الأكسدة ( Oxidation )

الأكسدة الكهروكيميائية تحدث عندما تفقد المادة الإلكترونات. فعندما نغمس مسمارًا حديديًا في محلول كبريتات النحاس المركَّز (أعلاه) فإن ذرات الحديد الموجودة في المسمار تتأكسد.

الأكســدة تفاعل كيميائي يؤدِّي إلى فقدان المادة بعض الإلكترونات. عندما استعمل هذا المصطلح أول مرة، كان يطلق على أية عملية كيميائية تتحد فيها المادة مع الأكسجين. وهكذا فسَّر بعض الكيميائيين مصطلح الأكسدة قبل اكتشافهم أن الأكسدة في بعض التفاعلات الكيميائية من هذا النوع يمكن أن تتم دون وجود الأكسجين.

والإلكترونات التي تطلق أثناء عملية الأكسدة، لابد أن تكتسبها مادة أخرى، وبذلك فإن عملية الأكسدة تكون عادة مصحوبة بتفاعل كيميائي آخر يسمَّى الاختزال، وهو الذي تكتسب المادة من خلاله إلكترونات أخرى.

ويطلق على عملية تبادل الإلكترونات أحيانًا عملية الأكسدة والاختزال. ★ تَصَفح: الاختزال.

وبالإمكان توضيح عملية الأكسدة عن طريق تسخين الحديد والكبريت معًا. يحدث في هذه العملية أن تفقد كل ذرة حديد متعادلة Fe إلكترونين، ومن ثم تتحوَّل إلى أيون الحديد (Fe²⁺).

وتكتب المعادلة الكيميائية لأكسدة الحديد بالطريقة التالية :

Fe ¶ Fe ²⁺ + 2e^-

عملية الأكسدة بالأكسجين تحدث عندما يتحد الأكسجين بمادة أخرى. ففي شعلة الغاز (أعلاه) يتحد الأكسجين بسرعة مع الكربون والهيدروجين الموجودين في غاز الميثان، وينتج غاز ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.

وتلتقط ذرات الكبريت الإلكترونات المتولدة خلال عملية الأكسدة، وينتج عن ذلك أيونات الكبريتيد (3S)، التي تتحد مع أيونات الحديد لتكون المركب الكيميائي كبريتيد الحديد FeS.

وصدأ الحديد مثال معروف للأكسدة بمفهومها القديم، إذ يتحد الحديد بالأكسجين في جو رطب ويتكون الصدأ.

والمثال الآخر هو تكون ملوثات الهواء مثل أكاسيد النيتروجين وأكاسيد الكبريت. تتكون أكاسيد النيتروجين عندما يمتزج الأكسجين مع النيتروجين، في محرك السيارة. أما أكاسيد الكبريت فإنها تتكون عندما يتفاعل الأكسجين مع الكبريت في أفران حرق الفحم.

وتحدث عملية الأكسدة هذه أيضًا داخل جسم الإنسان عندما تتفاعل جزيئات الطعام مع الأكسجين المستنشق عن طريق الأنف ؛ لتنتج ببطء ثاني أكسيد الكربون والماء والطاقة. ومن أمثلة الأكسدة السريعة أيضًا عملية احتراق الغاز الطبيعي وغيره من أنواع الوقود الأحفوري.