1. ‫الفصل األخير‬
‫تفاعالت األكسدة واإلختزال‬
‫اإلتزان اآليونى‬
‫1‬ ‫‪General Chem, Usama El-Ayaan‬‬

2. ‫األكسدة واإلختزال‬
‫اإلختزال‬ ‫األكسدة‬
‫اكتساب الكترونات‬ ‫فقد الكترونات‬
‫نقص فى عدد التأكسد‬ ‫زيادة فى عدد التأكسد‬
‫زيادة فى محتوى األكسجين نقص فى محتوى األكسجين‬
‫نقص فى محتوى الهيدروجين زيادة فى محتوى الهيدروجين‬
‫2‬ ‫‪General Chem, Usama El-Ayaan‬‬

3. ‫تحديد عدد التأكسد‬
‫‪ ‬عدد التأكسد ألى عنصر يساوى صفر مثل‬
‫‪ H2, Cl2, P4, F2, O2, O3, Na, Li, Mg‬‬
‫‪ ‬عدد التأكسد لأليونات البسيطة المكونة من ذرة واحدة‬
‫يساوي الشحنة التى يحملها األيون مثل‬
‫3+ = +3‪ K+ = +1 , O2- = -2 , Al‬‬
‫3‬ ‫‪General Chem, Usama El-Ayaan‬‬

4. ‫تحديد عدد التأكسد‬
‫عدد تأكسد األكسجين فى معظم مركباته = -2 ولكن في مركبات‬ ‫‪‬‬
‫البيروكسيد ( 2‪ )H2O2, Na2O‬فإن عدد تأكسد األكسجين =‬
‫-1 وفي مركبات السوبر أكسيد (2‪ )KO‬فإن عدد تأكسد‬
‫األكسجين = - 5.0‬
‫عدد تأكسد الهيدروجين فى معظم مركباته = +1 ولكن في‬ ‫‪‬‬
‫مركبات هيدريدات عناصر المجموعتين األولى والثانية (مثل‬
‫2‪ )NaH, CaH‬و مركبات الهيدروجين المعقدة مثل‬
‫4‪ LiAlH4, NaBH‬فإن عدد تأكسد ه = -1 .‬
‫4‬ ‫‪General Chem, Usama El-Ayaan‬‬

5. ‫أمثلة‬
: ‫ حدد عدد التأكسد لجميع العناصر فيما يلى‬
 Cr, CrCl3, Cr2O72-, K2CrO4, CrOCl,
 Cl2, Cl-, ClO-, ClO2-, NaClO3, Cl2O7, KClO4
 S, SO2, SO3, SOCl2, H2SO3, H2SO4,
Na2S2O5, Na2S4O6
 Mn, Mn2+, Mn2O3, MnO2, MnO4-, MnO42-
5 General Chem, Usama El-Ayaan

6. ‫أمثلة محلولة‬
 For KClO4: (K=+1, O=-2, Cl=??)
 [+1 (for K+)] + [Cl ???] + [4 X(-2) for oxygen] = zero
 +1 + Cl - 8 = 0 ,  Cl – 7 = 0  Cl = +7 (not -1)
 For Na2S4O6: (Na=+1, O=-2, S=??)
 [(+1 x 2) (for 2 Na+)] + [4 S ???] + [6 X(-2) for oxygen]
= zero
 +2 + 4S - 12 = 0 ,  4S – 10 = 0  S = + 2.5 (‫)قيمة كسرية‬
6 General Chem, Usama El-Ayaan

7. ‫‪Redox Reactions‬‬
‫العامل المختزل‬ ‫العامل المؤكسد‬
‫يحدث لة أكسدة‬ ‫يحدث لة اختزال‬
‫يفقد الكترونات‬ ‫يكتسب الكترونات‬
‫يزداد عدد التأكسد‬ ‫يقل عدد التأكسد‬
‫‪Na + 2Cl2  2NaCl‬‬
‫‪CH4 + 2O2  CO2 + 2H2O‬‬
‫7‬ ‫‪General Chem, Usama El-Ayaan‬‬

8. ‫أمثلة‬
:‫حدد العامل المؤكسد والعامل المختزل فى التفاعالت اآلتية‬ 
 Fe (s) + O2(g)  Fe2O3(s)
 Fe2O3(s)+ 3 CO(g)  2 Fe(l) + 3 CO2(g)
 SO32- + H+ + MnO4-  SO42- + H2O + Mn2+
8 General Chem, Usama El-Ayaan

9. ‫موازة معادالت الأكسدة واالإخزتال‬
‫ن‬
‫‪ ‬طريقة األيون – اإللكترون (أنصاف المعادالت)‬
‫‪ -1 ‬نكتب نصفى المعادلة‬
‫(نصف يخص العامل المؤكسد واآلخر يخص العامل المختزل).‬
‫‪ -2 ‬نوازن كل نصف من حيث المواد أوالا‬
‫‪ -3 ‬نوازن األوساط المختلفة كما يلي:‬
‫9‬ ‫‪General Chem, Usama El-Ayaan‬‬

10. ‫موازة معادالت الأكسدة واالإخزتال‬
‫ن‬
‫الوسط القاعدي‬ ‫الوسط الحمضي‬
‫يضاف (‪ )H2O‬لكل ذرة (‪ )O‬زيادة ويضاف‬ ‫يضاف (+‪ )2H‬لكل ذرة (‪ )O‬زيادة أ-‬ ‫أ-‬
‫في ألجهة ألخرى (-‪.)2 OH‬‬ ‫ويضاف في ألجهة ألخرى (‪.)H2O‬‬
‫ب- يضاف (-‪ )OH‬لكل ذرة (‪ )H‬زيادة ويضاف في‬ ‫ب- يضاف (+‪ )H‬لكل ذرة (‪ )H‬نقص.‬
‫ألجهة ألخرى (‪. )H2O‬‬
‫4- توأزن ألشحنات مع مرأعاة إضافة أإللك ترونات (ألسالبة ألشحنة) للجهة أل ك ثر إيجابية‬
‫01‬ ‫‪General Chem, Usama El-Ayaan‬‬

11. ‫– وسط حامضى‬ ‫أمثلة محلولة‬
‫1- وازن المعادلة التالية في وسط حمضى‬
‫‪Fe2+ + Cr2O72- ‬‬ ‫+3‪Fe‬‬ ‫+3‪+ Cr‬‬
‫نزن كل نصف معادلة في عدة خطوات كالتالي:‬
‫‪Cr2O72- ‬‬ ‫+3‪Cr‬‬ ‫)نصف معادلة اختزال)‬
‫‪Cr2O72- ‬‬ ‫+3‪2 Cr‬‬
‫‪Cr2O72- + 14 H+  2 Cr3+ + 7 H2O‬‬
‫‪Cr2O72- + 14 H+ + 6 e-  2 Cr3+ + 7 H2O‬‬ ‫)‪(a‬‬
‫11‬ ‫‪General Chem, Usama El-Ayaan‬‬

12. ‫أمثلة محلولة‬
Fe2+  Fe3+ )‫(نصف معادلة أكسدة‬
Fe2+  Fe3+
Cr2O72- + 14 H+ + 6e-  2 Cr3+ + 7 H2O (a)
6 Fe2+  6 Fe3+ + 6e- (b)
Cr2O72- + 14 H+ + 6 Fe2+  2 Cr3+ + 7 H2O + 6 Fe3+
12 General Chem, Usama El-Ayaan

13. ‫أمثلة محلولة‬
: ‫2- وازن المعادلة التالية‬ 
 MnO4- + SO32- + H+  SO42- + Mn2+
MnO4-  Mn2+
MnO4- + 8 H+  Mn2+ + 4 H2O
MnO4- + 8 H+ + 5e-  Mn2+ + 4 H2O (a)
SO32-  SO42-
SO32- + H2O  SO42- + 2 H+
SO32- + H2O  SO42- + 2 H+ + 2e- (b)
13 General Chem, Usama El-Ayaan

14. ‫أمثلة محلولة‬
‫الآن جيب رضب املعادةل (‪ )a‬يف 2 و رضب املعادةل (‪ )b‬يف 5 ليك تتاليش االإلكرتوانت‬
‫عند امجلع اكلتايل:‬
‫)‪2 MnO4- + 16 H+ + 10 e-  2 Mn2+ + 8 H2O (a‬‬
‫)‪5 SO32- + 5 H2O  5 SO42- + 10 H+ + 10 e- (b‬‬
‫-24‪2 MnO4- + 6 H+ + 5 SO32-  2 Mn2+ + 3 H2O + 5 SO‬‬
‫وللتأأكد من احلل جيب تفحص اجملموع اللكي للمواد وللشحنات عيل طريف املعادةل الهنائية‬
‫41‬ ‫‪General Chem, Usama El-Ayaan‬‬

15. ‫أمثلة محلولة‬
‫‪ ‬إان الكشف عن إاحامتل تعاطي السائقني للخمر يف كثري من بدلان العامل‬
‫يعمتد عيل تفاعل الأكسدة واالإخزتال التايل‬
‫‪)Cr2O72- + H+ + CH3CH2OH  Cr3+ + CH3CHO( ‬‬
‫حيث يطلب من السائق النفخ يف أأنبوبة اإختبار هبا خليط من اثين كرومات‬
‫أ‬
‫البواتس يوم احملمضة حبمض الكربيتيك ويدل ظهور اللون الخرض (املمزي‬
‫أ‬
‫للكروم الثاليث) يف النبوبة يف هناية االختبار عيل تعاطي السائق للكحول؟‬
‫إ‬
‫وازن املعادةل اليت تصف هذا التفاعل:‬
‫51‬ ‫‪General Chem, Usama El-Ayaan‬‬

16. Cr2O72-  Cr3+
Cr2O72-  2 Cr3+
Cr2O72- + 14 H+  2 Cr3+ + 7 H2O
Cr2O72- + 14 H+ + 6 e-  2 Cr3+ + 7 H2O (a)
CH3CH2OH  CH3CHO
C2H6O  C2H4O
C2H6O  C2H4O + 2H+
C2H6O  C2H4O + 2H+ + 2 e- (b)
3 C2H6O  3 C2H4O + 6 H+ + 6 e- (b)
Cr2O72- + 14 H+ + 6 e-  2 Cr3+ + 7 H2O (a)
Cr2O72- + 8 H+ + 3 C2H6O  2 Cr3+ + 7 H2O + 3 C2H4O
16 General Chem, Usama El-Ayaan

17. ‫– وسط قاعدى‬ ‫أمثلة محلولة‬
MnO4- + SO32- + OH-  SO42- + MnO2 : ‫وازن المعادلة التالية‬ 
‫ الحل‬
MnO4-  MnO2
MnO4- + 2 H2O  MnO2 + 4 OH-
MnO4- + 2 H2O + 3 e-  MnO2 + 4 OH- (a)
SO32-  SO42-
SO32- + 2 OH-  SO42- + 1 H2O
SO32- + 2 OH-  SO42- + 1 H2O + 2 e- (b)
2 MnO4- + 4 H2O + 6 e-  2 MnO2 + 8 OH- (a)
3 SO32- + 6 OH-  3 SO42- + 3 H2O + 6 e- (b)
2 MnO4- + H2O + 3 SO32-  2 MnO2 + 2 OH- + 3 SO42-
17 General Chem, Usama El-Ayaan

18. ‫– وسط قاعدى‬ ‫أمثلة محلولة‬
‫‪ ‬إان مركب اليودو يس تخدم للتخلص من اإنسداد مواسري الرصف‬
‫ابملطاخب وتعمتد فكرة معهل عيل تفاعل أأكسدة وإاخزتال ينطلق منه غاز‬
‫أأمونيا وضغط وحرارة كبرية تذيب وتدفع السدد‬
‫‪‬‬ ‫‪NO3- + OH- + Al  [Al(OH)4]- + NH3 + Heat + pressure‬‬
‫‪ ‬وازن املعادةل السابقة اليت تصف هذا التفاعل‬
‫81‬ ‫‪General Chem, Usama El-Ayaan‬‬

19. Al  [Al(OH)4]-
Al + 4 OH-  [Al(OH)4]-
Al + 4 OH-  [Al(OH)4]- + 3 e- (a)
NO3-  NH3
NO3- + 3 H2O  NH3 + 6 OH-
NO3- + 3 H2O + 3 H2O  NH3 + 6 OH- + 3 OH-
NO3- + 6 H2O  NH3 + 9 OH-
NO3- + 6 H2O + 8 e-  NH3 + 9 OH- (b)
8 Al + 32 OH-  8 [Al(OH)4]- + 24 e- (a)
3 NO3- + 18 H2O + 24 e-  3 NH3 + 27 OH- (b)
8 Al + 5 OH- + 3 NO3- + 18 H2O  8 [Al(OH)4]- + 3 NH3
19 General Chem, Usama El-Ayaan

20. :‫وازن المعادلة التالية‬ 
 Pb(OH)3- + OCl-  PbO2 + Cl-
Pb(OH)3-  PbO2
Pb(OH)3-  PbO2 + 3OH- (‫)لموازنة الهيدروكسيد‬
Pb(OH)3- + 4 OH-  PbO2 + 3OH- + 2 H2O (‫)لموازنة األكسجين‬
Pb(OH)3- + OH-  PbO2 + 2 H2O + 2 e- (‫)نشطب الزيادات من الهيدروكسيد ونوازن الشحنات‬
Pb(OH)3- + OH-  PbO2 + 2 H2O + 2 e- (a)
OCl-  Cl-
OCl- + H2O  Cl- + 2 OH- (‫)لموازنة األكسجين‬
OCl- + H2O + 2 e-  Cl- + 2 OH- (b)
Pb(OH)3- + OH-  PbO2 + 2 H2O + 2 e- (a)
OCl- + H2O + 2 e-  Cl- + 2 OH- (b)
Pb(OH)3- + OCl-  PbO2 + H2O + Cl- + OH-
20 General Chem, Usama El-Ayaan

21. ‫حدد العامل املؤكسد واخملزتل ىف التفاعالت التالية ، مث وازن معادةل التفاعل‬
1. S2O32- + I3- + H+  S4O62- + I-
2. Ce2+ + Sn2+  Ce3+ + Sn4+
3. Cr2O72- + I- + H+  Cr3+ + I2
4. MnO4- + H2O2 + H+  Mn2+ + O2+ H2O
5. C2O42- + MnO4- + H+  CO2 + Mn2+ + H2O
6. MnO4- + S2- + H+  Mn2+ + S
7. MnO4– + Fe2+ + H+  Mn2+ + Fe3+
8. ClO– + CrO2– + OH-  Cl– + CrO42-
9. C2H4 + MnO4- + H+  CO2 + Mn2+
10. S2- + Cr2O72- + H+  Cr3+ + S↓
11. NO2 (g) + OH-  NO3- + NO2-
12. MnO4- + NO2- + OH-  MnO2 + NO3-
13. IO3- + Cl-  ClO3- + I2
14. ClO- + I- + OH-  Cl- + IO3-
15. Cu(s) + H2SO4  Cu2+ + SO2
16. [Cr(OH)2]- + H2O2 + OH-  CrO42- + H2O
17. [Sn(OH)3]- + Bi(OH)3 + OH-  [Sn(OH)6]2- + Bi
21 General Chem, Usama El-Ayaan

22. ‫االتزان األيوني‬
‫اإلتزان اآليونى‬
 Ionic Equilibrium
22 General Chem, Usama El-Ayaan

23. ‫تعريف األحماض والقواعد‬
‫‪ ‬نظرية آرهينيوس األيونية (4881)‬
‫‪ ‬األحماض هى المواد التى تتأين فى الماء لتنتج‬
‫بروتونات )+‪(H‬‬
‫‪ ‬والقواعد هى المواد التى تتأين فى الماء لتنتج أيونات‬
‫الهيدروكسيد )‪(OH-aq‬‬
‫النشادر (3‪ )NH‬التعتبر قاعدة فى تصنيف ارهينيوس‬ ‫‪‬‬
‫32‬ ‫‪General Chem, Usama El-Ayaan‬‬

24. ‫تعريف األحماض والقواعد‬
‫‪ ‬برونستيد - لوري ‪)1923( Bronsted & lowry‬‬
‫‪ ‬الحامض معطى عام للبروتونات‬
‫‪ ‬القاعدة مستقبل عام للبروتونات‬
‫‪‬‬ ‫)‪HCl(g) + H2O(l‬‬ ‫-‪H3O+ + Cl‬‬
‫‪ ‬نالحظ هنا أن حمض الهيدروكلوريك يعتبر حمض‬
‫(معطى للبروتونات) بينما الماء (مستقبل للبروتون)‬
‫تعتبر قاعدة.‬
‫42‬ ‫‪General Chem, Usama El-Ayaan‬‬

25. Pairs
‫للحامض قاعدة قرينة "مرتبطة به" تنتج عند فقده للبروتون‬ 
‫فى المثال السابق‬ 
 HCl(g) + H2O(l) H3O+ + Cl-
acid (x) + base (y) acid (y) + base (x)
‫قرائن‬
25 General Chem, Usama El-Ayaan

26. ‫أمثلة على بعض زوج الحمض – القاعدة المقترنة‬
‫القاعدة المقترنة‬ ‫الحمض المقترن‬
‫الخالت -‪CH3COO‬‬ ‫حمض الخليك ‪CH3COOH‬‬
‫األمونيا 3‪NH‬‬ ‫(أمونيوم) + 4‪NH‬‬
‫البيكربونيت 3-‪HCO‬‬ ‫(حمض الكربونيك) 3‪H2CO‬‬
‫62‬ ‫‪General Chem, Usama El-Ayaan‬‬

27. ‫(‪)Ionization of water‬‬ ‫تأين الماء‬
‫)‪H2O (l‬‬ ‫)‪H+ (aq) + OH- (aq‬‬
‫يتصرف الماء كحمض أوقاعدة أي أن الماء له الخاصية األمفوتيرية.‬
‫قاعدة‬ ‫حامض قرين‬
‫‪H2O + H2O‬‬ ‫-‪H3O+ + OH‬‬
‫حامض‬ ‫قاعدة قرينة‬
‫72‬ ‫‪General Chem, Usama El-Ayaan‬‬

28. ‫الحاصل األيونى للماء‬
 2H2O (l) H3O+ (aq) + OH- (aq)
[H3O+][OH-]
Kc = [H2O]2 = constant
[H2 O]2
Kc[H2O]2 = Kw = [H+][OH-]
The ion-product constant (Kw) ‫ثابت الحاصل األيونى للماء‬
28 General Chem, Usama El-Ayaan

29. ‫الحاصل األيونى للماء‬
At 250C

 Kw = [H+][OH-] = 1.0 x 10-14
[H+] = [OH-] Neutral ‫متعادل‬
[H+] > [OH-] Acidic ‫حامضى‬
[H+] < [OH-] Basic ‫قاعدى‬
29 General Chem, Usama El-Ayaan

30. pH – (A Measure of Acidity) ‫األس الهيدروجينى‬
 pH = -log [H+]
‫متعادل‬ [H+] = [OH-] [H+] = 1 x 10-7 pH = 7
‫حامضى‬ [H+] > [OH-] [H+] > 1 x 10-7 pH < 7
‫قاعدى‬ [H+] < [OH-] [H+] < 1 x 10-7 pH > 7
10-1 M H+ 10-7 M H+ 10-14 M H+
1 ‫حامضي‬ 7 ‫قاعدي‬ 14
‫متعادل‬
30 General Chem, Usama El-Ayaan

31. pOH
pOH = -log [OH-]
[H+][OH-] = Kw = 1.0 x 10-14
-log [H+] – log [OH-] = 14.00
pH + pOH = 14.00
0.01 M ‫ تركيز كل منهما‬HCl, NaOH ‫مثال : أحسب الرقم الهيدروجيني والهيدروكسيلي لمحاليل‬
31 General Chem, Usama El-Ayaan

32. ‫مثال :‬
‫أحسب الرقم الهيدروجيني والهيدروكسيلي لمحاليل ‪ HCl, NaOH‬تركيز كل منهما ‪0.01 M‬‬
‫‪HCl‬‬ ‫‪‬‬ ‫+‪H‬‬ ‫+‬ ‫)تأين تام( -‪Cl‬‬
‫‪0.01 M‬‬ ‫‪0.01 M‬‬ ‫‪0.01 M‬‬
‫21 = 2 – 41 = ‪)  pOH‬أقل من 7 إذا المحلول حمضى( 2 = 10.0 ‪pH = -log [H+] = -log‬‬
‫‪NaOH ‬‬ ‫+‪Na‬‬ ‫+‬ ‫)تأين تام( -‪OH‬‬
‫‪0.01 M‬‬ ‫‪0.01 M‬‬ ‫‪0.01 M‬‬
‫)أكبر من 7 إذا المحلول قاعدى( 21 = 2 – 41 = ‪pOH = -log [OH-] = -log 0.01 = 2  pH‬‬
‫23‬ ‫‪General Chem, Usama El-Ayaan‬‬

33. ‫تأين األحماض والقواعد الضعيفة‬
Ka [HA] = [H+][A-] = [H+]2
[H+] =
 – log [H+]= ½ (-log Ka - log [HA])
pH = ½ [pKa – log Ca]
33 General Chem, Usama El-Ayaan

34. ‫تأين األحماض والقواعد الضعيفة‬
BOH B+ + OH-
– log [OH–] = ½ [-log Kb - log Cb]
 pOH = ½ [pKb – log Cb]
 pH = 14 - ½ [pKb - log Cb]
34 General Chem, Usama El-Ayaan

35. ‫أمثلة‬
‫‪ ‬احسب الرقم الهيدروجيني وتركيز أيون الهيدروجين‬
‫ودرجة التفكك لحامض الخليك الذي تركيزه ‪.0.1M‬‬
‫علما ا بأن ثابت تفككه يساوى 5-01 ‪1.82 x‬‬
‫‪‬‬ ‫= ])1.0( ‪pH = ½ )pKa – log [HA]) = ½ [-log (1.82x10-5) – log‬‬
‫78.2– = ]+‪½ [4.74 + 1] = ½ [5.74] = 2.87  log [H‬‬ ‫‪‬‬
‫53100.0 = 3–01 ‪[H+] = 10–2.87 = 1.35 x‬‬
‫‪‬‬
‫درجة التفكك (التأين) =‬ ‫‪‬‬
‫‪‬‬ ‫614310.0 = 2/1)1.0/5-01‪= [Ka/Ca]1/2 = (1.8x‬‬
‫53‬ ‫‪General Chem, Usama El-Ayaan‬‬

36. ‫)‪(Buffer Solution‬‬ ‫المحلول المنظم‬
‫‪ ‬المحلول المنظم هو محلول يقاوم التغيير في الرقم‬
‫الهيدروجيني عند إضافة كمية صغيرة من حمض أو‬
‫قاعدة.‬
‫‪ ‬يتكون المحلول المنظم من حمض ضعيف واحد أمالحه‬
‫مثل حمض الخليك وخالت الصوديوم‬
‫‪ ‬او من قاعدة ضعيفة وأحد أمالحها مثل هيدروكسيد‬
‫االمونيوم وكلوريد االمونيوم.‬
‫63‬ ‫‪General Chem, Usama El-Ayaan‬‬

37. ‫الرقم الهيدروجيني لمحلول منظم من‬
‫حمض الخليك وخالت الصوديوم‬
CH3COOH  H+ + CH3COO-
CH3COONa Na+ + CH3COO-
‫يقل تاين الحمض الضعيف‬
[H+][CH3COO-] [H+] Cs KaCa
Ka = Ka = [H+] =
[CH3COOH] Ca Cs
Ca Cs
Log [H+] = log Ka + log pH = pKa + log
Cs Ca
37 General Chem, Usama El-Ayaan

38. ‫الرقم الهيدروجيني لمحلول منظم من‬
‫هيدروكسيد األمونيوم وكلوريد األمونيوم‬
‫‪Cs‬‬
‫‪pOH = pKb + log‬‬
‫‪Cb‬‬
‫‪pH = pKw - pOH‬‬
‫83‬ ‫‪General Chem, Usama El-Ayaan‬‬