Sådan finder du antallet af oxidation

Indhold

• etaper
• Del 1 Bestemmelse af oxidationsnumre fra kemiske regler
• Del 2 Bestem oxidationsnumre for atomer, der ikke følger specifikke regler

I kemi henviser udtrykket "oxidation" og "reduktion" til reaktioner, hvori et atom (eller en gruppe af atomer) mister eller vinder elektroner. Oxidationsnumre er numre, der er tildelt atomer (eller grupper af atomer), der hjælper kemikere med at vide, hvor mange elektroner der kan overføres, og om et reagens gennemgår oxidation eller reduktion under en reaktion. Den proces, hvormed et atomiseringsnummer tildeles til atomer, kan være enkel til meget kompliceret afhængigt af ladningen af ​​atomer og den kemiske sammensætning af molekylerne, som de hører til. For yderligere at komplicere sager kan nogle atomer have mere end to oxidationsnumre. Heldigvis styres bestemmelsen af ​​oxidationsnummeret af veldefinerede regler, der er lette at implementere, selvom det kan være nyttigt at have kendskab til kemi og algebra.

etaper

Del 1 Bestemmelse af oxidationsnumre fra kemiske regler

1. 
   

   
   Identificer, om det produkt, du arbejder på, er et elementært atom. Oxidationsantallet af elementære atomer, frit og ikke kombineret med andre elementer, er altid 0. Dette gælder for atomer, hvis elementære form er sammensat af dette enkle atom, men også for atomer, hvis elementære form er diatomisk eller polyatomisk.
   • For eksempel Al_(S) og Cl₂ begge har et oxidationsnummer på 0, fordi de er i elementær, ukombineret form.
   • Bemærk, at den elementære form af svovl, S₈eller octasulfur, selvom uregelmæssig, også har et oxidationsnummer på 0.

2. 
   

   
   
   
   Identificer, om det pågældende produkt er i ioniseret form. Iionernes oxidationsnummer er lig med deres ladning. Dette gælder for ioner, der ikke er knyttet til andre elementer, men også for ioner, der er en del af en ionisk forbindelse.
   • For eksempel er Cl-ionens oxidationsnummer -1.
   • Cl ion besidder altid et oxidationsnummer på -1, når det er en del af NaCI-forbindelsen. Fordi ladningen af ​​Na-ion per definition er +1, ved vi, at ladningen af ​​Cl-ion er -1. Dermed er dens oxidationsnummer altid -1.

3. 
   

   
   For metalioner kan der være flere oxidationsnumre. Mange metalelementer har mere end en belastning. For eksempel kan jern (Fe) være i ioniseret form med en ladning på +2 eller +3. Ladningerne af metalionerne (og derfor deres oxidationsnumre) kan bestemmes som en funktion af ladningerne for de andre atomer i den forbindelse, som de er en del af, eller ellers ved hjælp af de romerske numre, når informationen er skrevet i form af e (som i sætningen: "Ladningen af ​​jernionen (III) er +3").
   • Tag eksemplet på en forbindelse, der indeholder aluminiummetalion. AlCl-forbindelsen₃ har en samlet ladning på 0. Vi ved, at Cl-ioner har en ladning på -1, og at der er 3 i forbindelsen, så Al-ion skal have en ladning på +3, så den samlede ladning af alle ioner er lig med 0. Derfor er oxidationstallet for Al +3.

4. 
   

   
   
   
   Tildel ilt et oxidationsnummer på -2 (med undtagelser). i mest I nogle tilfælde har oxygenatomerne et oxidationsnummer på -2. Der er dog nogle undtagelser fra denne regel:
   • Når ilt er i grundtilstanden (O₂), er dens oxidationsnummer 0, som det er tilfældet for alle elementære atomer.
   • Når ilt er en del af a peroxid, er dens oxidationsnummer -1. Peroxider er en klasse af forbindelser, der har en simpel oxygen-oxygen (eller peroxidanion) -binding₂). For eksempel i molekylet af H₂O₂ (brintperoxid), oxidationstallet af ilt (og dets ladning) er -1.
   • Når ilt er bundet til fluor, er dens oxidationsnummer +2. Læs reglerne for fluor for mere information senere i denne artikel.

5. 
   

   
   Tildel et oxidationsnummer på +1 til brint (med undtagelser). Med hensyn til ilt er antallet af oxidation af brint undtagelsesvis til stede. Generelt er antallet af oxidation af brint +1 (medmindre det igen er i sin elementære form, H₂). I tilfælde af specielle såkaldte hybridforbindelser har brintet imidlertid et oxidationsnummer på -1.
   • For eksempel i molekylet af H₂O, vi ved, at brint har et oxidationsnummer på +1, fordi ilt har en ladning på -2, og vi har brug for 2 + 1 ladninger for at den samlede ladning af forbindelsen skal være 0.I hybridformen af ​​natriumhydroxid, NaH, har hydrogen imidlertid et oxidationsnummer på -1, fordi Na-ioner har en ladning på +1; derfor skal den samlede ladning af forbindelsen være nul, brintladningen (og dermed dens oxidationsnummer) være lig med -1.

6. 
   

   
   Fluor har altid et oxidationsnummer på -1. Som vi allerede har nævnt, kan antallet af oxidering af visse elementer variere af mange grunde (dette er tilfældet med metalioner, oxygenatomer i peroxider osv.). Fluor har imidlertid et oxidationsnummer på -1, og dette ændrer sig aldrig. Dette skyldes det faktum, at fluor er det mest elektronegative element - med andre ord, det er det element, der har mindst mulig chance for at give en af ​​dets elektroner, og det er mest sandsynligt at tage på eller elektron (er) fra et andet element. Derfor ændrer hans anklager ikke.

7. 
   

   
   Betragt oxidationstallet for en forbindelse som lig med ladningen af ​​den forbindelse. Summen af ​​oxidationsnumrene for alle atomer i en forbindelse skal være lig med ladningen for denne forbindelse. For eksempel, hvis en forbindelse ikke lades, skal summen af ​​oxidationsnumrene for alle dets atomer være lig med 0; hvis forbindelsen er en polyatomisk ladningsion -1, skal summen af ​​oxidationsnumrene være -1, og så videre.
   • Dette er en god måde at kontrollere, om du har gjort dit job godt - hvis summen af ​​oxidationsnumrene for din forbindelse ikke er lig med den samlede ladning af din forbindelse, kan du være sikker på, at du har begået en fejl. et eller andet sted at bestemme dine oxidationsnumre.

Del 2 Bestem oxidationsnumre for atomer, der ikke følger specifikke regler

1. 
   

   
   Find atomer, der ikke har regler for tildeling af oxidationsnumre. For nogle atomer er der ingen specifik regel for bestemmelse af deres oxidationsnummer. Hvis dit atom ikke vises i de foregående afsnit, og du ikke er sikker på dens ladning (hvis det for eksempel er en del af en større forbindelse, og dens individuelle ladning ikke gives til dig), kan du find antallet af oxidation af atomet ved at fortsætte ved eliminering. Først bestemmer du oxidationsnummeret for hvert af de andre atomer i forbindelsen, inden du bestemmer antallet af det atom, der interesserer dig, baseret på den samlede ladning af forbindelsen.
   • For eksempel i Na-forbindelsen₂SO₄, ladningen af ​​svovlet (S) er ukendt - alt, hvad vi kan sige, er, at dens ladning er forskellig fra 0, fordi den ikke er i sin elementære form. Det er en god kandidat at anvende denne algebraiske metode til bestemmelse af oxidationsnummeret.

2. 
   

   
   Find oxidationsnumrene for de andre elementer i forbindelsen. Brug de kemiske regler til bestemmelse af oxidationsnummeret og find oxidationsnumrene for de andre atomer i forbindelsen. Vær opmærksom på ekstraordinære tilfælde for O-, H-atomer osv.
   • I henhold til de kemiske regler, der er beskrevet i det foregående afsnit, ved vi det i Na-forbindelsen₂SO₄ Na-ioner har en ladning (og derfor et oxidationsnummer) på +1, og oxygenatomer har et oxidationsnummer på -2.

3. 
   

   
   Multiplicer deres antal for hvert atom med deres oxidationsnummer. Nu hvor vi kender oxidationsnumrene for alle vores atomer undtagen det interessante atom, må vi tage højde for, at nogle af disse atomer kan forekomme mere end én gang i forbindelsen. Multiplicer den numeriske koefficient for hvert atom (skrevet i indeks efter atomets kemiske symbol i forbindelsen) med dets oxidationsnummer.
   • I Na-forbindelsen₂SO₄vi ved, at der er 2 atomer af Na og 4 atomer af O. Så vi er nødt til at multiplicere +1 (antallet af oxidation af Na) med 2 for at opnå et resultat af 2 og derefter til at multiplicere -2 (antallet af oxidation af O) med 4 for at opnå et resultat af -8.

4. 
   

   
   Tilføj resultaterne. Tilføj resultaterne af dine multiplikationer for at få oxidationsnummeret uden tage hensyn til antallet af oxidation af det atom, der interesserer os.
   • I eksemplet med Na₂SO₄, ville det have været nødvendigt at tilføje 2 og -8 for at få -6.

5. 
   

   
   Beregn det ukendte oxidationsnummer baseret på forbindelsens ladning. Du har nu alle de nødvendige oplysninger for at finde det oxidationsnummer, der interesserer os ved at bruge enkle algebraiske regler. Opret en ligning, i henhold til hvilken resultaterne af de foregående trin plus det ukendte oxidationsnummer er lig med den samlede ladning af forbindelsen. Med andre ord: (Summen af ​​kendte oxidationsnumre) + (ukendt oxidationsnummer) = (sammensat ladning).
   • Ved at tage eksemplet på Na₂SO₄Sådan gør du det:
     • (Summen af ​​kendte oxidationsnumre) + (ukendt oxidationsnummer) = (sammensat ladning)
     • -6 + S = 0
     • S = 0 + 6
     • S = 6. Oxidationsnummeret for S er lig med 6 i Na-forbindelsen₂SO₄.