In die chemie verwys die terme oksidasie en reduksie na reaksies waarin 'n atoom (of groep atome) agtereenvolgens elektrone verloor of opdoen. 'N Oksidasiegetal is 'n getal wat aan 'n atoom (of groep atome) toegeken word, wat chemici help om te bepaal hoeveel elektrone beskikbaar is vir oordrag en of 'n gegewe reaktant in 'n reaksie geoksideer of verminder word. Die proses om oksidasiegetalle aan atome toe te ken, kan wissel van baie maklik tot redelik kompleks, gebaseer op die lading in die atoom en die chemiese samestelling van die molekules waaruit die atoom bestaan. Om dinge ingewikkelder te maak, het sommige atome meer as een oksidasiegetal. Gelukkig word die oksidasiegetal bepaal met duidelike en maklike reëls, hoewel kennis van basiese chemie en algebra dit baie makliker sal maak om hierdie reëls te verduidelik.
Stap
Metode 1 van 2: Bepaling van die oksidasiegetal op grond van chemiese regulasies
Stap 1. Bepaal of die betrokke stowwe elemente is
Atome van vrye elemente het altyd 'n oksidasiegetal van 0. Dit geld vir atome waarvan die elementêre vorm uit 'n enkele atoom bestaan, sowel as atome waarvan die elementêre vorm diatomies of polyatomies is.
- Byvoorbeeld, beide Al(s) asook Cl2 het 'n oksidasiegetal van 0 omdat dit vorme van elemente is wat nie aan ander elemente gebind is nie.
- Let daarop dat die elementêre vorm Swael, S8, of oktaswael, hoewel abnormaal, het ook 'n oksidasiegetal van 0.
Stap 2. Bepaal of die betrokke stowwe ione is
Ione het dieselfde oksidasiegetal as hul lading. Dit geld vir ione wat nie aan ander elemente gebind is nie, sowel as ione wat deel uitmaak van ioniese verbindings.
- Byvoorbeeld, die Cl. -ioon- het 'n oksidasiegetal van -1.
- Die Cl ioon het steeds 'n oksidasiegetal van -1 wanneer Cl deel van die NaCl -verbinding is. Aangesien die Na -ion per definisie 'n lading van +1 het, weet ons dat die Cl -ion 'n lading van -1 het, dus bly die oksidasiegetal -1.
Stap 3. Besef dat metaalione verskeie oksidasietoestande kan hê
Baie metaalelemente het meer as een lading. Die metaalyster (Fe) kan byvoorbeeld 'n ioon wees met 'n +2 of +3 lading. Die lading van 'n metaalioon (en dus sy oksidasiegetal) kan bepaal word, óf in terme van die ladings van die ander samestellende atome in die verbinding, óf, as dit in teksvorm in Romeinse getalnotasie geskryf is (soos in die sin, Die yster (III) ioon het 'n lading van + 3.).
Kom ons kyk byvoorbeeld na 'n verbinding wat die metaalionaluminium bevat. AlCl -verbinding3 het 'n totale lading van 0. Aangesien ons weet dat die Cl. ion- het 'n lading van -1 en daar is 3 Cl. -ione- in die verbinding moet die Alion 'n lading van +3 hê sodat die totale lading van al die ione 0. Dus is die oksidasiegetal van Al +3.
Stap 4. Gee die oksidasiegetal van -2 aan suurstof (sonder uitsondering)
In byna alle gevalle het die suurstofatoom 'n oksidasiegetal van -2. Daar is 'n paar uitsonderings op hierdie reël:
- As suurstof in sy elementêre vorm is (O2), die oksidasiegetal is 0, want dit is die reël vir alle atome van die element.
- As suurstof deel is van 'n peroksied, is sy oksidasiegetal -1. Peroksiede is 'n klas verbindings wat suurstof-suurstof enkelbindings bevat (of die peroksied anion O2-2). Byvoorbeeld, in die H. molekule2O2 (waterstofperoksied), suurstof het 'n oksidasiegetal (en lading) van -1. As suurstof ook deel uitmaak van superoksied, is die oksidasiegetal -0,5.
- As suurstof aan fluoor gebind is, is sy oksidasiegetal +2. Sien Fluor -regulasies hieronder vir meer inligting. Ek nee2F2), die oksidasiegetal daarvan is +1.
Stap 5. Ken die oksidasiegetal van +1 toe aan waterstof (sonder uitsondering)
Net soos suurstof, is die oksidasiegetal van waterstof 'n spesiale geval. Oor die algemeen het waterstof 'n oksidasiegetal van +1 (behalwe, soos hierbo, in die elementêre vorm, H2). In die geval van spesiale verbindings wat hidrides genoem word, het waterstof egter 'n oksidasiegetal van -1.
Byvoorbeeld, in H.2O, ons weet dat waterstof 'n oksidasiegetal van +1 het omdat suurstof 'n lading van -2 het en ons 'n lading van 2 +1 nodig het om die verbinding se lading nul te maak. In natriumhidried, NaH, het waterstof egter 'n oksidasiegetal van -1 omdat die lading op die ioon 'n lading van +1 het en die som van die ladings op die verbinding nul is, die waterstoflading (en dus sy oksidasiegetal) moet -1 wees.
Stap 6. Fluoor het altyd 'n oksidasiegetal van -1
Soos hierbo genoem, kan die oksidasiegetalle van sekere elemente verskil as gevolg van verskeie faktore (metaalione, suurstofatome in peroksiede, ens.) Fluor het egter 'n oksidasiegetal van -1, wat nooit verander nie. Dit is omdat fluoor die mees elektronegatiewe element is - met ander woorde, dit is die element wat die minste geneig is om sy elektrone op te gee en waarskynlik atome van ander elemente op te neem. Die heffing verander dus nie.
Stap 7. Maak die oksidasiegetal in die verbinding gelyk aan die lading op die verbinding
Die oksidasiegetalle van al die atome in 'n verbinding moet gelyk wees aan die lading op die verbinding. Byvoorbeeld, as 'n verbinding geen lading het nie, moet die oksidasiegetal van elke atoom optel tot nul; as die verbinding 'n polyatomiese ioon met 'n lading van -1 is, moet die oksidasiegetal optel tot -1, ens.
Dit is 'n goeie manier om u werk na te gaan - as die oksidasiegetalle in u verbinding nie die lading op u verbinding optel nie, weet u dat u een of meer van die verkeerde oksidasiegetalle gestel het
Metode 2 van 2: Toewysing van getalle aan atome sonder 'n oksidasiegetalreël
Stap 1. Vind die atome sonder die reël van oksidasiegetal
Sommige atome het geen spesifieke reëls oor oksidasiegetalle nie. As u atoom nie in die reëls hierbo verskyn nie en u nie seker is wat die lading daarvan is nie (as die atome byvoorbeeld deel is van 'n groter verbinding en dus nie hul onderskeie ladings toon nie), kan u die atoom vind oksidasiegetal deur 'n proses van eliminasie. Eerstens bepaal u die oksidasietoestand van al die atome in die verbinding, dan los u slegs die onbekende atome op op grond van die totale lading van die verbinding.
Byvoorbeeld, in die verbinding Na2SO4, die lading van Swael (S) is onbekend - die atoom is nie in elementêre vorm nie, dus is die oksidasiegetal nie 0 nie, maar dit is al wat ons weet. Dit is 'n goeie voorbeeld van hierdie algebraïese manier om die oksidasiegetal te bepaal.
Stap 2. Vind die bekende oksidasiegetalle van ander elemente in die verbinding
Gebruik die reëls vir die toekenning van oksidasiegetalle en bepaal die oksidasiegetalle van die ander atome in die verbinding. Pas op vir spesiale gevalle soos O, H, ens.
In Na2SO4, ons weet dat die Na -ioon volgens ons reëls 'n lading (en dus sy oksidasiegetal) +1 het en die suurstofatoom 'n oksidasiegetal van -2 het.
Stap 3. Vermenigvuldig die aantal atome met hul oksidasiegetal
Noudat ons die oksidasiegetalle van al ons atome behalwe die onbekende ken, moet ons die feit in ag neem dat sommige van hierdie atome meer as een keer kan verskyn. Vermenigvuldig elke koëffisiëntgetal van elke atoom (klein geskryf onder die chemiese simbool van die atoom in die verbinding) met sy oksidasiegetal.
In Na2SO4, ons weet dat daar 2 Na -atome en 4 atome is. Ons vermenigvuldig 2 × +1, die oksidasiegetal van Na, om die antwoord 2 te kry, en ons vermenigvuldig 4 × -2, die oksidasiegetal O, om te kry die antwoord -8.
Stap 4. Tel die resultate op
As u die produk van u vermenigvuldiging byvoeg, kry u die oksidasiegetal van die verbinding sonder om die onbekende oksidasiegetal van u atoom te bereken.
In die Na. Voorbeeld2SO4 ons, ons voeg 2 by -8 by tot -6.
Stap 5. Bereken die onbekende oksidasiegetal gebaseer op die lading van die verbinding
U het alles wat u nodig het om onbekende oksidasiegetalle te vind met behulp van eenvoudige algebra. Skep 'n vergelyking: u antwoord in die vorige stap, plus die onbekende oksidasiegetal, is gelyk aan die totale lading van die verbinding. Met ander woorde: (Hoeveelheid bekende oksidasiegetal) + (onbekende oksidasiegetal, wat gesoek word) = (lading van verbinding).
-
In die Na. Voorbeeld2SO4 ons, sal ons dit soos volg oplos:
- (som van bekende oksidasiegetal) + (onbekende oksidasiegetal, wat gesoek word) = (lading van verbinding)
- -6 + S = 0
- S = 0 + 6
-
S = 6. S het 'n oksidasiegetal
Stap 6. in Na2SO4.
Wenke
- Atome in die elementêre vorm het altyd 'n oksidasiegetal van 0. 'n Monatomiese ioon het 'n oksidasiegetal gelyk aan sy lading. Metaal 1A in sy elementêre vorm, soos waterstof, litium en natrium, het 'n oksidasiegetal van +1; 2A -metale in elementêre vorm, soos magnesium en kalsium, het 'n oksidasiegetal van +2. Beide waterstof en suurstof het twee verskillende oksidasietoestande wat afhang van die binding.
- In 'n verbinding moet die som van alle oksidasiegetalle gelyk wees aan 0. As 'n ioon byvoorbeeld 2 atome het, moet die som van die oksidasiegetalle gelyk wees aan die lading op die ioon.
- Dit is baie handig om te weet hoe om die periodieke tabel van elemente en die ligging van metale en nie-metale te lees.
