعلة والذي يجب أن يساوي عدد الشحنات في النواتج , ونفس الطريقة بالنسبة لعدد الذرات .

فمثلًا , يتحول اللون البرتقالي لأيون ثنائي الكرومات Cr2O7 إلى الأخضر عند إضافة ثاني أكسيد الكبريت بحسب المعادلة التالية :

Cr2O7 + SO2 -----> SO4 + 2Cr ( أوضح في صورة 1 )

لوزن المعادلة نقسم التفاعل إلى نصفين , تفاعل أكسدة ( SO2 ) وتفاعل اختزال ( Cr ) .

أ - نصف تفاعل أكسدة : SO2 ---->SO4 :

1 - نوزن ذرات الأكسجين بإضافة 2H2O في المتفاعلات لتصبح
SO2 + 2H2O ----> SO4

2 - نوزن ذرات الهيدروجين بإضافة 4 بروتونات H في النواتج لتصبح
SO2 + 2H2O ----> SO4 + 4H

3 - إجمالي الشحنات يساوي 2+ في الطرف الأيمن و 0 في الطرف الأيسر لذا سنضيف 2 إلكترون في الطرف الأيمن

SO2 + 2H2O -----> SO4 + 4H + 2e

ب - نصف تفاعل اختزال : Cr2O7 -----> 2Cr : 

1 - نوزن ذرات الأكسجين بإضافة 7H2O في الطرف الأيمن لتصبح
Cr2O7 -----> Cr + 7H2O

2 - نوزن ذرات الهيدروجين بإضافة 14 بروتون H في الطرف الأيسر لتصبح
Cr2O7 + 14H -----> 2Cr + 7H2O

3 - إجمالي الشحنات يساوي 6 في الطرف الأيمن و 12 في الطرف الأيسر لذا سنضيف 6 إلكترونات في الطرف الأيسر لتصبح
Cr2O7 + 14H + 6e -----> 2Cr + 7H2O

بما أن عدد الإلكترونات المكتسبة في نصف تفاعل الاختزال = عدد الإلكترونات المفقودة في نصف تفاعل الأكسدة لذا سنضرب معادلة نصف تفاعل الأكسدة في 3 .
3SO2 + 6H2O -----> 3SO4 + 12H + 6e

نجمع نصفي التفاعل ونقوم بحذف الإلكترونات و 12 بروتون و 6 جزيئات ماء من الطرفين لتصبح المعادلة النهائية
Cr2O7 + 3SO2 + 2H -----> 2Cr + 3SO4 + H2O