Cum să găsiți numărul de oxidare: 12 pași (cu imagini)

2024 Autor: Jason Gerald | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-15 08:22

În chimie, termenii oxidare și reducere se referă la reacții în care un atom (sau grup de atomi), succesiv, pierde sau câștigă electroni. Un număr de oxidare este un număr atribuit unui atom (sau grup de atomi) care îi ajută pe chimiști să urmărească câți electroni sunt disponibili pentru transfer și dacă un reactant dat este oxidat sau redus într-o reacție. Procesul de atribuire a numerelor de oxidare atomilor poate varia de la foarte ușor la destul de complex, pe baza sarcinii din atom și a compoziției chimice a moleculelor care alcătuiesc atomul. Pentru a face lucrurile mai complicate, unii atomi au mai mult de un număr de oxidare. Din fericire, determinarea numărului de oxidare se face cu reguli clare și ușor de urmat, deși o cunoaștere a chimiei de bază și a algebrei va face mult mai ușoară explicarea acestor reguli.

Etapa

Metoda 1 din 2: Determinarea numărului de oxidare pe baza reglementărilor chimice

Pasul 1. Determinați dacă substanțele în cauză sunt elemente

Atomii elementelor libere au întotdeauna un număr de oxidare de 0. Acest lucru se aplică atomilor a căror formă elementară constă dintr-un singur atom, precum și atomilor a căror formă elementară este diatomică sau poliatomică.

• De exemplu, atât Al_(s) precum și Cl₂ au un număr de oxidare de 0 deoarece sunt forme de elemente care nu sunt legate de alte elemente.
• Rețineți că forma elementară Sulphur, S₈, sau octasulfur, deși anormal, are și un număr de oxidare de 0.

Pasul 2. Determinați dacă substanțele în cauză sunt ioni

Ionii au același număr de oxidare ca și sarcina lor. Acest lucru este valabil pentru ioni care nu sunt legați de alte elemente, precum și pentru ioni care fac parte din compuși ionici.

• De exemplu, ionul Cl^- are un număr de oxidare de -1.
• Ionul Cl are încă un număr de oxidare de -1 când Cl face parte din compusul NaCl. Deoarece ionul Na, prin definiție, are o sarcină de +1, știm că ionul Cl are o sarcină de -1, deci numărul de oxidare rămâne -1.

Pasul 3. Recunoașteți că ionii metalici pot avea stări de oxidare multiple

Multe elemente metalice au mai mult de o încărcare. De exemplu, fierul metalic (Fe) poate fi un ion cu o încărcare de +2 sau +3. Sarcina unui ion metalic (și, prin urmare, numărul său de oxidare) poate fi determinată, fie în termeni de sarcini ale celorlalți atomi constitutivi din compus, fie, atunci când este scrisă în formă de text în notație cu cifre romane (ca în propoziție, ionul fier (III) are o sarcină de + 3.).

De exemplu, să examinăm un compus care conține ionul metalic aluminiu. Compus AlCl₃ are o sarcină globală de 0. Deoarece știm că ionul Cl^- are o încărcare de -1 și există 3 ioni de Cl^- în compus, ionul Al trebuie să aibă o sarcină de +3, astfel încât sarcina totală a tuturor ionilor să fie 0. Astfel, numărul de oxidare al lui Al este +3.

Pasul 4. Alocați numărul de oxidare de -2 oxigenului (fără excepție)

În aproape toate cazurile, atomul de oxigen are un număr de oxidare de -2. Există câteva excepții de la această regulă:

• Când oxigenul este în forma sa elementară (O₂), numărul de oxidare este 0, deoarece aceasta este regula pentru toți atomii elementului.
• Când oxigenul face parte dintr-un peroxid, numărul său de oxidare este -1. Peroxizii sunt o clasă de compuși care conțin legături simple oxigen-oxigen (sau anionul peroxid O₂^-2). De exemplu, în molecula H.₂O₂ (peroxid de hidrogen), oxigenul are un număr de oxidare (și sarcină) de -1. De asemenea, atunci când oxigenul face parte din superoxid, numărul său de oxidare este -0,5.
• Când oxigenul este legat de fluor, numărul său de oxidare este +2. Pentru mai multe informații, consultați reglementările privind fluorul de mai jos. Eu nu₂F₂), numărul său de oxidare este +1.

Pasul 5. Alocați numărul de oxidare +1 la hidrogen (fără excepție)

La fel ca oxigenul, numărul de oxidare al hidrogenului este un caz special. În general, hidrogenul are un număr de oxidare de +1 (cu excepția, ca mai sus, în forma sa elementară, H₂). Cu toate acestea, în cazul compușilor speciali numiți hidruri, hidrogenul are un număr de oxidare de -1.

De exemplu, în H₂O, știm că hidrogenul are un număr de oxidare de +1, deoarece oxigenul are o sarcină de -2 și trebuie să avem nevoie de o sarcină de 2 + 1 pentru a face sarcina compusului zero. Cu toate acestea, în hidrura de sodiu, NaH, hidrogenul are un număr de oxidare de -1 deoarece sarcina de pe ion are o sarcină de +1, iar pentru suma sarcinilor de pe compus să fie zero, sarcina de hidrogen (și, prin urmare, numărul de oxidare) trebuie să fie -1.

Pasul 6. Fluorul are întotdeauna un număr de oxidare de -1

După cum sa menționat mai sus, numărul de oxidare al anumitor elemente poate diferi din cauza mai multor factori (ioni metalici, atomi de oxigen din peroxizi etc.) Cu toate acestea, fluorul are un număr de oxidare de -1, care nu se schimbă niciodată. Acest lucru se datorează faptului că fluorul este cel mai electronegativ element - cu alte cuvinte, este elementul care este cel mai puțin probabil să renunțe la electronii săi și cel mai probabil să preia atomii altor elemente. Astfel, taxa nu se schimbă.

Pasul 7. Faceți numărul de oxidare din compus egal cu sarcina de pe compus

Numerele de oxidare ale tuturor atomilor dintr-un compus trebuie să fie egale cu sarcina de pe compus. De exemplu, dacă un compus nu are nicio sarcină, numărul de oxidare al fiecărui atom trebuie să adune la zero; dacă compusul este un ion poliatomic cu o sarcină de -1, numărul de oxidare trebuie să fie de -1, etc.

Acesta este un mod bun de a-ți verifica munca - dacă numerele de oxidare din compusul tău nu se adaugă la taxa pe compusul tău, știi că ai stabilit unul sau mai multe dintre numerele de oxidare greșite

Metoda 2 din 2: Atribuirea numerelor atomilor fără o regulă privind numărul de oxidare

Pasul 1. Găsiți atomii fără regula numărului de oxidare

Unii atomi nu au reguli specifice cu privire la numerele de oxidare. Dacă atomul dvs. nu apare în regulile de mai sus și nu sunteți sigur care este sarcina acestuia (de exemplu, dacă atomii fac parte dintr-un compus mai mare și, prin urmare, nu prezintă sarcinile lor respective), puteți găsi atomul numărul de oxidare printr-un proces de eliminare. Mai întâi veți determina starea de oxidare a tuturor atomilor din compus, apoi veți rezolva atomii necunoscuți numai pe baza sarcinii totale a compusului.

De exemplu, în compusul Na₂ASA DE₄, sarcina de sulf (S) este necunoscută - atomul nu este în formă elementară, deci numărul său de oxidare nu este 0, dar asta este tot ce știm. Acesta este un bun exemplu al acestui mod algebric de determinare a numărului de oxidare.

Pasul 2. Găsiți numărul de oxidare cunoscut al altor elemente din compus

Folosind regulile de atribuire a numerelor de oxidare, determinați numerele de oxidare ale celorlalți atomi din compus. Aveți grijă la cazuri speciale precum O, H etc.

Inna₂ASA DE₄, știm că, conform regulilor noastre, ionul Na are o sarcină (și, astfel, numărul său de oxidare) +1, iar atomul de oxigen are un număr de oxidare de -2.

Pasul 3. Înmulțiți numărul de atomi cu numărul lor de oxidare

Acum, că știm numărul de oxidare al tuturor atomilor noștri, cu excepția necunoscutului, trebuie să luăm în considerare faptul că unii dintre acești atomi pot apărea de mai multe ori. Înmulțiți fiecare număr de coeficient al fiecărui atom (scris mai jos mai jos după simbolul chimic al atomului din compus) cu numărul său de oxidare.

Inna₂ASA DE₄, știm că există 2 atomi de Na și 4 atomi de O. Vom înmulți 2 × +1, numărul de oxidare al Na, pentru a obține răspunsul 2 și vom înmulți 4 × -2, numărul de oxidare O, pentru a obține răspunsul -8.

Pasul 4. Adăugați rezultatele

Adăugarea produsului înmulțirii dvs. vă va oferi numărul de oxidare al compusului fără a calcula numărul de oxidare necunoscut al atomului dvs.

În exemplul Na₂ASA DE₄ noi, vom adăuga 2 până la -8 pentru a obține -6.

Pasul 5. Calculați numărul de oxidare necunoscut pe baza sarcinii compusului

Acum, aveți tot ce aveți nevoie pentru a găsi numere de oxidare necunoscute folosind algebră simplă. Creați o ecuație: răspunsul dvs. la pasul anterior, plus numărul de oxidare necunoscut este egal cu încărcătura totală a compusului. Cu alte cuvinte: (Cantitatea numărului de oxidare cunoscut) + (numărul de oxidare necunoscut, care este căutat) = (încărcarea compusului).

• În exemplul Na₂ASA DE₄ noi, o vom rezolva astfel:

  • (suma numărului de oxidare cunoscut) + (numărul de oxidare necunoscut, care este căutat) = (încărcarea compusului)
  • -6 + S = 0
  • S = 0 + 6

  • S = 6. S are un număr de oxidare

    Pasul 6. Inna₂ASA DE₄.

sfaturi

• Atomii în formă elementară au întotdeauna un număr de oxidare de 0. Un ion monatomic are un număr de oxidare egal cu sarcina sa. Metalul 1A în forma sa elementară, cum ar fi hidrogen, litiu și sodiu, are un număr de oxidare de +1; Metalele 2A sub formă elementară, cum ar fi magneziul și calciul, au un număr de oxidare de +2. Atât hidrogenul, cât și oxigenul au două stări de oxidare diferite, care pot depinde de legătură.
• Într-un compus, suma tuturor numerelor de oxidare trebuie să fie egală cu 0. Dacă un ion are 2 atomi, de exemplu, suma numerelor de oxidare trebuie să fie egală cu sarcina de pe ion.
• Este foarte util să știți cum să citiți tabelul periodic al elementelor și localizarea metalelor și nemetalelor.