هل أنت مألوف مع ما جهاز قياس درجة الحموضة ما هي؟ هم أدوات خاصة يستخدمها العلماء لقياس كمية التغيير التي تحدث في المواد الكيميائية أثناء حدوث реакtion كيميائية. أصبحت هذه الأقطاب الكهربائية أدوات أساسية للعلماء والباحثين، حيث يمكنها تقديم رؤى مهمة حول التفاعلات بين مختلف المواد. في هذا المقال سنتعلم ما هي أقطاب الأكسدة والاختزال وكيف تعمل وما هي التطبيقات الأكثر شيوعًا التي يمكننا العثور عليها في العلوم: البيولوجيا والكيمياء.
يُستخدم لالتقاط تغيير مركب كيميائي معين أثناء التفاعلات المحددة. يأتي كلمة "redox" من اندماج بين كلمتين، وهما التقليل (reduction) والتأكسد (oxidation). تشير هذه المصطلحات إلى العملية التي تحدث عندما تنتقل الجزيئات الصغيرة السالبة المعروفة باسم الإلكترونات من مادة كيميائية إلى أخرى. تحدث هذه الأنواع من التفاعلات من حولنا في العديد من الأشياء المألوفة، مثل الطعام الذي نأكله والهواء الذي نتنفسه. réactions لهذه التفاعلات هي في قلب العديد من التحقيقات العلمية.
تعمل أقطاب الأكسدة والاختزال عن طريق اكتشاف التيار الكهربائي الناتج أثناء تلك التفاعلات الكيميائية. يؤدي انتقال الإلكترونات من مادة كيميائية إلى أخرى إلى تيار كهربائي، أو تدفق للكهرباء، يمكن للأقطاب اكتشافه. وهذا يمكّن العلماء من رؤية التغيرات التي تحدث خلال التفاعلات، مما يوفر لهم رؤى حاسمة حول كيفية تصرف المواد الكيميائية المختلفة.
يُفقِد القطب الموجب الإلكترونات ويكون موجباً الشحنة (له أكثر من جزيئات إيجابية مقابل السالبة) أثناء التفاعل الأكسدة-الاختزال. في الوقت نفسه، يتلقى القطب السالب هذه الإلكترونات، مما يجعله سالباً بسبب وجود عدد أكبر من الجزيئات السالبة مقارنة بالإيجابية. جهاز قياس درجة الحموضة يقيس التيار الكهربائي الذي ينتج عند انتقال الإلكترونات من القطب الموجب إلى السالب. حركة الإلكترونات تشكل التيار الكهربائي، وهو أمر أساسي لفهم مسار هذه التفاعلات الكيميائية.
تعد أقطاب الأكسدة-الاختزال ذات أهمية قصوى في كل من العلوم والتكنولوجيا. في الكيمياء، يستخدمها العلماء لدراسة خواص المواد الكيميائية المختلفة. تساعدهم على قياس مدى قدرة المواد المختلفة على تسريع التفاعلات، وهي عملية تُعرف بالتحفيز. وفي علم الأحياء، تُستخدم أقطاب الأكسدة-الاختزال لدراسة العمليات الكيميائية التي تحدث داخل الكائنات الحية، حيث تلعب دوراً أساسياً في فهم تفاصيل الحياة.
واحدة من التطبيقات المثيرة حقًا لأقطاب الأكسدة والاختزال هي في الطاقة المتجددة. بطاريات التدفق بالأكسدة والاختزال هي نوع خاص من البطاريات التي تستخدم تفاعلات الأكسدة والاختزال لتخزين وإطلاق الطاقة. هذه البطاريات تكتسب شعبية لأنها تدوم أطول من البطاريات العادية وهي أيضًا تصبح أكثر فائدة. إنها وسيلة رائعة لتخزين واستخدام طاقة المصادر المتجددة مثل الشمس والرياح.
يستخدم العلماء أيضًا تفاعلات الأكسدة والاختزال للأغراض الكيميائية أو التقنية، ولكن هناك أقطاب أخرى للأكسدة والاختزال تساعد العلماء على دراسة تفاعلات المركبات التي تحدث داخل الكائنات الحية. لتوضيح ذلك بشكل أفضل، يستخدم الباحثون أقطاب الأكسدة والاختزال لقياس النشاط الكهربائي للدماغ حتى يتمكنوا من فهم أفضل لكيفية عمل الدماغ. يمكنهم أيضًا قياس التغيرات الكيميائية التي تحدث عندما تقوم النباتات بتحويل ضوء الشمس إلى طاقة في عملية تُسمى البناء الضوئي.
Copyright © Shanghai Labtech Co.,Ltd. All Rights Reserved