Cum să găsiți numărul de oxidare

Conţinut

• etape
• Partea 1 Determinarea numerelor de oxidare din regulile chimiei
• Partea 2 Determinați numerele de oxidare pentru atomii care nu respectă regulile specifice

În chimie, termenii „oxidare” și „reducere” se referă la reacții în care un atom (sau un grup de atomi) pierde sau câștigă electroni, respectiv. Numerele de oxidare sunt numere atribuite atomilor (sau grupurilor de atomi) care ajută chimiștii să știe câți electroni pot fi transferați și dacă un reactiv suferă oxidare sau reducere în timpul unei reacții. Procesul prin care un număr de atomizare este atribuit atomilor poate fi simplu până la foarte complicat în funcție de încărcarea atomilor și compoziția chimică a moleculelor din care fac parte. Pentru a complica în continuare problemele, unii atomi pot avea mai mult de două numere de oxidare. Din fericire, determinarea numărului de oxidare este guvernată de reguli bine definite care sunt ușor de implementat, deși poate fi utilă cunoașterea chimiei și algebrei.

etape

Partea 1 Determinarea numerelor de oxidare din regulile chimiei

1. 
   

   
   Identificați dacă produsul la care lucrați este un atom elementar. Numărul de oxidare a atomilor elementari, liber și care nu este combinat cu alte elemente, este întotdeauna 0. Acest lucru este valabil pentru atomii a căror formă elementară este compusă din acest atom simplu, dar și pentru atomii a căror formă elementară este diatomic sau poliatomic.
   • De exemplu, Al_(S) și Cl₂ ambele au un număr de oxidare de 0, deoarece sunt într-o formă elementară, necombinată.
   • Rețineți că forma elementară a sulfului, S₈, sau octasulfur, deși neregulat, are, de asemenea, un număr de oxidare de 0.

2. 
   

   
   
   
   Identificați dacă produsul în cauză este sub formă ionizată. Numărul de oxidare al ionilor este egal cu sarcina lor. Acest lucru este valabil pentru ionii care nu sunt legați de alte elemente, dar și pentru ionii care fac parte dintr-un compus ionic.
   • De exemplu, numărul de oxidare al ionului Cl este -1.
   • Cl ion are mereu un număr de oxidare de -1 când face parte din compusul NaCl. Deoarece sarcina ionului Na, prin definiție, este +1, știm că sarcina ionului Cl este -1. Astfel, numărul său de oxidare este întotdeauna -1.

3. 
   

   
   Pentru ionii metalici, pot exista mai multe numere de oxidare. Multe elemente metalice au mai mult de o sarcină. De exemplu, fierul (Fe) poate fi sub formă ionizată cu o încărcare de +2 sau +3. Sarcinile ionilor metalici (și, prin urmare, numerele lor de oxidare) pot fi determinate ca funcție a sarcinilor celorlalți atomi din compusul din care fac parte, sau altfel folosind numerele romane când informațiile sunt scrise sub forma e (ca în propoziția: "Sarcina ionului de fier (III) este +3").
   • Ia exemplul unui compus care conține ionul metalic din aluminiu. Compusul AlCl₃ are o încărcare totală de 0. Știm că ionii Cl au o sarcină de -1 și că există 3 în compus, deci ionul Al trebuie să aibă o încărcare de +3, astfel încât încărcarea totală dintre toți ionii este egal cu 0. Prin urmare, numărul de oxidare al lui Al este +3.

4. 
   

   
   
   
   Alocați oxigenului un număr de oxidare de -2 (cu excepții). în cele mai multe În unele cazuri, atomii de oxigen au un număr de oxidare de -2. Cu toate acestea, există câteva excepții de la această regulă:
   • Când oxigenul este în stare elementară (O₂), numărul său de oxidare este 0, cum este cazul tuturor atomilor elementari.
   • Când oxigenul este parte a peroxid, atunci numărul său de oxidare este -1. Peroxizii sunt o clasă de compuși care au o legătură simplă oxigen-oxigen (sau anion peroxid)₂). De exemplu, în molecula de H₂O₂ (peroxid de hidrogen), numărul de oxidare a oxigenului (și încărcarea acestuia) este -1.
   • Când oxigenul este legat de fluor, numărul său de oxidare este +2. Pentru mai multe informații, citiți regulile pentru fluor mai târziu în acest articol.

5. 
   

   
   Alocați un număr de oxidare de +1 hidrogenului (cu excepții). În ceea ce privește oxigenul, numărul de oxidare a hidrogenului este supus unor cazuri excepționale. În general, numărul de oxidare a hidrogenului este +1 (cu excepția cazului în care, din nou, este în forma sa elementară, H₂). Cu toate acestea, în cazul așa-numitilor compuși hibrizi speciali, hidrogenul are un număr de oxidare de -1.
   • De exemplu, în molecula de H₂O, știm că hidrogenul are un număr de oxidare de +1 deoarece oxigenul are o încărcare de -2 și avem nevoie de 2 +1 pentru ca sarcina totală a compusului să fie 0.Cu toate acestea, sub forma hibridă de hidroxid de sodiu, NaH, hidrogenul are un număr de oxidare de -1, deoarece ionii de Na au o sarcină de +1; prin urmare, pentru ca sarcina totală a compusului să fie zero, sarcina de hidrogen (și deci numărul de oxidare) trebuie să fie egală cu -1.

6. 
   

   
   Fluorul are mereu un număr de oxidare de -1. După cum am menționat deja, numărul de oxidare a anumitor elemente poate varia din mai multe motive (acesta este cazul ionilor metalici, atomilor de oxigen din peroxizi etc.). Cu toate acestea, fluorul are un număr de oxidare de -1 și acest lucru nu se schimbă niciodată. Acest lucru se datorează faptului că fluorul este elementul cel mai electronegativ - cu alte cuvinte, este elementul care are cele mai mici șanse de a da unul dintre electronii săi și care este cel mai probabil să preia sau electronul (ele) unui alt element. De aceea, acuzația sa nu se schimbă.

7. 
   

   
   Luați în considerare numărul de oxidare al unui compus ca egal cu sarcina compusului respectiv. Suma numerelor de oxidare ale tuturor atomilor unui compus trebuie să fie egală cu sarcina acestui compus. De exemplu, dacă un compus nu este încărcat, suma numerelor de oxidare ale tuturor atomilor săi trebuie să fie egală cu 0; dacă compusul este un ion de încărcare poliatomică -1, suma numerelor de oxidare trebuie să fie -1 și așa mai departe.
   • Aceasta este o modalitate bună de a verifica dacă ți-ai făcut treaba bine - dacă suma numerelor de oxidare ale compusului tău nu este egală cu sarcina totală a compusului tău, atunci poți fi sigur că ai făcut o greșeală. undeva în a-ți determina numerele de oxidare.

Partea 2 Determinați numerele de oxidare pentru atomii care nu respectă regulile specifice

1. 
   

   
   Găsiți atomi care nu au reguli pentru atribuirea numerelor de oxidare. Pentru unii atomi, nu există o regulă specifică pentru determinarea numărului lor de oxidare. Dacă atomul dvs. nu apare în alineatele precedente și nu sunteți sigur de încărcarea sa (dacă, de exemplu, face parte dintr-un compus mai mare și încărcarea sa individuală nu vă este dată), atunci puteți găsiți numărul de oxidare a atomului, procedând prin eliminare. În primul rând, veți determina numărul de oxidare al fiecăruia dintre ceilalți atomi ai compusului, înainte de a determina numărul atomului care vă interesează pe baza încărcării generale a compusului.
   • De exemplu, în compusul de Na₂SO₄, încărcarea sulfului (S) este necunoscută - tot ce putem spune este că sarcina sa este diferită de 0, deoarece nu este în forma sa elementară. Este un candidat bun să aplice această metodă algebrică de determinare a numărului de oxidare.

2. 
   

   
   Găsiți numerele de oxidare ale celorlalte elemente ale compusului. Folosind regulile chimice pentru determinarea numărului de oxidare, găsiți numerele de oxidare ale celorlalți atomi ai compusului. Atenție la cazuri excepționale pentru atomii O, H etc.
   • Urmând regulile de chimie prezentate în secțiunea anterioară, știm că în compusul Na₂SO₄ ionii de Na au o sarcină (și deci un număr de oxidare) de +1, iar atomii de oxigen au un număr de oxidare de -2.

3. 
   

   
   Pentru fiecare atom, înmulțiți numărul lor cu numărul lor de oxidare. Acum că cunoaștem numerele de oxidare ale tuturor atomilor noștri, cu excepția atomului de interes, trebuie să avem în vedere că unii dintre acești atomi pot apărea de mai multe ori în compus. Înmulțiți coeficientul numeric al fiecărui atom (scris în index după simbolul chimic al atomului din compus) cu numărul său de oxidare.
   • În compusul de Na₂SO₄știm că există 2 atomi de Na și 4 atomi de O. Deci trebuie să înmulțim +1 (numărul de oxidare de Na) cu 2 pentru a obține un rezultat de 2, apoi să înmulțim -2 (numărul de oxidarea O) cu 4 pentru a obține un rezultat de -8.

4. 
   

   
   Adăugați rezultatele. Adăugați rezultatele înmulțirii dvs. pentru a obține numărul de oxidare fără ia în considerare numărul de oxidare a atomului care ne interesează.
   • În exemplul Na₂SO₄, ar fi fost necesar să se adauge 2 și -8 pentru a obține -6.

5. 
   

   
   Calculați numărul de oxidare necunoscut pe baza sarcinii compusului. Acum aveți toate informațiile necesare pentru a găsi numărul de oxidare care ne interesează folosind reguli algebrice simple. Stabiliți o ecuație conform căreia rezultatele etapelor anterioare plus numărul de oxidare necunoscut sunt egale cu încărcarea totală a compusului. Cu alte cuvinte: (Suma numerelor de oxidare cunoscute) + (număr de oxidare necunoscut) = (sarcină compusă).
   • Luând exemplul de Na₂SO₄Iată cum se face:
     • (Suma numerelor de oxidare cunoscute) + (număr de oxidare necunoscut) = (sarcină compusă)
     • -6 + S = 0
     • S = 0 + 6
     • S = 6. Numărul de oxidare al S este egal cu 6 în compusul de Na₂SO₄.