18.1
כיצד סוללה מספקת חשמל שמפעיל מכשירים ניידים? מדוע אבוקדו חתוך משחיר או מתכת מחלידה מתחת למים? תהליכים אלה מונעים על ידי סוגים מסוימים של תגובות כימיות, הכוללות העברת אלקטרון מאטום אחד לאחר.
האטום המאבד אלקטרונים מחומצן, בעוד האטום שמקבל אלקטרונים עובר חיזור. תגובות אלה נקראות תגובות חמצון-חיזור או חמזור והן מאופיינות בשינויים במצב החמצון של מגיב אחד או יותר. האינטראקציה בין מגנזיום לבין חומצה הידרוכלורית מרוכזת היא דוגמה לתגובת חמזור.
כאן מגנזיום מחומצן ליוני מגנזיום 2, והפרוטונים עוברים חיזור לגז מימן. ניתן לאזן בקלות משוואות כימיות פשוטות. אך כיוון שרוב משוואות החמזור הן מורכבות, מספר האלקטרונים שמופחת ומתווסף חייב להיות מוצדק.
כשמאזנים משוואות חמזור, חיוני לשים לב לחוק שימור המסה. הכמות של כל יסוד וכל קבלה או העברה של אלקטרון חייבות להיות מאוזנות בשני הצדדים של התגובה;על כן, אם מגיב אחד עובר חיזור, מגיב אחר חייב לעבור חמצון. השיטה של חצאי תגובות משמשת לאיזון משוואות חמזור בהצלחה.
חשבו על התגובה של פרמנגנט עם אוקסלט. עבור תמיסה מימית חומצית, הקצו את מצבי החמצון וחלקו את התגובה לחצאי התגובות המרכיבים אותה. לאחר מכן, אזנו כל אחת מחצאי התגובה והתעלמו ממימן וחמצן.
כאן המנגן כבר מאוזן, אבל האוקסלט צריך מקדם של שתיים;שנית, אזנו אטומי חמצן באמצעות הוספת מולקולות מים;ושלישית, אזנו אטומי מימן באמצעות הוספת פרוטונים היכן שדרוש. אזנו את המטענים באמצעות הוספת אלקטרונים. משום שהמנגן עבר חיזור, חמישה אלקטרונים נוספו לצד של המגיב.
לעומת זאת, אוקסולט עבר חמצון;לכן, שני אלקטרונים נוספו לצד התוצר. הכפילו את חצאי התגובות במספרים שלמים כך שמספר האלקטרונים שנוספו יהיה שווה. לבסוף סכמו וופשטו את חצאי התגובות על ידי ביטול מרכיבים שנמצאים בשני הצדדים על מנת להשיג תגובת חמזור מאוזנת.
בתמיסות מימיות בסיסיות, התהליך דומה אך כולל צעד אחד נוסף. כאן מספר שווה של יונים הידרוקסיל נוסף לשני הצדדים של התגובה על מנת לנטרל את הפרוטונים לפני שמסכמים את חצאי התגובות המאוזנות.
אלקטרוכימיה היא המדע המעורב בהמרה הדדית של תגובות חשמליות וכימיות. תגובות כאלה נקראות "רדוקס", או תגובות חמצון-חיזור. תגובות חשובות אלו מוגדרות על ידי…
זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.