تفاعلات الأكسدة والاختزال في الصناعة والطبيعة

تُفسَّر تفاعلات الأكسدة والاختزال (ريدُكس) على أنها انتقال للإلكترونات بين أنواع كيميائية مختلفة. وهي، إلى جانب عمليات الحمض-القاعدة، من أكثر التحولات الكيميائية شيوعاً في العالم من حولنا. تصف الكهروكيمياء وتشرح العمليات التي تمكّننا من الحصول على طاقة كهربائية من تفاعل كيميائي (الخلايا/البطاريات الجلفانية)، كما تشرح العملية العكسية أيضاً: استخدام الطاقة الكهربائية لإحداث تفاعل أكسدة-اختزال (التحليل الكهربائي). وبتفصيل أكبر، يتناول هذا المقرر عبر الإنترنت الخلايا الجلفانية بوصفها مصدراً للطاقة الكهربائية، ويعرض أكثر أنواع الخلايا شيوعاً ذات الأهمية التجارية والتكنولوجية، مع التركيز على مبادئ عملها وكيفية فصل تفاعل الأكسدة والاختزال إلى نصفَي خلية. أما في جزء التحليل الكهربائي، فستُدرَس أسسه النظرية وكيفية التعامل معه كمّياً، بما في ذلك ربط كمية الشحنة الكهربائية بكمية المادة المتكوّنة أو المستهلَكة. كما سيُقدَّم وصف لتطبيقات صناعية متعددة تعتمد على هذه الظواهر. ويختتم المقرر بدراسة ظاهرة التآكل بوصفها سبباً رئيسياً لتدهور البنى التحتية والآلات، مع التطرق إلى مبادئ فهمها وسبل الحدّ منها والوقاية منها في السياقات العملية.

• فهم أعمق لتفاعلات الأكسدة والاختزال من خلال تطبيقاتها العملية
• فصل تفاعل الأكسدة والاختزال إلى نصفَي خلية (الخلايا/البطاريات)
• التعرّف إلى أنواع الخلايا المختلفة، القابلة لإعادة الشحن وغير القابلة لإعادة الشحن
• تمييز الفروق بين خلايا الليثيوم وخلايا الهيدروجين كمصادر طاقة للمركبات الكهربائية
• فهم أساسيات ظواهر التحليل الكهربائي واستخدامها في تطبيقات متنوعة
• فهم ظاهرة التآكل بوصفها سبباً لتدهور البنى التحتية والآلات

• حسابات ستوكيومترية أساسية
• مفهوم عام للاتزان الكيميائي
• مفاهيم أساسية لتفاعلات الأكسدة والاختزال