موضوع مقاله: نیم واکنش | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # نیم واکنش | مقدمه: نیم‌واکنش مفهومی‌ست در برق‌شیمی که بیان‌کننده یک واکنش شیمیایی است که طی آن الکترون آزاد توسط مواد گرفته یا آزاد می‌شود و طی آن فرایند اکسایش یا کاهش (احیا) صورت می‌گیرد. | ## بخش 1: نیم واکنش | مواد شرکت‌کننده در نیم واکنش‌ها به صورت یون‌های با بار مثبت با منفی نشان داده می‌شوند. یک نیم واکنش در حقیقت بخشی از یک واکنش کلی اکسایش و کاهش است در نتیجه جنبه تئوری داشته و بخشی از سازوکار یک واکنش کلی است در نتیجه به صورت جداگانه امکان انجام آن در آزمایشگاه وجود ندارد. مثال: سلول روی و مس گالوانیک سلول گالوانیک سلول گالوانیک نشان داده شده را در نظر بگیرید: این قطعه با یک قطعه روی (Zn) غوطه ور در محلول سولفات روی ( ZnSO4 ) و یک قطعه مس (Cu) غوطه ور در محلول سولفات مس ( II ) ساخته شده است ( CuSO4 ). این در نیمه واکنش اکسیداسیون زیر نشان داده شده است (توجه داشته باشید که الکترونها در سمت محصولات هستند): Zn (ها) n Zn2 ​​+ + 2e− در کاتد مس ، کاهش اتفاق می افتد (الکترونها پذیرفته می شوند). این در نیمه واکنش کاهش دهنده زیر نشان داده شده است (توجه داشته باشید که الکترونها در سمت واکنش دهنده ها هستند): Cu2 + + 2e− → Cu (s) مثال: اکسیداسیون منیزیم آزمایش نشان دادن سنتز یک اکسید اساسی. h عکس یک روبان منیزیم در حال سوختن با قرار گرفتن در معرض بسیار کوتاه برای بدست آوردن جزئیات اکسیداسیون. | ## بخش 2: نیم واکنش | منیزیم (های) با بار صفر بار +2 را از سمت واکنش دهنده به سمت محصول می گیرد و O2 (گرم) با بار صفر بار -2 را به دست می آورد. دلیل این امر این است که وقتی Mg به + Mg2 تبدیل می شود ، 2 الکترون از دست می دهد. از آنجا که 2 میلی گرم در سمت چپ وجود دارد ، در مجموع 4 الکترون با توجه به نیمه واکنش اکسیداسیون زیر از بین می رود: 2 میلی گرم (ثانیه) M 2 میلی گرم 2 + + 4 ثانیه از طرف دیگر ، O2 کاهش یافت: حالت اکسیداسیون آن از 0 به -2 می رسد. بنابراین ، می توان با دریافت 4 الکترون ، یک نیمه واکنش کاهش برای O2 نوشت: O2 (گرم) + 4e− → 2O2− واکنش کلی حاصل جمع هر دو واکنش است: 2 میلی گرم (ثانیه) + O2 (گرم) + 4e− → 2Mg2 + + 2O2− + 4e− وقتی واکنش شیمیایی ، به ویژه ، واکنش اکسیداسیون کاهش می یابد ، الکترون ها را در حین واکنش مشاهده نمی کنیم و از بین می روند. پس از لغو ، معادله دوباره نوشته می شود به عنوان 2Mg (s) + O2 (g) → 2Mg2 + + 2O2− دو یون مثبت (Mg2 +) و منفی (O2-) در سمت محصول وجود دارد و آنها بلافاصله با هم ترکیب می شوند و به دلیل بارهای مخالف (جاذب الکترواستاتیک) ، یک اکسید منیزیم (MgO) تشکیل می دهند. در هر واکنش اکسیداسیون-کاهشی داده شده ، دو نیمه واکنش وجود دارد - نیمه واکنش اکسیداسیون و نیمه واکنش کاهشی. | ## بخش 3: نیم واکنش | روش تعادل نیمه واکنش واکنش زیر را در نظر بگیرید: Cl2 + 2Fe2 + → 2Cl− + 2Fe3 + دو عنصر درگیر ، آهن و کلر ، هر کدام حالت اکسیداسیون را تغییر می دهند. این تغییرات را می توان با قرار دادن الکترون های مناسب در هر واکنش نیمی در فرمول ها نشان داد: Fe2 + → Fe3 + + e − Cl2 + 2e− → 2Cl− با توجه به دو نیمه واکنش ، می توان با آگاهی از پتانسیل های مناسب الکترود ، از همان طریق به واکنش کامل (اصلی) رسید. به عنوان مثال ، در واکنش فوق ، می توان نشان داد که این یک واکنش ردوکس است که در آن Fe اکسید می شود ، و Cl کاهش می یابد. یک شیمی دان می تواند هر بار یک قطعه از معادله را تعادل اتم دهد و تعادل را شارژ کند. مثلا: Fe2 + → Fe3 + + e− می شود 2Fe2 + → 2Fe3 + + 2e− به Cl2 + 2e− → 2Cl− اضافه می شود و در نهایت Cl2 + 2Fe2 + → 2Cl− + 2Fe3 + می شود در نظر گرفتن یک واکنش نیمه در هر دو حالت اساسی یا اسیدی نیز ممکن و گاهی ضروری است ، زیرا ممکن است یک الکترولیت اسیدی یا اساسی در واکنش ردوکس وجود داشته باشد. این کار با افزودن H2O ، OH− ، e− و یا H + به هر دو طرف واکنش انجام می شود تا زمانی که هر دو اتم و بارها متعادل شوند. | ## جمع‌بندی | نیمه واکنش زیر را در نظر بگیرید: PbO2 → PbO تا زمانی که فرض شود واکنش در آب باشد می توان از OH− ، H2O و e− برای تعادل بارها و اتم ها در شرایط اساسی استفاده کرد.