Ako nájsť čísla oxidácie

Obsah

• stupňa
• Časť 1 Stanovenie oxidačných čísiel z pravidiel chémie
• Časť 2 Stanovte oxidačné čísla atómov, ktoré sa neriadia špecifickými pravidlami

V chémii sa termíny „oxidácia“ a „redukcia“ týkajú reakcií, pri ktorých atóm (alebo skupina atómov) stráca alebo získava elektróny. Oxidačné čísla sú čísla priradené atómom (alebo skupinám atómov), ktoré pomáhajú chemikom vedieť, koľko elektrónov je možné preniesť a či činidlo podlieha oxidácii alebo redukcii počas reakcie. Proces, ktorým sa atómom prideľuje atomizačné číslo, môže byť jednoduchý až veľmi komplikovaný v závislosti od náboja atómov a chemického zloženia molekúl, ku ktorým patria. Na ďalšie komplikovanie môžu mať niektoré atómy viac ako dve oxidačné čísla. Našťastie stanovenie oxidačného čísla sa riadi dobre definovanými pravidlami, ktoré sa dajú ľahko implementovať, hoci môže byť užitočné mať vedomosti o chémii a algebre.

stupňa

Časť 1 Stanovenie oxidačných čísiel z pravidiel chémie

1. 
   

   
   Zistite, či produkt, na ktorom pracujete, je elementárnym atómom. Oxidačné číslo elementárnych atómov, voľných a nekombinovaných s inými prvkami, je vždy 0. Platí to pre atómy, ktorých elementárna forma sa skladá z tohto jednoduchého atómu, ale aj pre atómy, ktorých elementárna forma je je diatomická alebo polyatomická.
   • Napríklad Al_(S) a Cl₂ obidve majú oxidačné číslo 0, pretože sú v elementárnej nekombinovanej forme.
   • Všimnite si, že elementárna forma síry, S₈alebo oktasulfur, hoci nepravidelný, má tiež oxidačné číslo 0.

2. 
   

   
   
   
   Identifikujte, či je príslušný produkt v ionizovanej forme. Oxidačné číslo iónov je rovnaké ako ich náboj. To platí pre ióny, ktoré nie sú spojené s inými prvkami, ale tiež pre ióny, ktoré sú súčasťou iónovej zlúčeniny.
   • Napríklad oxidačné číslo iónu Cl je -1.
   • Cl ión má vždy oxidačné číslo -1, ak je súčasťou zlúčeniny NaCl. Pretože náboj iónu Na je podľa definície +1, vieme, že náboj iónu Cl je -1. Jeho oxidačné číslo je teda vždy -1.

3. 
   

   
   V prípade kovových iónov môže existovať niekoľko oxidačných čísiel. Mnoho kovových prvkov má viac ako jedno zaťaženie. Napríklad železo (Fe) môže byť v ionizovanej forme s nábojom +2 alebo +3. Náboje kovových iónov (a teda ich oxidačné čísla) môžu byť stanovené ako funkcia nábojov ostatných atómov zlúčeniny, ktorej sú súčasťou, alebo inak pomocou rímskych čísiel, keď je informácia napísaná vo forme e (ako vo vete: „Náboj iónu železa (III) je +3“).
   • Zoberme si príklad zlúčeniny obsahujúcej ión kovového hliníka. AlCl zlúčenina₃ má celkový náboj 0. Vieme, že ióny Cl majú náboj -1 a že v zlúčenine sú 3, takže ión Al musí mať náboj +3, takže celkový náboj všetkých iónov je rovný 0. Preto je oxidačné číslo AI +3.

4. 
   

   
   
   
   Priraďte kyslík oxidačné číslo -2 (s výnimkami). v väčšina V niektorých prípadoch majú atómy kyslíka oxidačné číslo -2. Z tohto pravidla však existujú určité výnimky:
   • Ak je kyslík v elementárnom stave (O₂), jeho oxidačné číslo je 0, ako je to v prípade všetkých elementárnych atómov.
   • Ak je kyslík súčasťou a peroxid, potom je jeho oxidačné číslo -1. Peroxidy sú triedou zlúčenín, ktoré majú jednoduchú väzbu kyslík-kyslík (alebo peroxidový anión)₂). Napríklad v molekule H₂O₂ (peroxid vodíka), oxidačné číslo kyslíka (a jeho náboj) je -1.
   • Ak je kyslík viazaný na fluór, jeho oxidačné číslo je +2. Pre viac informácií si prečítajte pravidlá pre fluorid neskôr v tomto článku.

5. 
   

   
   Vodíku sa pridelí oxidačné číslo +1 (s výnimkami). Pokiaľ ide o kyslík, počet oxidácií vodíka podlieha výnimočným prípadom. Všeobecne je počet oxidácií vodíka +1 (pokiaľ opäť nie je v elementárnej forme H)₂). Avšak v prípade špeciálnych takzvaných hybridných zlúčenín má vodík oxidačné číslo -1.
   • Napríklad v molekule H₂O, vieme, že vodík má oxidačné číslo +1, pretože kyslík má náboj -2 a potrebujeme 2 + 1 náboje, aby celkový náboj zlúčeniny bol 0.Avšak v hybridnej forme hydroxidu sodného, ​​NaH, vodík má oxidačné číslo -1, pretože ióny Na majú náboj +1; preto, aby bol celkový náboj zlúčeniny nulový, musí sa vodíkový náboj (a teda jeho oxidačné číslo) rovnať -1.

6. 
   

   
   Fluor má vždy oxidačné číslo -1. Ako sme už uviedli, počet oxidácií určitých prvkov sa môže meniť z mnohých dôvodov (je to prípad iónov kovov, atómov kyslíka v peroxidoch atď.). Fluór má však oxidačné číslo -1 a toto sa nikdy nemení. Je to spôsobené skutočnosťou, že fluór je najviac elektronegatívny prvok - inými slovami, je to prvok, ktorý má najmenšiu šancu dať jeden zo svojich elektrónov a ktorý s najväčšou pravdepodobnosťou prijme alebo elektrón (elektróny) iného prvku. Preto sa jeho obvinenie nemení.

7. 
   

   
   Uvažujte oxidačné číslo zlúčeniny ako rovnaké ako náboj tejto zlúčeniny. Súčet oxidačných čísiel všetkých atómov zlúčeniny sa musí rovnať náboju tejto zlúčeniny. Napríklad, ak zlúčenina nie je nabitá, súčet oxidačných čísiel všetkých jej atómov sa musí rovnať 0; ak je zlúčeninou ión polyatomického náboja -1, potom súčet oxidačných čísiel musí byť -1 atď.
   • Toto je dobrý spôsob, ako skontrolovať, či ste svoju prácu vykonali dobre - ak súčet oxidačných čísiel vašej zlúčeniny nie je rovný celkovému náboju vašej zlúčeniny, potom si môžete byť istí, že ste urobili chybu. niekde pri určovaní oxidačných čísiel.

Časť 2 Stanovte oxidačné čísla atómov, ktoré sa neriadia špecifickými pravidlami

1. 
   

   
   Nájdite atómy, ktoré nemajú pravidlá na prideľovanie oxidačných čísiel. Pre niektoré atómy neexistuje žiadne špecifické pravidlo na stanovenie ich oxidačného čísla. Ak sa váš atóm neobjaví v predchádzajúcich odsekoch a nie ste si istí jeho nábojom (ak je napríklad súčasťou väčšej zlúčeniny a jej individuálny náboj nie je daný), môžete zistite počet oxidácií atómu pomocou eliminácie. Najprv určíte oxidačné číslo každého z ostatných atómov zlúčeniny skôr, ako určíte počet atómov, ktoré vás zaujímajú, na základe celkového náboja zlúčeniny.
   • Napríklad v zlúčenine Na₂SO₄, náboj síry (S) nie je známy - všetko, čo môžeme povedať, je, že jeho náboj sa líši od 0, pretože nie je vo svojej elementárnej forme. Je to dobrý kandidát na použitie tejto algebraickej metódy na stanovenie oxidačného čísla.

2. 
   

   
   Nájdite oxidačné čísla ostatných prvkov zlúčeniny. Pomocou chemických pravidiel na určenie oxidačného čísla vyhľadajte oxidačné čísla ostatných atómov zlúčeniny. Venujte pozornosť výnimočným prípadom atómov O, H atď.
   • Podľa chemických pravidiel uvedených v predchádzajúcej časti vieme, že v zlúčenine Na₂SO₄ ióny Na majú náboj (a teda oxidačné číslo) +1 a atómy kyslíka majú oxidačné číslo -2.

3. 
   

   
   Pre každý atóm vynásobte ich číslo oxidačným číslom. Teraz, keď poznáme oxidačné čísla všetkých našich atómov okrem atómu, ktorý je predmetom záujmu, musíme vziať do úvahy, že niektoré z týchto atómov sa môžu v zlúčenine objaviť viackrát. Vynásobte číselný koeficient každého atómu (zapísaný v indexe za chemickým symbolom atómu v zlúčenine) jeho oxidačným číslom.
   • V zlúčenine Na₂SO₄vieme, že existujú 2 atómy Na a 4 atómy O. Takže musíme vynásobiť +1 (číslo oxidácie Na) 2, aby sme dostali výsledok 2, potom vynásobiť -2 (počet oxidáciou O) 4, čím sa získa výsledok -8.

4. 
   

   
   Pridajte výsledky. Ak chcete získať oxidačné číslo, pridajte výsledky násobení bez vezmite do úvahy počet oxidácií atómu, ktorý nás zaujíma.
   • V príklade Na₂SO₄, bolo by potrebné pridať 2 a -8 na získanie -6.

5. 
   

   
   Vypočítajte neznáme oxidačné číslo na základe náboja zlúčeniny. Teraz máte všetky informácie potrebné na nájdenie oxidačného čísla, ktoré nás zaujíma pomocou jednoduchých algebraických pravidiel. Vytvorte rovnicu, podľa ktorej sa výsledky predchádzajúcich krokov plus neznáme oxidačné číslo rovnajú celkovým nábojom zlúčeniny. Inými slovami: (Súčet známych oxidačných čísiel) + (neznáme oxidačné číslo) = (zložený náboj).
   • Na príklade Na₂SO₄Postupujte takto:
     • (Súčet známych oxidačných čísiel) + (neznáme oxidačné číslo) = (zložený náboj)
     • -6 + S = 0
     • S = 0 + 6
     • S = 6. Oxidačné číslo S sa rovná 6 v zlúčenine Na₂SO₄.