جواب خودرابیازمایید صفحه 43 شیمی دوازدهم

پاسخ تشریحی و گام به گام خود را بیازمایید شیمی دوازدهم صفحه 43 این سؤال به شما کمک می‌کند تا مفاهیم اکسایش و کاهش را در واکنش ساده فلزات با اسیدها به خوبی درک کنید. --- ## الف) پاسخ و توضیح خود را بیازمایید شیمی دوازدهم صفحه 43 * **گونه اکسایش یافته:** **فلز ($ ext{M}$)**. * **چرا؟** فلز از حالت عنصری ($ ext{ON} = 0$) به یون فلزی ($ ext{ON} = +2$) تبدیل شده، یعنی الکترون **از دست داده** (اکسایش). * **گونه کاهش یافته:** **یون هیدروژن ($ ext{H}^+$ یا $ ext{H}_3\text{O}^+$)**. * **چرا؟** یون هیدروژن ($ ext{ON} = +1$) الکترون گرفته و به گاز هیدروژن ($ ext{ON} = 0$) تبدیل شده است (کاهش). ### ب) پاسخ و توضیح خود را بیازمایید شیمی دوازدهم صفحه 43 **نیم‌واکنش‌های موازنه شده:** * **نیم‌واکنش اکسایش:** $$ ext{M}(\text{s}) \longrightarrow \text{M}^{2+}(\text{aq}) + 2\text{e}^-$$ * **نیم‌واکنش کاهش:** $$2\text{H}^+(\text{aq}) + 2\text{e}^- \longrightarrow \text{H}_2(\text{g})$$ ### پ) پاسخ و توضیح خود را بیازمایید شیمی دوازدهم صفحه 43 **معادله واکنش کلی (با حذف $2\text{e}^-$):** $$\text{M}(\text{s}) + 2\text{H}^+(\text{aq}) \longrightarrow \text{M}^{2+}(\text{aq}) + \text{H}_2(\text{g})$$ ### ت) پاسخ و توضیح خود را بیازمایید شیمی دوازدهم صفحه 43 **تکمیل عبارت با خط زدن واژه نادرست:** در این واکنش، اتم‌های روی الکترون $\require{cancel} \cancel{\text{به دست می‌آورند}} / \text{از دست می‌دهند}$ و سبب $\require{cancel} \cancel{\text{کاهش}} / \text{اکسایش}$ می‌شوند، از این رو اتم‌های روی نقش $\require{cancel} \cancel{\text{اکسنده}} / \text{کاهنده}$ دارند. درحالی‌که یون‌های هیدروژن $\require{cancel} \cancel{\text{از دست می‌دهند}} / \text{به دست می‌آورند}$ و سبب $\require{cancel} \cancel{\text{اکسایش}} / \text{کاهش}$ می‌شوند، از این رو این یون‌های هیدروژن نقش $\require{cancel} \cancel{\text{کاهنده}} / \text{اکسنده}$ دارند.

پاسخ تشریحی و گام به گام خود را بیازمایید شیمی دوازدهم صفحه 43 برای تعیین **اکسنده** و **کاهنده**، باید تغییر عدد اکسایش گونه‌ها را بررسی کنیم: گونه‌ای که **عدد اکسایشش زیاد** می‌شود، **اکسایش** یافته و **کاهنده** است. گونه‌ای که **عدد اکسایشش کم** می‌شود، **کاهش** یافته و **اکسنده** است. --- ## الف) پاسخ و توضیح خود را بیازمایید شیمی دوازدهم صفحه 43 $$2\text{Al}(\text{s}) + 3\text{Cu}^{2+}(\text{aq}) \longrightarrow 2\text{Al}^{3+}(\text{aq}) + 3\text{Cu}(\text{s})$$ * **کاهنده (Oxidized):** $\text{Al}(\text{s})$ (از $0$ به $+3$) * **اکسنده (Reduced):** $\text{Cu}^{2+}(\text{aq})$ (از $+2$ به $0$) ### ب) پاسخ و توضیح خود را بیازمایید شیمی دوازدهم صفحه 43 $$\text{Cu}^{2+}(\text{aq}) + \text{Mn}(\text{s}) \longrightarrow \text{Cu}(\text{s}) + \text{Mn}^{2+}(\text{aq})$$ * **کاهنده (Oxidized):** $\text{Mn}(\text{s})$ (از $0$ به $+2$) * **اکسنده (Reduced):** $\text{Cu}^{2+}(\text{aq})$ (از $+2$ به $0$) ### پ) پاسخ و توضیح خود را بیازمایید شیمی دوازدهم صفحه 43 $$\text{Zn}(\text{s}) + 2\text{V}^{3+}(\text{aq}) \longrightarrow \text{Zn}^{2+}(\text{aq}) + 2\text{V}^{2+}(\text{aq})$$ * **کاهنده (Oxidized):** $\text{Zn}(\text{s})$ (از $0$ به $+2$) * **اکسنده (Reduced):** $\text{V}^{3+}(\text{aq})$ (از $+3$ به $+2$)

پاسخ تشریحی و گام به گام خود را بیازمایید شیمی دوازدهم صفحه 43 این آزمایش به مقایسه **قدرت کاهندگی فلزات** بر اساس انرژی آزاد شده (تغییر دما) در واکنش‌های اکسایش و کاهش با یون $\text{Cu}^{2+}$ می‌پردازد. --- ## الف) پاسخ و توضیح خود را بیازمایید شیمی دوازدهم صفحه 43 تغییر دمای مخلوط واکنش (افزایش دما) نشان‌دهنده آن است که یک **واکنش شیمیایی** انجام شده و این واکنش **گرماده (Exothermic)** بوده است. هرچه افزایش دما بیشتر باشد، تمایل فلز به انجام واکنش و آزاد کردن انرژی بیشتر است. ### ب) پاسخ و توضیح خود را بیازمایید شیمی دوازدهم صفحه 43 واکنش‌ها از نوع جابه‌جایی یگانه بوده و در آن فلز فعال‌تر اکسید شده و یون فلز کم‌فعال‌تر کاهش می‌یابد. 1. **واکنش آهن:** $$\text{Fe}(\text{s}) + \text{Cu}^{2+}(\text{aq}) \longrightarrow \mathbf{\text{Fe}^{2+}(\text{aq})} + \mathbf{\text{Cu}(\text{s})}$$ * **کاهنده (Oxidized):** $\text{Fe}$ * **اکسنده (Reduced):** $\text{Cu}^{2+}$ 2. **واکنش روی:** $$\text{Zn}(\text{s}) + \text{Cu}^{2+}(\text{aq}) \longrightarrow \mathbf{\text{Zn}^{2+}(\text{aq})} + \mathbf{\text{Cu}(\text{s})}$$ * **کاهنده (Oxidized):** $\text{Zn}$ * **اکسنده (Reduced):** $\text{Cu}^{2+}$ ### پ) پاسخ و توضیح خود را بیازمایید شیمی دوازدهم صفحه 43 **فلز روی ($ ext{Zn}$)** تمایل بیشتری به از دست دادن الکترون (اکسایش) دارد. **چرا؟** واکنش $ ext{Zn}$ با $ ext{Cu}^{2+}$ منجر به **بیشترین افزایش دما** ($elta \text{T} = 26 - 20 = +6^irc\text{C}$) شد. افزایش دمای بیشتر نشان‌دهنده آن است که مقدار بیشتری انرژی گرمایی آزاد شده و واکنش **فعال‌تر** و **شدیدتر** بوده است. این به معنای آن است که $ ext{Zn}$ **بیشترین تمایل** را برای از دست دادن الکترون و تبدیل شدن به یون دارد (قوی‌ترین کاهنده است). ### ت) پاسخ و توضیح خود را بیازمایید شیمی دوازدهم صفحه 43 **ترتیب قدرت کاهندگی (تمایل به اکسایش):** فلزاتی که دمای واکنش را افزایش داده‌اند، از مس ($ ext{Cu}$) فعال‌ترند. فلزاتی که دما را افزایش نداده‌اند ($ ext{Au}$ و $ ext{Cu}$) یا غیرفعال هستند ($ ext{Au}$) یا با یون خودشان واکنش نمی‌دهند ($ ext{Cu}$). **$$\mathbf{\text{Zn} > \text{Fe} > \text{Cu} > \text{Au}}$$** ### ث) پاسخ و توضیح خود را بیازمایید شیمی دوازدهم صفحه 43 **پیش‌بینی واکنش:** خیر، **واکنشی انجام نخواهد شد.** **چرا؟** برای وقوع یک واکنش اکسایش-کاهش، **کاهنده (فلز) باید قوی‌تر از اکسنده (یون فلزی) باشد.** بر اساس ترتیب قدرت کاهندگی که در قسمت (ت) به‌دست آمد، **مس ($ ext{Cu}$)** یک کاهنده **ضعیف‌تر** از **روی ($ ext{Zn}$)** است. $$\text{Cu}(\text{s}) + \text{Zn}^{2+}(\text{aq}) \longrightarrow \text{No Reaction}$$ مس نمی‌تواند الکترون‌های خود را به یون‌های $ ext{Zn}^{2+}$ بدهد تا آن‌ها را کاهش دهد، زیرا $ ext{Zn}^{2+}$ یک اکسنده ضعیف‌تر از $ ext{Cu}^{2+}$ است.