Cum se găsește numărul de oxidare

În chimie, termenii "oxidare" și "reducere" se referă la reacții în care un atom (sau un grup de atomi) pierde sau câștigă electroni, respectiv. Numerele de oxidare sunt numere atribuite atomilor (sau grupuri de atomi) care ajuta substanțele chimice pentru a ține evidența numărului de electroni sunt disponibile pentru transferul și dacă reactivii sunt oxidate sau reduse într-o reacție. Procesul de alocare a numerelor atomilor de oxidare poate varia de la a fi extrem de ușor să fie complex, în funcție de sarcina atomilor și compoziția chimică a moleculelor din care fac parte. Pentru a complica lucrurile, unii atomi pot avea mai mult de un număr de oxidare. Din fericire, atribuirea de numere de oxidare este guvernată de reguli bine definite și simplu de urmat, dar știind chimia de bază și algebra vor utiliza aceste reguli mai ușor.

conținut

Pași
Partea 1alocați numărul de oxidare bazat pe regulile de chimie
Partea 2atribuiți numere atomilor fără a utiliza reguli de numere de oxidare
Sfaturi
Lucruri de care ai nevoie

pași

Partea 1
Alocați numărul de oxidare bazat pe regulile de chimie

Imaginea intitulată Găsiți numerele de oxidare Pasul 1

Determinați dacă substanța în cauză este elementară. Atomii elementari liberi care nu sunt combinați au întotdeauna un număr de oxidare egal cu 0. Acest lucru este valabil pentru atomii ale căror forme elementare constau dintr-un singur atom și de asemenea pentru atomii a căror formă elementară este diatomică sau poliatomică.

De exemplu, Al_(S) și Cl₂ au un număr de oxidare de 0, deoarece ele sunt în forma elementară fără combinare.
Rețineți că forma elementară a sulfului, S₈ (sau octosulfură), deși este neregulată, 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 un număr de oxidare egal cu cel al încărcării lor. Acest lucru este valabil pentru ionii care nu sunt legați de nici un alt element și de cei care fac parte dintr-un compus ionic.

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

Cl ion continuă să aibă un număr de oxidare de -1 atunci când face parte din compusul de NaCI. Deoarece ionul Na, prin definiție, are o încărcătură 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, rețineți că sunt posibile numere multiple de oxidare. Multe elemente metalice au mai mult de o încărcare. De exemplu, fierul metalic (Fe) poate fi un ion cu o sarcină de +2 sau +3. Acuzația de ioni metalici (și, prin urmare, numerele lor de oxidare) poate fi determinată luând în considerare sarcina celorlalți atomi în formă de compus sau atunci când sunt scrise într-un text, observând notațiile în cifre romane (ca în teză, "Ionul de fier (III) are o încărcătură de +3").

De exemplu, să examinăm un compus care conține ionul de metal aluminiu. Compusul AlCl₃ are o taxă medie 0. După cum știm că ionii de Cl au o sarcină de -1 și sunt 3 ioni Cl din compus, ion Al trebuie să aibă o sarcină de 3 la sarcina medie a tuturor ionilor adăugați 0. Prin urmare, numărul de oxidare al lui Al este +3.

Imaginea intitulată Găsiți numerele de oxidare Pasul 4

Atribuie un număr de oxidare de la -2 la oxigen (cu excepția). în aproape toate cazurile, atomii de oxigen au un număr de oxidare de -2. Există câteva excepții de la această regulă:

Atunci când oxigenul este în starea sa elementară (O₂), numărul său de oxidare este 0, așa cum este cu toți atomii elementari.

Atunci când oxigenul face parte din a peroxidul, numărul său de oxidare este -1. Peroxizii sunt o clasă de compuși care conțin o legătură simplă oxigen-oxigen (sau anionul peroxidic O)₂). De exemplu, în molecula H₂O₂ (peroxid de hidrogen), oxigenul are un număr de oxidare (și o încărcătură) de -1.

Atunci când oxigenul este legat de fluor, numărul său de oxidare este +2. Citiți regulile de fluor mai târziu 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 se modifică numai în cazuri excepționale. În general, hidrogenul are un număr de oxidare de +1 (cu excepția cazului în care, după cum sa menționat mai sus, este în forma sa elementară, H₂). Cu toate acestea, în cazul special al compușilor hidruri, hidrogenul are un număr de oxidare de -1.

De exemplu, în H₂Sau știm că hidrogenul are un număr de oxidare de +1 deoarece oxigenul are o încărcătură de -1 și avem nevoie de 2 încărcări +1 pentru încărcarea totală a compusului să fie zero. Cu toate acestea, în hidrură de sodiu, NaH, hidrogenul are un număr de oxidare -1, deoarece ionul Na are o încărcătură de +1 și, pentru sarcina totală a compusului fiind 0, sarcina (și, prin urmare, numărul de oxidare) trebuie să fie -1.

Imaginea intitulată Găsiți numerele de oxidare Pasul 6

fluor are întotdeauna un număr de oxidare de -1. După cum sa menționat mai sus, numerele de oxidare ale anumitor elemente pot varia în funcție de diferiți factori (ioni metalici, atomi de oxigen în peroxizi etc.). Fluorul are totuși un număr de oxidare de -1, care nu se schimbă niciodată. Acest lucru se datorează faptului că fluorul este elementul cel mai electronegativ sau, cu alte cuvinte, elementul are mai puține șanse de a furniza unii din propriii săi electroni și cel care are mai multe șanse de a lua un electron de la un alt atom. Prin urmare, sarcina dvs. nu se modifică.

Imaginea intitulată Găsiți numerele de oxidare Pasul 7

Setează numărul de oxidare al unui compus egal cu sarcina sa. Suma numerelor de oxidare ale tuturor atomilor unui compus trebuie să aibă aceeași valoare ca și încărcarea compusului. De exemplu, dacă un compus este neîncărcată, suma numerelor de oxidare ale atomilor trebuie să fie dacă compusul 0- este un -1 încărcat ion poliatomic, numerele de oxidare sunt adăugați -1, etc.

Aceasta este o modalitate bună de a vă verifica activitatea, dacă oxidarea compusului dvs. nu este egală cu sarcina compusului, atunci puteți ști că ați atribuit un număr (sau mai multe) incorect.

Partea 2
Atribuiți numere atomilor fără a utiliza reguli de numere de oxidare

Imaginea intitulată Găsiți numerele de oxidare Pasul 8

Găsiți atomi cărora nu li se aplică regulile numerelor de oxidare. Unii atomi nu au reguli specifice despre numerele de oxidare pe care le pot obține. Dacă atomul dvs. nu apare în regulile descrise mai sus și nu sunteți sigur care este sarcina acestuia (de exemplu, dacă face parte dintr-un compus mare și nu sunt afișate taxele individuale), puteți găsi numărul său de oxidare prin procesul de eliminare. În primul rând, trebuie să determinați oxidarea celorlalți atomi ai compusului, apoi pur și simplu să rezolvați atomul necunoscut pe baza încărcării totale a compusului.

De exemplu, în compusul Na₂SW₄, încărcarea sulfului (S) nu este cunoscută (nu este în forma sa elementară, deci nu este 0, dar asta este tot ce știm). Acesta este un candidat bun pentru această metodă algebrică de determinare a numărului de oxidare.

Imaginea intitulată Găsiți numerele de oxidare Pasul 9

Găsiți numărul cunoscut de oxidare al celorlalte elemente ale compusului. Folosind regulile pentru atribuirea numerelor de oxidare, atribuiți numere de oxidare celorlalți atomi ai compusului. Rămâneți acordat pentru cazuri excepționale pentru O, H, etc.

În Na₂SW₄, știm că, pe baza regulilor, ionul Na are o încărcătură (și, prin urmare, un număr de oxidare) de +1, iar atomii de oxigen au un număr de oxidare de -2.

Imaginea intitulată Găsiți numerele de oxidare Pasul 10

Multiplicați numărul fiecărui atom cu numărul său de oxidare. Acum, când știm numerele de oxidare ale tuturor atomilor, cu excepția necunoscutului, trebuie să ne amintim că unii dintre acești atomi pot să apară de mai multe ori. Multiplicați coeficientul numeric al fiecărui atom (scris în indici după simbolul chimic al atomului din compus) prin numărul său de oxidare.

În Na₂SW₄, știm că există 2 atomi de Na și 4 atomi de O. Trebuie să înmulțim de 2 ori +1, oxidarea lui Na, pentru a obține 2 și pentru a înmulți de 4 ori -2, oxidarea lui O, pentru a obține -8.

Imaginea intitulată Găsiți numerele de oxidare Pasul 11

Adăugați rezultatele. Adăugați rezultatele produselor vă oferă numărul de oxidare al compusului fără a lua în considerare numărul de oxidare al atomului pe care nu-l cunoașteți.

În exemplul nostru Na₂SW₄, 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 necunoscut de oxidare folosind algebra simplă. Setați o ecuație care are răspunsul din pasul anterior adăugat la numărul de oxidare necunoscut egal cu sarcina totală a compusului. Cu alte cuvinte: (Suma numerelor de oxidare cunoscute) + (numărul de oxidare necunoscut pe care doriți să-l obțineți) = (încărcare componentă).

În exemplul nostru Na₂SW₄ trebuie să găsim soluția în felul următor:

(Suma numerelor de oxidare cunoscute) + (numărul de oxidare necunoscut pe care doriți să-l obțineți) = (încărcarea componentei)

-6 + S = 0

S = 0 + 6

S = 6. S are un număr de oxidare 6 în Na₂SW₄.

sfaturi

Într-un compus, suma numerelor de oxidare trebuie să fie egal cu 0. Dacă există un ion având doi atomi, de exemplu, suma numerelor de oxidare trebuie să fie egală cu sarcina ionică.
Este foarte util să știți cum să citiți tabelul periodic al elementelor și unde sunt localizate metalele și nemetalele.
Atomii în forma lor elementară au întotdeauna un număr de oxidare 0. Un ion monatomic are un număr de oxidare egal cu sarcina sa. metale din grupa 1A în formă elementară, cum ar fi hidrogenul, litiu și sodiu, au un număr de oxidare + 1- metale din grupa 2A, în forma sa elementară, cum ar fi magneziu și calciu, au un număr de oxidare +2. Ambele hidrogen și oxigen au posibilitatea de a lua 2 numere diferite de oxidare în funcție de elementele la care sunt legate.
Va fi util să vă amintiți următoarele puncte atunci când stabiliți diferența dintre oxidare și reducere:

Oxidarea pierde (electroni), victorii de reducere (electroni).
Pierderea electronilor = oxidarea - creșterea electronilor = reducerea.
Atomii metalelor au tendința de a pierde electroni pentru a forma ioni pozitivi (oxidare).
Atomii nemetalilor tind să obțină electroni pentru a forma ioni negativi (reducere).
Ionii existenți pot, de asemenea, să câștige sau să-și piardă electronii pentru a deveni un ion cu o încărcătură diferită sau un atom cu o încărcătură neutră.