Hoe het aantal oxidatie te vinden

Inhoud

• stadia
• Deel 1 Bepaling van oxidatiegetallen uit chemieregels
• Deel 2 Bepaal oxidatienummers voor atomen die geen specifieke regels volgen

In de chemie verwijzen de termen "oxidatie" en "reductie" naar reacties waarbij een atoom (of groep van atomen) respectievelijk elektronen verliest of verkrijgt. Oxidatienummers zijn nummers toegewezen aan atomen (of groepen atomen) die chemici helpen te weten hoeveel elektronen kunnen worden overgedragen en of een reagens oxidatie of reductie ondergaat tijdens een reactie. Het proces waarbij een atomisatienummer aan atomen wordt toegekend, kan eenvoudig tot zeer gecompliceerd zijn, afhankelijk van de lading van de atomen en de chemische samenstelling van de moleculen waartoe zij behoren. Om de zaken nog ingewikkelder te maken, kunnen sommige atomen meer dan twee oxidatiegetallen hebben. Gelukkig wordt de bepaling van het oxidatiegetal beheerst door goed gedefinieerde regels die gemakkelijk te implementeren zijn, hoewel het nuttig kan zijn om kennis van chemie en algebra te hebben.

stadia

Deel 1 Bepaling van oxidatiegetallen uit chemieregels

1. 
   

   
   Bepaal of het product waaraan u werkt een elementair atoom is. Het oxidatiegetal van elementaire atomen, vrij en niet gecombineerd met andere elementen, is altijd 0. Dit geldt voor atomen waarvan de elementaire vorm is samengesteld uit dit eenvoudige atoom, maar ook voor atomen waarvan de elementaire vorm is diatomisch of polyatomisch.
   • Bijvoorbeeld Al_(S) en Cl₂ beide hebben een oxidatiegetal van 0 omdat ze zich in een elementaire, niet-gecombineerde vorm bevinden.
   • Merk op dat de elementaire vorm van zwavel, S₈of octasulfur, hoewel onregelmatig, heeft ook een oxidatiegetal van 0.

2. 
   

   
   Bepaal of het product in kwestie in geïoniseerde vorm is. Het oxidatiegetal van de ionen is gelijk aan hun lading. Dit geldt voor ionen die niet zijn gekoppeld aan andere elementen, maar ook voor ionen die deel uitmaken van een ionische verbinding.
   • Het oxidatiegetal van het Cl-ion is bijvoorbeeld -1.
   • Cl ion bezit altijd een oxidatiegetal van -1 wanneer het onderdeel is van de NaCl-verbinding. Omdat de lading van het Na-ion per definitie +1 is, weten we dat de lading van het Cl-ion -1 is. Het oxidatiegetal is dus altijd -1.

3. 
   

   
   
   
   Voor metaalionen kunnen er verschillende oxidatienummers zijn. Veel metalen elementen hebben meer dan één lading. IJzer (Fe) kan bijvoorbeeld in geïoniseerde vorm zijn met een lading van +2 of +3. De ladingen van de metaalionen (en dus hun oxidatiegetallen) kunnen worden bepaald als een functie van de ladingen van de andere atomen van de verbinding waarvan ze deel uitmaken, of anders door de Romeinse cijfers te gebruiken wanneer de informatie is geschreven in de vorm van e (als in de zin: "De lading van het ijzerion (III) is +3").
   • Neem het voorbeeld van een verbinding die het aluminiummetaalion bevat. De AlCl-verbinding₃ heeft een totale lading van 0. We weten dat Cl-ionen een lading van -1 hebben en dat er 3 in de verbinding zijn, dus het Al-ion moet een lading van +3 hebben zodat de totale lading van alle ionen is gelijk aan 0. Daarom is het oxidatiegetal van Al +3.

4. 
   

   
   
   
   Wijs zuurstof een oxidatiegetal van -2 toe (met uitzonderingen). in meest In sommige gevallen hebben de zuurstofatomen een oxidatiegetal van -2. Er zijn echter enkele uitzonderingen op deze regel:
   • Wanneer zuurstof zich in de elementaire toestand bevindt (O₂), het oxidatiegetal is 0, zoals het geval is voor alle elementaire atomen.
   • Wanneer zuurstof deel uitmaakt van een peroxide, dan is het oxidatiegetal -1. Peroxiden zijn een klasse verbindingen die een eenvoudige zuurstof-zuurstof (of peroxide-anion) binding hebben₂). Bijvoorbeeld in het molecuul H₂O₂ (waterstofperoxide), het oxidatiegetal van zuurstof (en de lading ervan) is -1.
   • Wanneer zuurstof aan fluor is gebonden, is het oxidatiegetal +2. Lees de regels voor fluoride verderop in dit artikel voor meer informatie.

5. 
   

   
   Wijs een oxidatienummer van +1 toe aan waterstof (met uitzonderingen). Wat zuurstof betreft, is het aantal oxidaties van waterstof onderhevig aan uitzonderlijke gevallen. Over het algemeen is het aantal oxidatie van waterstof +1 (tenzij, nogmaals, dat het in zijn elementaire vorm is, H₂). In het geval van speciale zogenaamde hybride verbindingen heeft de waterstof echter een oxidatiegetal van -1.
   • Bijvoorbeeld in het molecuul H₂O, we weten dat waterstof een oxidatiegetal van +1 heeft omdat zuurstof een lading van -2 heeft en we hebben 2 + 1 ladingen nodig om de totale lading van de verbinding 0 te laten zijn.In de hybride vorm van natriumhydroxide, NaH, heeft waterstof echter een oxidatiegetal van -1 omdat de Na-ionen een lading van +1 hebben; daarom moet, om de totale lading van de verbinding nul te laten zijn, de waterstoflading (en dus het oxidatiegetal) gelijk zijn aan -1.

6. 
   

   
   Fluor heeft altijd een oxidatiegetal van -1. Zoals we al hebben vermeld, kan het aantal oxidatie van bepaalde elementen om verschillende redenen variëren (dit is het geval van metaalionen, zuurstofatomen in peroxiden, enz.). Fluor heeft echter een oxidatiegetal van -1 en dit verandert nooit. Dit komt omdat fluor het meest elektronegatieve element is - met andere woorden, het is het element dat de minste kans heeft om een ​​van zijn elektronen te geven en dat het meest waarschijnlijk de elektron (en) van een ander element. Daarom verandert zijn lading niet.

7. 
   

   
   Beschouw het oxidatiegetal van een verbinding als gelijk aan de lading van die verbinding. De som van de oxidatiegetallen van alle atomen van een verbinding moet gelijk zijn aan de lading van deze verbinding. Als een verbinding bijvoorbeeld niet is geladen, moet de som van de oxidatiegetallen van alle atomen gelijk zijn aan 0; als de verbinding een polyatomische lading ion -1 is, moet de som van de oxidatiegetallen -1 zijn, enzovoort.
   • Dit is een goede manier om te controleren of je je werk goed hebt gedaan - als de som van de oxidatienummers van je verbinding niet gelijk is aan de totale lading van je verbinding, dan kun je er zeker van zijn dat je een fout hebt gemaakt. ergens in het bepalen van uw oxidatiegetallen.

Deel 2 Bepaal oxidatienummers voor atomen die geen specifieke regels volgen

1. 
   

   
   Zoek atomen die geen regels hebben voor het toewijzen van oxidatienummers. Voor sommige atomen bestaat er geen specifieke regel voor het bepalen van hun oxidatiegetal. Als uw atoom niet in de voorgaande paragrafen voorkomt en u niet zeker bent van zijn lading (als het bijvoorbeeld deel uitmaakt van een grotere samenstelling en de individuele lading niet aan u wordt gegeven), kunt u vind het aantal oxidatie van het atoom door te gaan door eliminatie. Eerst bepaal je het oxidatiegetal van elk van de andere atomen van de verbinding, voordat je het nummer van het atoom bepaalt dat je interesseert op basis van de totale lading van de verbinding.
   • Bijvoorbeeld in de Na-verbinding₂SO₄, de lading van de zwavel (S) is onbekend - alles wat we kunnen zeggen is dat de lading anders is dan 0 omdat het niet in zijn elementaire vorm is. Het is een goede kandidaat om deze algebraïsche methode voor het bepalen van het oxidatiegetal toe te passen.

2. 
   

   
   Zoek de oxidatienummers van de andere elementen van de verbinding. Gebruik de chemische regels om het oxidatiegetal te bepalen en vind de oxidatiegetallen van de andere atomen van de verbinding. Besteed aandacht aan uitzonderlijke gevallen voor O-, H-atomen, enz.
   • Volgens de chemieregels die in de vorige sectie zijn beschreven, weten we dat in de Na-verbinding₂SO₄ de Na-ionen hebben een lading (en dus een oxidatiegetal) van +1 en de zuurstofatomen hebben een oxidatiegetal van -2.

3. 
   

   
   Vermenigvuldig voor elk atoom hun getal met hun oxidatiegetal. Nu we de oxidatiegetallen van al onze atomen kennen, behalve het atoom van interesse, moeten we er rekening mee houden dat sommige van deze atomen meer dan eens in de verbinding kunnen voorkomen. Vermenigvuldig de numerieke coëfficiënt van elk atoom (in index geschreven achter het chemische symbool van het atoom in de verbinding) met het oxidatiegetal.
   • In de Na-verbinding₂SO₄we weten dat er 2 atomen van Na en 4 atomen van O zijn. Dus we moeten +1 (het aantal oxidatie van Na) met 2 vermenigvuldigen om een ​​resultaat van 2 te krijgen, en vervolgens te vermenigvuldigen -2 (het aantal oxidatie van O) met 4 om een ​​resultaat van -8 te verkrijgen.

4. 
   

   
   Voeg de resultaten toe. Voeg de resultaten van uw vermenigvuldigingen toe om het oxidatiegetal te verkrijgen zonder houd rekening met het aantal oxidaties van het atoom dat ons interesseert.
   • In het voorbeeld van Na₂SO₄, zou het nodig geweest zijn om 2 en -8 toe te voegen om -6 te krijgen.

5. 
   

   
   Bereken het onbekende oxidatiegetal op basis van de lading van de verbinding. U hebt nu alle informatie die nodig is om het oxidatiegetal te vinden dat ons interesseert door eenvoudige algebraïsche regels te gebruiken. Stel een vergelijking op volgens welke de resultaten van de voorgaande stappen plus het onbekende oxidatiegetal gelijk zijn aan de totale lading van de verbinding. Met andere woorden: (Som van bekende oxidatiegetallen) + (onbekend oxidatiegetal) = (samengestelde lading).
   • Door het voorbeeld van Na te nemen₂SO₄Hier is hoe het te doen:
     • (Som van bekende oxidatiegetallen) + (onbekend oxidatiegetal) = (samengestelde lading)
     • -6 + S = 0
     • S = 0 + 6
     • S = 6. Het oxidatiegetal van S is gelijk aan 6 in de Na-verbinding₂SO₄.