Jak najít čísla oxidace

Obsah

• stupně
• Část 1 Stanovení oxidačních čísel z chemických pravidel
• Část 2 Stanovte oxidační čísla pro atomy, které nedodržují specifická pravidla

V chemii se termíny „oxidace“ a „redukce“ vztahují na reakce, při nichž atom (nebo skupina atomů) ztratí nebo získá elektrony. Oxidační čísla jsou čísla přiřazená atomům (nebo skupinám atomů), která pomáhají chemikům vědět, kolik elektronů může být přeneseno a zda činidlo podléhá oxidaci nebo redukci během reakce. Proces, kterým je atomům přiděleno atomizační číslo, může být jednoduchý až velmi komplikovaný v závislosti na náboji atomů a chemickém složení molekul, ke kterým patří. Pro další komplikaci mohou mít některé atomy více než dvě oxidační čísla. Naštěstí se určování oxidačního čísla řídí dobře definovanými pravidly, která se snadno implementují, ačkoli může být užitečné mít znalosti o chemii a algebře.

stupně

Část 1 Stanovení oxidačních čísel z chemických pravidel

1. 
   

   
   Zjistěte, zda je produkt, na kterém pracujete, elementárním atomem. Oxidační počet elementárních atomů, volných a nekombinovaných s jinými prvky, je vždy 0. To platí pro atomy, jejichž elementární forma je složena z tohoto jednoduchého atomu, ale také pro atomy, jejichž elementární forma je je diatomická nebo polyatomická.
   • Například Al_(S) a Cl₂ oba mají oxidační číslo 0, protože jsou v elementární, nekombinované formě.
   • Všimněte si, že elementární forma síry, S₈nebo oktasulfur, i když nepravidelný, má také oxidační číslo 0.

2. 
   

   
   
   
   Určete, zda je dotyčný produkt v ionizované formě. Oxidační číslo iontů se rovná jejich náboji. To platí pro ionty, které nejsou spojeny s jinými prvky, ale také pro ionty, které jsou součástí iontové sloučeniny.
   • Například oxidační číslo iontu Cl je -1.
   • Cl ion má vždy oxidační číslo -1, pokud je součástí sloučeniny NaCl. Protože náboj iontu Na je podle definice +1, víme, že náboj iontu Cl je -1. Jeho oxidační číslo je tedy vždy -1.

3. 
   

   
   U kovových iontů může existovat několik oxidačních čísel. Mnoho kovových prvků má více než jedno zatížení. Například železo (Fe) může být v ionizované formě s nábojem +2 nebo +3. Náboje kovových iontů (a proto jejich oxidační čísla) mohou být stanoveny jako funkce nábojů ostatních atomů sloučeniny, které jsou součástí, nebo jinak pomocí římských čísel, když jsou informace psány ve formě e (jako ve větě: „Náboj železitého iontu (III) je +3“).
   • Vezměme si příklad sloučeniny obsahující iont kovového hliníku. Sloučenina AlCl₃ má celkový náboj 0. Víme, že ionty Cl mají náboj -1 a že ve sloučenině jsou 3, takže Al iont musí mít náboj +3, takže celkový náboj všech iontů se rovná 0. Proto oxidační číslo Al je +3.

4. 
   

   
   
   
   Přiřaďte kyslík oxidační číslo -2 (s výjimkami). v nejvíce V některých případech mají atomy kyslíku oxidační číslo -2. Existují však některé výjimky z tohoto pravidla:
   • Když je kyslík v elementárním stavu (O₂), jeho oxidační číslo je 0, jako je tomu u všech elementárních atomů.
   • Když je kyslík součástí a peroxid, potom je jeho oxidační číslo -1. Peroxidy jsou skupinou sloučenin, které mají jednoduchou vazbu kyslík-kyslík (nebo peroxidový anion)₂). Například v molekule H₂O₂ (peroxid vodíku), oxidační číslo kyslíku (a jeho náboj) je -1.
   • Když je kyslík vázán na fluor, jeho oxidační číslo je +2. Další informace naleznete v následujících pravidlech pro fluoridy.

5. 
   

   
   Vodíku (s výjimkou) přiřaďte oxidační číslo +1. Pokud jde o kyslík, počet oxidací vodíku podléhá výjimečným případům. Obecně je počet oxidací vodíku +1 (pokud opět není ve své elementární formě, H₂). Avšak v případě speciálních tzv. Hybridních sloučenin má vodík oxidační číslo -1.
   • Například v molekule H₂O, víme, že vodík má oxidační číslo +1, protože kyslík má náboj -2 a potřebujeme 2 + 1 náboje, aby celkový náboj sloučeniny byl 0.Avšak v hybridní formě hydroxidu sodného, ​​NaH, má vodík oxidační číslo -1, protože ionty Na mají náboj +1; proto, aby byl celkový náboj sloučeniny nulový, musí být vodíkový náboj (a tedy jeho oxidační číslo) roven -1.

6. 
   

   
   Fluor má vždy oxidační číslo -1. Jak jsme již zmínili, počet oxidací určitých prvků se může měnit z mnoha důvodů (jedná se o kovové ionty, atomy kyslíku v peroxidech atd.). Fluor má však oxidační číslo -1, a to se nikdy nemění. Důvodem je skutečnost, že fluor je nejvíce elektronegativní prvek - jinými slovy je to prvek, který má nejmenší šanci dát jeden ze svých elektronů a který s největší pravděpodobností přijme nebo elektron (y) jiného prvku. Proto se jeho obvinění nemění.

7. 
   

   
   Uvažujte oxidační číslo sloučeniny jako rovno náboji této sloučeniny. Součet oxidačních čísel všech atomů sloučeniny se musí rovnat náboji této sloučeniny. Například, pokud sloučenina není nabita, součet oxidačních čísel všech jejích atomů musí být roven 0; pokud je sloučeninou iont polyatomického náboje -1, pak součet oxidačních čísel musí být -1 atd.
   • Je to dobrý způsob, jak zkontrolovat, zda jste svou práci provedli dobře - pokud součet oxidačních čísel vaší sloučeniny není stejný jako celkový náboj vaší sloučeniny, můžete si být jisti, že jste udělali chybu. někde při určování vašich oxidačních čísel.

Část 2 Stanovte oxidační čísla pro atomy, které nedodržují specifická pravidla

1. 
   

   
   Najděte atomy, které nemají pravidla pro přiřazování oxidačních čísel. Pro některé atomy neexistuje žádné specifické pravidlo pro stanovení jejich oxidačního čísla. Pokud se váš atom neobjeví v předchozích odstavcích a nejste si jisti jeho nábojem (pokud je například součástí větší sloučeniny a její individuální náboj vám není udělen), můžete počet oxidací atomu zjistíte eliminací. Nejprve určíte oxidační číslo každého z ostatních atomů sloučeniny, než určíte počet atomu, který vás zajímá, na základě celkového náboje sloučeniny.
   • Například ve sloučenině Na₂SO₄, náboj síry (S) není znám - vše, co můžeme říci, je, že se náboj liší od 0, protože není ve své elementární formě. Je dobrým kandidátem použít tuto algebraickou metodu stanovení oxidačního čísla.

2. 
   

   
   Najděte oxidační čísla ostatních prvků sloučeniny. Pomocí chemických pravidel pro stanovení oxidačního čísla vyhledejte oxidační čísla ostatních atomů sloučeniny. Věnujte pozornost výjimečným případům atomů O, H atd.
   • Podle chemických pravidel uvedených v předchozí části víme, že ve sloučenině Na₂SO₄ Na ionty mají náboj (a proto oxidační číslo) +1 a atomy kyslíku mají oxidační číslo -2.

3. 
   

   
   Pro každý atom vynásobte jejich číslo oxidačním číslem. Nyní, když známe oxidační čísla všech našich atomů s výjimkou atomu zájmu, musíme vzít v úvahu, že některé z těchto atomů se mohou ve sloučenině objevit více než jednou. Vynásobte numerický koeficient každého atomu (zapsaný v indexu za chemickým symbolem atomu ve sloučenině) jeho oxidačním číslem.
   • Ve sloučenině Na₂SO₄víme, že existují 2 atomy Na a 4 atomy O. Takže musíme vynásobit +1 (číslo oxidace Na) 2, abychom dostali výsledek 2, pak vynásobte -2 (počet oxidace O) 4, čímž se získá výsledek -8.

4. 
   

   
   Přidejte výsledky. Chcete-li získat číslo oxidace, přidejte výsledky násobení bez vezměte v úvahu počet oxidací atomu, který nás zajímá.
   • V příkladu Na₂SO₄, bylo by třeba přidat 2 a -8, abychom dostali -6.

5. 
   

   
   Vypočítejte neznámé oxidační číslo na základě náboje sloučeniny. Nyní máte všechny informace potřebné k nalezení oxidačního čísla, které nás zajímá, pomocí jednoduchých algebraických pravidel. Stanovte rovnici, podle které se výsledky předchozích kroků plus neznámé oxidační číslo rovná celkovému náboji sloučeniny. Jinými slovy: (Součet známých oxidačních čísel) + (neznámé oxidační číslo) = (složený náboj).
   • Tím, že vezmu příklad Na₂SO₄Postupujte takto:
     • (Součet známých oxidačních čísel) + (neznámé oxidační číslo) = (složený náboj)
     • -6 + S = 0
     • S = 0 + 6
     • S = 6. Oxidační číslo S se rovná 6 ve sloučenině Na₂SO₄.