حساب الوزن المكافئ للعوامل المؤكسدة والمختزلة

كيفية حساب الوزن المكافئ للعوامل المؤكسدة والمختزلة 

– يمكن حساب الوزن المكافئ للعوامل المؤكسدة والمختزلة Equivalent Weight of Oxidizing and Reducing agents بطريقتين كما يلي:

• الطريقة الأولى/ عن طريق وزن معادلات الأكسدة والاختزال.
• الطريقة الثانية/ عن طريق التغير في عدد التأكسد.

– وسيتم مناقشة العديد من الأامثلة والتمارين لتوضيح حساب الوزن المكافئ للعوامل المؤكسدة والمختزلة.

حساب الوزن المكافئ عن طريق وزن معادلات الأكسدة والاختزال

– وفي هذه الحالة يعرف الوزن المكافئ المادة المؤكسدة أو المختزلة هو المول (الوزن الجزيئي) مقسوماً على عدد الإلكترونات التي يكتسبها أو يفقدها مول واحد في التفاعل

– في هذه الطريقة لابد من وزن معادلات الأكسدة والاختزال ومعرفة عدد الإلكترونات المكتسبة أو المفقودة بواسطة مول واحد من المادة في التفاعل.

مسائل محلولة 

مثال (1): في التفاعل التالي كما يلي:

– عدد الإلكترونات التي يكتسبها المنجنيز (مول واحد من البرمنجنات) = (+7) – (+2) = +5 إلكترونات

– الوزن المكافئ لبرمنجات البوتاسيوم KMnO₄ = الوزن الجزيئي له ÷ 5

مثال (2): في التفاعل التالي كما يلي:

– عدد الإلكترونات التي يكتسبها المنجنيز (مول واحد من البرمنجنات) = (+7) – (+4) = +3 إلكترونات

– الوزن المكافئ لبرمنجات البوتاسيوم KMnO₄ = الوزن الجزيئي له ÷ 3

مثال (3): في التفاعل التالي كما يلي:

– عدد الإلكترونات التي يكتسبها الكروم (مول واحد من الدايكرومات) = (+12) – (2 x +3)  = +6 إلكترونات

– الوزن المكافئ للدايكرومات البوتاسيوم K₂Cr₂O₇ = الوزن الجزيئي له ÷ 6

متال (4): في التفاعل التالي كما يلي:

– عدد الإلكترونات التي يفقدها الحديدوز (مول واحد من كبريتات الحديدوز) = (+2) – (+3) = -1 إلكترون 

– الوزن المكافئ لكبريتات الحديدوز FeSO₄ = الوزن الجزيئي ÷ 1

مثال (5): في التفاعل التالي كما يلي:

– عدد الإلكترونات التي يفقدها الكربون (مول واحد من حمض الأوكساليك) = (+6) – (2 x +4)  = -2 إلكترون

– الوزن المكافئ لحمض الأوكساليك H₂C₂O₄ = الوزن الجزيئي له ÷ 2

مثال (6): في التفاعل التالي كما يلي:

– عدد الإلكترونات التي يفقدها الكبريت (مول واحد من كبريتيت الصوديوم) = (+4) – (+6) = -2 إلكترون

– الوزن المكافئ لكبريتيت الصوديوم Na₂SO₃ = الوزن الجزيئي له ÷ 2

حساب الوزن المكافئ عن طريق التغير في عدد التأكسد

– وتعتمد هذه الطريقة لحساب الوزن المكافئ لمادة مؤكسدة أو مادة مختزلة على معرفة التغير في عدد التأكسد أو التكافؤ.

– الوزن المكافئ لمادة مؤكسدة او مختزلة = الوزن الجزئيي ÷ عدد التغير في عدد التأكسد

– عدد التأكسد هو عدد يدل على مقدار التأكسد أو الاختزال المطلوب لتحويل ذرة واحدة من ذلك العنصر من الحالة الحرة Free state  إلى الحالة التي توجد في ذلك المركب.

– لحساب أعداد التأكسد يرجى مراجعة هذا الدرس: أعداد الأكسدة Oxidation Number

– يعين مكافئ مادة مؤكسدة بالتغير الذي يحدث في عدد التأكسد الذي يعانيه العنصر المختزل وهي كمية المؤكسد التي تدخل في تغير واحد في عدد التأكسد

مسائل محلولة

مثال (1): اختزال برمنجنات البوتاسيوم بوجود حمض الكبريتيك المخفف إلى ملح المنجنيز الثنائي كما بالمعادلة الآتية:

– التغير في عدد التأكسد للمنجنيز هو من 7+ إلى 2+ = +5 (أختزال)

– الوزن المكافئ برمنجنات البوتاسيوم = الوزن الجزيئي ÷ 5

مثال (2): اختزال دايكرومات البوتاسيوم في محلول حمضي كما بالمعادلة الآتية:

– التغير في عدد التأكسد للكروم هو من 12+ إلى 6+ = +6 ( أختزال)

– الوزن المكافئ لدايكرومات البوتاسيوم = الوزن الجزيئي ÷ 6

مثال (3): تأكسد كبريتات الحديدوز إلى كبريتات الحديديك كما بالمعادلة الآتية:

– التغير في عدد التأكسد بمول واحد للحديد هو من 2+ إلى 3+ = -1  ( أكسدة)

– الوزن المكافئ لكبريتات الحديدوز = الوزن الجزيئي ÷ 1

مثال (4): تأكسد حمض الأوكساليك إلى ثاني أكسيد الكربون والماء كما بالمعادلة الآتية:

– التغير في عدد التأكسد لذرتين من الكربون هو من 6+ إلى 8+ = -2 ( أكسدة)

– الوزن المكافئ لحمض الأوكساليك = الوزن الجزيئي ÷ 2

ملاحظات هامة على حساب الوزن المكافئ

(1) أن مكافئ عنصر يشترك في تفاعل تأكسدي – اختزالي هو كتلته الذرية مقسوماً على التغير في عدد التأكسدي.

(2) عندما تعاني ذرة في جزئ معقد تغيراً في عدد التأكسد (عملية تأكسد أو اختزال) فإن:

– مكافئ المادة هو المول مقسم على التغير في عدد التأكسد للعنصر المؤكسد أو المختزل.

– فإذا وجد أكثر من ذرة للعنصر المتفاعل فإن المول يقسم على التغير الكلي في عدد التأكسد.

(3) الجدول التالي يوضح العوامل المؤكسدة والمختزلة الشائعة والمستعملة في الأغراض التحليلية كما يلي:

مسائل محلولة حساب الوزن المكافئ للعوامل المؤكسدة والمختزلة

 أحسب الوزن المكافئ لكل مما يلي:

(1) دايكرومات البوتاسيوم  K₂Cr₂O₇ عند إختزالها إلى Cr⁺³

(2) برمنجنات البوتاسيوم KMnO₄ عند اختزاله إلى MnO₂

(3) Na₂SO₃ إلى Na₂SO₄

(4)Fe₂O₃  إلى FeO

علماً بأن الأوزان الذرية كالتالي :

( O =16 , K =39 , Cr =52 , Mn =55 , Na =23 , S =32 , Fe =56 )

الحل:

– ستكون طريقة الإجابة كما يلي:

المراجع: كتاب أسس الكيمياء التحليلية (التحليل الوصفي والكمي والآلي) / محمد مجدي عبد الله واصل جامعة الأزهر الشريف / دار الفجر للنشر والتوزيع / القاهرة