Cum de a găsi numerele de oxidare

În chimie, termenii "oxidare" și "reducere" ele se referă la reacții în care un atom (sau un grup de atomi) pierde sau achiziționează electroni, respectiv. Numerele de oxidare sunt numerele atribuite atomilor (sau grupurilor de atomi) care ajută chimistii să urmărească cât de mulți electroni sunt disponibili pentru transfer și să verifice dacă anumiți reactanți sunt oxidați sau reduși într-o reacție. Procedura de atribuire a numerelor de oxidare atomilor variază de la exemple simple la cele foarte complexe, pe baza încărcării atomilor și a compoziției chimice a moleculelor din care fac parte. Pentru a complica problema, unii atomi pot avea mai mult de un număr de oxidare. Din fericire, atribuirea numerelor de oxidare este caracterizată de reguli bine definite care sunt ușor de urmărit, chiar dacă cunoașterea chimiei de bază și a algebrei va ușura sarcina.

conținut

Paşi
Partea 1alocați numărul de oxidare bazat pe reguli simple
Partea 2atribuiți numerele de oxidare atomilor fără a utiliza regulile
Sfaturi
Lucruri de care ai nevoie

paşi

Partea 1
Alocați numărul de oxidare bazat pe Reguli simple

Imaginea intitulată Găsiți numerele de oxidare Pasul 1

Determinați dacă substanța în cauză este un element. Atomii elementelor libere, nu combinate, au întotdeauna un număr de oxidare zero. Acest lucru se întâmplă pentru elementele compuse dintr-un ion, precum și pentru formele diatomice sau poliatomice.

De exemplu, Al_(S) și Cl₂ au ambele numere de oxidare 0, pentru că ele sunt ambele în forma elementelor necombinate.
Rețineți că forma elementară a sulfului, S₈, o octasulfid, deși neregulat, are de asemenea un număr de oxidare de 0.

Imaginea intitulată Găsiți numerele de oxidare Pasul 2

Determinați dacă substanța în cauză este un ion. Ionii au numere de oxidare egale cu încărcătura lor. Acest lucru este valabil atât pentru ionii liberi, cât și pentru ionii care fac parte dintr-un compus ionic.

De exemplu, ionul Cl^- are un număr de oxidare de -1.

Clonul ionic are încă un număr de oxidare de -1 când face parte din compusul de NaCI. Deoarece ionul Na, prin definiție, are o sarcină de +1, știm că ionul Cl are o încărcătură de -1, deci numărul său de oxidare este încă -1.

Imaginea intitulată Găsiți numerele de oxidare Pasul 3

Pentru ionii metalici, trebuie să știți că numeroasele numere de oxidare sunt încă posibile. Multe elemente metalice pot avea mai mult de o încărcare. De exemplu, metalul de fier (Fe) poate fi un ion cu o încărcătură de +2 sau +3. Umpluturile metalice ale ionilor (și astfel numerele de oxidare) poate fi determinată în funcție de sarcinile celorlalți atomi prezenți în compusul din care fac parte sau, atunci când sunt scrise, prin notația numeral roman (ca în fraza, "Ionul de fier (III) are o încărcare +3").

De exemplu, să examinăm un compus care conține ionul metalic aluminiu. Compusul AlCl₃ are o încărcătură totală de 0. După cum știm că ionii Cl^- au o încărcătură de -1 și există 3 ioni Cl^- în compus, ionul Al trebuie să aibă o încărcătură de +3, astfel încât sarcina totală a tuturor ionilor să dea 0. Astfel, numărul de oxidare al aluminiului este +3.

Imaginea intitulată Găsiți numerele de oxidare Pasul 4

Alocați un număr de oxidare de -2 până la oxigen (cu câteva excepții). În aproape toate cazurile, atomii de oxigen au numărul de oxidare -2. Există câteva excepții de la această regulă:

Când oxigenul este în starea sa elementară (O₂), numărul său de oxidare este 0, ca în cazul tuturor atomilor elementelor -

Atunci când oxigenul face parte din a peroxid, numărul său de oxidare este -1. Peroxizii sunt o clasă de compuși care conțin o singură legătură oxigen-oxigen (sau anionul peroxidic O₂^-2). De exemplu, în molecula H₂SAU₂ (peroxid de hidrogen), oxigenul are un număr de oxidare (și o încărcătură) de -1-

Atunci când oxigenul se leagă de fluor, numărul său de oxidare este +2. Verificați regulile Fluoride pentru mai multe informații.

Imaginea intitulată Găsiți numerele de oxidare Pasul 5

Alocați un număr de oxidare de +1 la hidrogen (cu excepția). Ca și oxigenul, numărul de oxidare a hidrogenului are excepții. În general, hidrogenul are un număr de oxidare de +1 (cu excepția cazului în care, ca mai sus, nu este în forma sa de element, H₂). Cu toate acestea, în cazul compușilor speciali numiți hidruri, hidrogenul are un număr de oxidare de -1.

De exemplu, în H₂Sau știm că hidrogenul are numărul de oxidare +1, deoarece oxigenul are o încărcătură de -2 și avem nevoie de 2 încărcări de +1 pentru a face încărcarea compusului să devină zero. Cu toate acestea, în hidrură de sodiu, NaH, hidrogenul are un număr de oxidare de -1 deoarece ionul Na are încărcătură +1 și, deoarece sarcina totală a compusului trebuie să fie zero, încărcarea de hidrogen astfel numărul de oxidare) trebuie să dea -1.

Imaginea intitulată Găsiți numerele de oxidare Pasul 6

Fluorul are vreodată un număr de oxidare de -1. Așa cum s-a menționat mai sus, numărul de oxidare al anumitor elemente poate varia datorită diferiților factori (ioni metalici, atomi de oxigen în peroxizi și așa mai departe). Fluorul are totuși un număr de oxidare de -1, care nu se schimbă niciodată. Acest lucru se întâmplă deoarece fluorul este cel mai electronegativ element - cu alte cuvinte, este cel mai puțin disponibil element de a-și pierde electronii și mai predispus să-l accepte de la celălalt atom. Mai mult, acuzația lui nu se schimbă.

Imaginea intitulată Găsiți numerele de oxidare Pasul 7

Setează numerele de oxidare ale compusului egale cu sarcina compusului. Numerele de oxidare ale tuturor atomilor prezenți într-un compus trebuie să fie egale cu sarcina sa. De exemplu, dacă un compus are sarcină, adică neutru, numerele de oxidare ale fiecăruia dintre atomii săi trebuie să dea zero- dacă compusul este un ion poliatomic cu taxa de -1, numerele de oxidare însumate trebuie să dea -1 , etc.

Iată cum să vă controlați activitatea: dacă oxidarea compușilor dvs. nu este egală cu încărcarea compusului dvs., atunci știți că ați atribuit incorect unul sau mai multe numere de oxidare.

Partea 2
Atribuiți numerele de oxidare atomilor fără a utiliza regulile

Imaginea intitulată Găsiți numerele de oxidare Pasul 8

Găsiți atomii fără reguli de numere de oxidare. Unii atomi nu au reguli specifice privind numerele de oxidare. În cazul în care un atom de dvs. nu apare în regulile prezentate mai sus și nu sunteți sigur de biroul său (de exemplu, în cazul în care face parte dintr-un compus mai larg și astfel încât să nu poată fi identificate taxa ei specifice), puteți găsi numărul de oxidare atom progresează pentru eliminare. În primul rând, trebuie să determinați numărul de oxidare al fiecărui atom din compus - atunci pur și simplu trebuie să rezolvați o ecuație bazată pe sarcina totală a compusului.

De exemplu, în compusul Na₂SO₄, încărcarea sulfului (S) nu este cunoscută deoarece nu este sub forma unui element, deci nu este 0: acesta este tot ce știm. Este un candidat excelent pentru determinarea numărului de oxidări prin metoda algebrică.

Imaginea intitulată Găsiți numerele de oxidare Pasul 9

Găsiți numărul de oxidare cunoscut de celelalte elemente ale compusului. Folosind regulile pentru a atribui numerele de oxidare, identificați cele ale celorlalți atomi prezenți în compus. Aveți grijă dacă există excepții pentru O, H, etc.

În compusul Na₂SO₄, știm, pe baza regulilor noastre, că Na ionul are o încărcătură (și deci un număr de oxidare) de +1 și că atomii de oxigen au un număr de oxidare de -2.

Imaginea intitulată Găsiți numerele de oxidare Pasul 10

Multiplicați cantitatea fiecărui atom cu numărul de oxidare al acestuia. Rețineți că știm numărul de oxidare al tuturor atomilor noștri, cu excepția unuia - trebuie să luăm în considerare faptul că unii dintre acești atomi pot să apară de mai multe ori. Multiplicați coeficientul numeric al fiecărui atom (scris în subscript după simbolul chimic al atomului din compus) și numărul său de oxidare.

În compusul Na₂SO₄, știm că există doi atomi de Na și 4 O. Ar trebui să se înmulțească 2 prin +1, numărul de oxidare al Na sodiu, obținându-se 2, și ar trebui să se înmulțește cu 4 -2, numărul de oxidare cu oxigen O, obținându -8.

Imaginea intitulată Găsiți numerele de oxidare Pasul 11

Adăugați rezultatele. Adăugând rezultatele înmulțirilor dvs. obțineți numărul actual de oxidare al compusului fără a lua în considerare numărul de oxidare al atomului din care nimic nu este cunoscut.

În exemplul nostru, Na₂SO₄, ar trebui să adăugăm 2 la -8 pentru a obține -6.

Imaginea intitulată Găsiți numerele de oxidare Pasul 12

Calculați numărul de oxidare necunoscut pe baza încărcării compusului. Acum aveți tot ce aveți nevoie pentru a găsi numărul dvs. de oxidare necunoscut folosind calcule algebrice simple. Configurați o ecuație ca aceasta: "(suma numerelor de oxidare cunoscute) + (numărul de oxidare pe care trebuie să-l găsiți) = (sarcina totală a compusului)".

În exemplul nostru Na₂SO₄, putem proceda astfel:

(suma numerelor de oxidare cunoscute) + (numărul de oxidare pe care trebuie să-l găsiți) = (sarcina totală a compusului)

-6 + S = 0

S = 0 + 6

S = 6. S la un număr de oxidare de 6 în compusul Na₂SO₄.

Sfaturi

Atomii în forma elementului lor au întotdeauna numere de oxidare zero. Un ion monoatomic are un număr de oxidare egal cu sarcina sa. Metalele din grupa 1A sub forma elementului, cum ar fi hidrogenul, litiu și sodiu, au număr egal de oxidare + 1- metalele grupa 2A, în forma lor elementară, cum ar fi magneziu și calciu, au număr de oxidare egală cu +2. Hidrogenul și oxigenul au ambele numere posibile de oxidare, care depind de ceea ce sunt legate de acestea.
Este foarte util să știm cum să citim tabelul periodic al elementelor și unde sunt poziționate metalele, și nu metalele.
Într-un compus, suma tuturor numerelor de oxidare trebuie să fie zero. Dacă există un ion care are doi atomi, de exemplu, suma numerelor de oxidare trebuie să fie egală cu sarcina ionică.