كتابة معادلة تفاعل أكسدة-إرجاع (2)

المقدمة

في بعض التفاعلات (كالتفكك الذاتي للماء الأكسجيني)، يكون نفس النوع الكيميائي مؤكسدا ومرجعا في نفس الوقت، حسب أي ثنائية ننظر إليها.

التفكك الذاتي للماء الأكسجيني

الماء الأكسجيني التجاري محلول مائي لبيروكسيد الهيدروجين $H_2O_2$ الذي يتفكك ذاتيا وببطء وفق:

• المعادلة النصفية للأكسدة (الثنائية $O_2/H_2O_2$): $H_2O_2 = O_2 + 2H^+ + 2e^-$
• المعادلة النصفية للإرجاع (الثنائية $H_2O_2/H_2O$): $H_2O_2 + 2H^+ + 2e^- = 2H_2O$

تفاعل كحول مع برمنغنات البوتاسيوم

دراسة تفاعل كحول الصيغة $C_3H_8O$ مع شوارد البرمنغنات $MnO_4^-$، الثنائيتان $(MnO_4^-/Mn^{2+})$ و $(C_3H_6O/C_3H_8O)$:

• إرجاع (×2): $MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- = Mn^{2+} + 4H_2O$
• أكسدة (×5): $C_3H_8O = C_3H_6O + 2H^+ + 2e^-$

شوارد البروميد وشوارد البرومات

تتفاعل شوارد البروميد $Br^-$ مع شاردة البرومات $BrO_3^-$ في وسط حامضي وفق تفاعل تام، الثنائيتان $(BrO_3^-/Br_2)$ و $(Br_2/Br^-)$:

• إرجاع (×1): $2BrO_3^- + 12H^+ + 10e^- = Br_2 + 6H_2O$
• أكسدة (×5): $2Br^- = Br_2 + 2e^-$

وبعد الجمع وتوحيد الإلكترونات (10)، ثم قسمة كل المعاملات على 2:

تطبيق إضافي: الماء الأكسجيني ويود البوتاسيوم

يُنمذج التفاعل بين الماء الأكسجيني $H_2O_2$ ومحلول يود البوتاسيوم $(K^+ + I^-)$ بالمعادلة:

• أكسدة: $2I^- = I_2 + 2e^-$
• إرجاع: $H_2O_2 + 2H_3O^+ + 2e^- = 4H_2O$

الثنائيتان الداخلتان: $(I_2/I^-)$ و $(H_2O_2/H_2O)$.