Slik finner du antall oksidasjoner

Innhold

• stadier
• Del 1 Fastsettelse av oksidasjonsnummer fra kjemiregler
• Del 2 Bestem oksidasjonsnummer for atomer som ikke følger spesifikke regler

I kjemi refererer begrepene "oksydasjon" og "reduksjon" til reaksjoner der et atom (eller en gruppe av atomer) mister eller henter elektroner. Oksidasjonsnumre er tall som er tildelt atomer (eller grupper av atomer) som hjelper kjemikere til å vite hvor mange elektroner som kan overføres, og om et reagens gjennomgår oksidasjon eller reduksjon under en reaksjon. Prosessen som et atomiseringsnummer blir tildelt til atomer kan være enkel til veldig komplisert avhengig av ladningen til atomene og den kjemiske sammensetningen av molekylene de tilhører. For å komplisere saken ytterligere, kan noen atomer ha mer enn to oksidasjonsnummer. Heldigvis styres bestemmelsen av oksidasjonsnummeret av veldefinerte regler som er enkle å implementere, selv om det kan være nyttig å ha kunnskap om kjemi og algebra.

stadier

Del 1 Fastsettelse av oksidasjonsnummer fra kjemiregler

1. 
   

   
   Identifiser om produktet du jobber med er et elementært atom. Oksidasjonsnummeret til elementære atomer, fritt og ikke kombinert med andre elementer, er alltid 0. Dette gjelder for atomer hvis elementære form er sammensatt av dette enkle atom, men også for atomer hvis elementære form er diatomisk eller polyatomisk.
   • For eksempel Al_(S) og Cl₂ begge har et oksidasjonsnummer på 0 fordi de er i elementær, ukombinert form.
   • Legg merke til at den elementære formen av svovel, S₈selv om uregelmessig, octasulfur også har et oksidasjonsnummer på 0.

2. 
   

   
   Identifiser om det aktuelle produktet er i ionisert form. Oksidasjonstallet til ionene er lik ladningen. Dette gjelder for ioner som ikke er knyttet til andre elementer, men også for ioner som er en del av en ionisk forbindelse.
   • For eksempel er oksidasjonsnummeret til Cl-ion -1.
   • Cl ion har alltid et oksidasjonsnummer på -1 når det er en del av NaCl-forbindelsen. Fordi ladningen av Na-ionet per definisjon er +1, vet vi at ladningen for Cl-ionet er -1. Dermed er oksidasjonsnummeret alltid -1.

3. 
   

   
   
   
   For metallioner kan det være flere oksidasjonsnummer. Mange metallelementer har mer enn en belastning. For eksempel kan jern (Fe) være i ionisert form med en ladning på +2 eller +3. Ladningene til metallionene (og dermed deres oksidasjonsnummer) kan bestemmes som en funksjon av ladningene til de andre atomene i forbindelsen de er en del av, eller ellers ved å bruke romertall når informasjonen er skrevet i form av e (som i setningen: "Ladningen av jernionet (III) er +3").
   • Ta eksempel på en forbindelse som inneholder aluminiummetallion. AlCl-forbindelsen₃ har en total ladning på 0. Vi vet at Cl-ioner har en ladning på -1 og at det er 3 i forbindelsen, så Alionen må ha en ladning på +3 slik at den totale ladningen av alle ionene er lik 0. Derfor er oksidasjonstallet til Al +3.

4. 
   

   
   
   
   Tildel oksygen et oksidasjonsnummer på -2 (med unntak). i mest I noen tilfeller har oksygenatomene et oksidasjonsnummer på -2. Imidlertid er det noen unntak fra denne regelen:
   • Når oksygen er i grunntilstanden (O₂), er oksidasjonsnummeret 0, som tilfellet er for alle elementære atomer.
   • Når oksygen er en del av a peroksyd, er dens oksidasjonsnummer -1. Peroksider er en klasse av forbindelser som har en enkel oksygen-oksygen (eller peroksydanion) -binding₂). For eksempel i molekylet til H₂O₂ (hydrogenperoksyd), oksidasjonsantallet av oksygen (og dets ladning) er -1.
   • Når oksygen er bundet til fluor, er oksidasjonsnummeret +2. For mer informasjon, les reglene for fluor senere i denne artikkelen.

5. 
   

   
   Tildel et oksidasjonsnummer på +1 til hydrogen (med unntak). Når det gjelder oksygen, er antallet oksidasjon av hydrogen unntatt unntakstilfeller. Generelt er antallet oksidasjon av hydrogen +1 (med mindre at det igjen er i sin elementære form, H₂). Når det gjelder spesielle såkalte hybridforbindelser, har imidlertid hydrogenet et oksidasjonsnummer på -1.
   • For eksempel i molekylet til H₂O, vi vet at hydrogen har et oksidasjonsnummer på +1 fordi oksygen har en ladning på -2 og vi trenger 2 +1 ladninger for at den totale ladningen av forbindelsen skal være 0. I hybridformen av natriumhydroksyd, NaH, har imidlertid hydrogen et oksidasjonsnummer på -1 fordi Na-ionene har en ladning på +1; For at den totale ladningen av forbindelsen skal være null, må hydrogen-ladningen (og dermed dens oksidasjonsnummer) være lik -1.

6. 
   

   
   Fluor har alltid et oksidasjonsnummer på -1. Som vi allerede har nevnt, kan antall oksidasjoner av visse elementer variere av mange grunner (dette er tilfelle av metallioner, oksygenatomer i peroksider, etc.).Fluor har imidlertid et oksidasjonsnummer på -1, og dette endrer seg aldri. Dette skyldes det faktum at fluor er det mest elektronegative elementet - med andre ord, det er elementet som har minst mulig sjanse til å gi en av elektronene sine, og som sannsynligvis vil ta på seg eller elektron (er) fra et annet element. Derfor endres ikke tiltalen hans.

7. 
   

   
   Vurder oksidasjonsnummeret til en forbindelse som lik ladningen for den forbindelsen. Summen av oksidasjonsnumrene til alle atomer i en forbindelse må være lik ladningen for denne forbindelsen. For eksempel, hvis en forbindelse ikke lades, må summen av oksidasjonsnumrene til alle atomene være lik 0; Hvis forbindelsen er et polyatomisk ladningsion -1, må summen av oksidasjonstallene være -1, og så videre.
   • Dette er en god måte å sjekke om du har gjort jobben din bra - hvis summen av oksidasjonsnummeret til forbindelsen din ikke er lik den totale ladningen for forbindelsen din, kan du være sikker på at du har gjort en feil. et sted å bestemme oksidasjonstallene dine.

Del 2 Bestem oksidasjonsnummer for atomer som ikke følger spesifikke regler

1. 
   

   
   Finn atomer som ikke har regler for tildeling av oksidasjonsnummer. For noen atomer er det ingen spesifikk regel for bestemmelse av oksidasjonsnummeret. Hvis atomet ditt ikke vises i foregående avsnitt, og du ikke er sikker på ladningen (hvis det for eksempel er en del av en større forbindelse og dens individuelle ladning ikke blir gitt til deg), kan du finn antallet oksidasjoner av atomet ved å fortsette ved eliminering. Først vil du bestemme oksidasjonsnummeret til hvert av de andre atomene i forbindelsen, før du bestemmer antall atom som interesserer deg ut fra den totale ladningen for forbindelsen.
   • For eksempel i Na-forbindelsen₂SO₄, ladningen av svovelen (S) er ukjent - alt vi kan si er at ladningen er forskjellig fra 0 fordi den ikke er i sin elementære form. Det er en god kandidat å bruke denne algebraiske metoden for å bestemme oksidasjonsnummeret.

2. 
   

   
   Finn oksidasjonsnumrene til de andre elementene i forbindelsen. Ved hjelp av de kjemiske reglene for å bestemme oksidasjonsnummeret, finn oksidasjonsnumrene til de andre atomene i forbindelsen. Vær oppmerksom på eksepsjonelle tilfeller for O, H-atomer, etc.
   • Etter kjemireglene beskrevet i forrige seksjon, vet vi at i Na-forbindelsen₂SO₄ Na-ionene har en ladning (og derfor et oksidasjonsnummer) på +1 og oksygenatomene har et oksidasjonsnummer på -2.

3. 
   

   
   Multipliser tallet for hvert atom med oksidasjonsnummeret. Nå som vi kjenner oksidasjonstallene til alle atomene våre, bortsett fra det interessante atomet, må vi ta hensyn til at noen av disse atomene kan vises mer enn en gang i forbindelsen. Multipliser den numeriske koeffisienten til hvert atom (skrevet i indeks etter det kjemiske symbolet på atomet i forbindelsen) med oksidasjonsnummeret.
   • I Na-forbindelsen₂SO₄vi vet at det er 2 atomer med Na og 4 atomer på O. Så vi må multiplisere +1 (antallet oksidasjon av Na) med 2 for å oppnå et resultat av 2, for deretter å multiplisere -2 (antallet av oksidasjon av O) med 4 for å oppnå et resultat av -8.

4. 
   

   
   Legg til resultatene. Legg til resultatene av multiplikasjonene dine for å få oksidasjonsnummeret uten ta hensyn til antallet oksidasjoner av atomet som interesserer oss.
   • I eksemplet med Na₂SO₄, hadde det vært nødvendig å legge til 2 og -8 for å få -6.

5. 
   

   
   Beregn det ukjente oksidasjonsnummeret basert på ladningen av forbindelsen. Du har nå all informasjonen som trengs for å finne oksidasjonsnummeret som interesserer oss ved å bruke enkle algebraiske regler. Etabler en ligning hvor resultatene fra de foregående trinn pluss det ukjente oksidasjonsnummeret er lik den totale ladningen for forbindelsen. Med andre ord: (Summen av kjente oksidasjonsnummer) + (ukjent oksidasjonsnummer) = (sammensatt ladning).
   • Ved å ta eksemplet med Na₂SO₄Slik gjør du det:
     • (Summen av kjente oksidasjonsnummer) + (ukjent oksidasjonsnummer) = (sammensatt ladning)
     • -6 + S = 0
     • S = 0 + 6
     • S = 6. Oksidasjonsnummeret til S er lik 6 i Na-forbindelsen₂SO₄.