تفاعلات الأكسدة والاختزال والربط مع علم الأحياء - كتاب الكيمياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

--- SECTION: الربط مع علم الأحياء --- البكتيريا المضيئة؟ إن هذه الأنواع من الكائنات - وكائنات أخرى - تطلق الضوء. والضوء المنبعث ما هو إلا تحويل لطاقة الوضع في الروابط الكيميائية إلى طاقة ضوئية خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال. وينبعث الضوء بوسائل مختلفة اعتمادًا على أنواع الكائنات. ففي الذباب الناري الموضح في الشكل 3-7، ينتج الضوء عن تأكسد جزيئات اللوسيفيرين luciferin. ولا يزال العلماء يكتشفون سر الإضاءة الحيوية؛ فبعض الكائنات المضيئة تطلق الضوء باستمرار، في حين تطلق الكائنات الأخرى ضوءًا عندما تتعرض للمضايقة. ويبدو أن بعض أسماك أعماق البحار وقناديل البحر لها قدرة على التحكم في الضوء الذي تطلقه. --- SECTION: وزن معادلة الأكسدة والاختزال باستعمال طريقة نصف التفاعل --- Balancing Redox Reactions Using Half-Reactions المواد في الكيمياء، هي أي جسيمات توجد في المعادلة؛ حيث يوجد في معادلة الاتزان الآتية: NH₃(aq) + H₂O(l) ⇌ NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq) أربعة أنواع من المواد، كتلتي جزيئان وهما H₂O و NH₃، وأيونان هما NH₄⁺ و OH⁻. وتحدث تفاعلات الأكسدة والاختزال عندما توجد مواد قادرة على منح الإلكترونات (عوامل مختزلة) لمواد أخرى قريبة منها، ولها قدرة على كسب هذه الإلكترونات (عوامل مؤكسدة). فعلى سبيل المثال يمكن للحديد أن يختزل أنواعًا عدة من العوامل المؤكسدة، بما فيها الكلور. 2Fe(s) + 3Cl₂(g) → 2FeCl₃(aq) وفي هذا التفاعل تتأكسد كل ذرة حديد بفقدها 3 إلكترونات لتصبح أيون Fe³⁺. وفي الوقت نفسه، فإن كل ذرة كلور في Cl₂ تختزل باكتسابها إلكترونًا واحدًا لتصبح أيون Cl⁻. الأكسدة: Fe → Fe³⁺ + 3e⁻ الاختزال: Cl₂ + 2e⁻ → 2Cl⁻ تمثل هذه المعادلات أنصاف تفاعلات؛ حيث يُمثل كل نصف تفاعل أحد جزأي تفاعل الأكسدة أو تفاعل الاختزال؛ أي تفاعل الأكسدة أو تفاعل الاختزال. ويبين الجدول 5-3 التنوع في أنصاف تفاعلات الاختزال التي تتضمن تأكسد Fe إلى Fe³⁺. --- SECTION: تجربة عملية --- حساب أعداد التأكسد ارجع إلى دليل التجارب العملية على منصة عين الإثرائية وزارة التعليم 117 Ministry of Education 2025 - 1447 --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: الشكل 3-7 تصدر بعض الكائنات الحية ضوءًا لأهداف مختلفة؛ لجذب الإناث، أو للدفاع عن الصغار. ويساعد الضوء المنبعث على الرؤية والتمييز والإدراك. Description: An image of a firefly (ذباب ناري) with a glowing abdomen, illustrating bioluminescence. The firefly is shown against a dark, dark-greenish background, with its body in shades of brown and its abdomen emitting a bright yellowish-green light. The light is concentrated at the posterior end of the abdomen. Context: This figure illustrates bioluminescence, a phenomenon where living organisms produce light, as discussed in the 'الربط مع علم الأحياء' section. It serves as an example of chemical energy being converted into light energy through redox reactions, and its biological functions like attracting mates or defense. **DIAGRAM**: Untitled Description: A QR code image labeled 'تجربة عملية' (Practical Experiment) and 'حساب أعداد التأكسد' (Calculating Oxidation Numbers). It is associated with the instruction to refer to the practical experiments guide on the 'Ain Al-Ithra'iyah platform. Context: This QR code provides access to a practical experiment related to calculating oxidation numbers, complementing the theoretical content on redox reactions. **TABLE**: الجدول 5-3 تفاعلات الأكسدة والاختزال التي يحدث فيها تأكسد الحديد Description: A table presenting five different oxidation-reduction reactions where iron (Fe) is oxidized. For each overall (unbalanced) reaction, the corresponding oxidation half-reaction and reduction half-reaction are provided. Table Structure: Headers: التفاعل الكلي (غير الموزون) | نصف تفاعل التأكسد | نصف تفاعل الاختزال Rows: Row 1: Fe + O₂ → Fe₂O₃ | Fe → Fe³⁺ + 3e⁻ | O₂ + 4e⁻ → 2O²⁻ Row 2: Fe + F₂ → FeF₃ | Fe → Fe³⁺ + 3e⁻ | F₂ + 2e⁻ → 2F⁻ Row 3: Fe + HBr → H₂ + FeBr₃ | Fe → Fe³⁺ + 3e⁻ | 2H⁺ + 2e⁻ → H₂ Row 4: Fe + AgNO₃ → Ag + Fe(NO₃)₃ | Fe → Fe³⁺ + 3e⁻ | Ag⁺ + e⁻ → Ag Row 5: Fe + CuSO₄ → Cu + Fe₂(SO₄)₃ | Fe → Fe³⁺ + 3e⁻ | Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu Calculation needed: N/A Context: This table provides concrete examples of how to break down complex redox reactions involving iron into their constituent oxidation and reduction half-reactions. It demonstrates the transfer of electrons and the change in oxidation states for various reactants, which is fundamental to understanding redox chemistry.