Kako pronaći oksidacijski broj: 12 koraka (sa slikama)

2024 Autor: Jason Gerald | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-15 08:16

U kemiji se pojmovi oksidacija i redukcija odnose na reakcije u kojima atom (ili skupina atoma) uzastopno gubi ili dobiva elektrone. Oksidacijski broj je broj dodijeljen atomu (ili skupini atoma) koji pomaže kemičarima pratiti koliko je elektrona dostupno za prijenos i je li dati reaktant oksidirao ili reduciran u reakciji. Proces dodjeljivanja oksidacijskih brojeva atomima može varirati od vrlo lakih do prilično složenih, na temelju naboja u atomu i kemijskog sastava molekula koje čine atom. Da stvar bude kompliciranija, neki atomi imaju više od jednog oksidacijskog broja. Srećom, određivanje oksidacijskog broja vrši se pravilima koja su jasna i laka za slijediti, iako će poznavanje osnovne kemije i algebre znatno olakšati objašnjenje ovih pravila.

Korak

Metoda 1 od 2: Određivanje oksidacijskog broja na temelju kemijskih propisa

Korak 1. Utvrdite jesu li dotične tvari elementi

Atomi slobodnih elemenata uvijek imaju oksidacijski broj 0. To se odnosi na atome čiji se elementarni oblik sastoji od jednog atoma, kao i atome čiji je elementarni oblik dvoatomni ili poliatomski.

• Na primjer, oba Al_(s) kao i Cl₂ imaju oksidacijski broj 0 jer su oblici elemenata koji nisu vezani za druge elemente.
• Imajte na umu da elementarni oblik Sumpor, S₈, ili oktasulfur, iako nenormalan, također ima oksidacijski broj 0.

Korak 2. Utvrdite jesu li dotične tvari ioni

Ioni imaju isti oksidacijski broj kao i njihov naboj. To vrijedi za ione koji nisu vezani za druge elemente, kao i za ione koji su dio ionskih spojeva.

• Na primjer, ion Cl^- ima oksidacijski broj -1.
• Cl ion još uvijek ima oksidacijski broj -1 kada je Cl dio spoja NaCl. Budući da ion Na, po definiciji, ima naboj +1, znamo da ion Cl ima naboj -1, pa oksidacijski broj ostaje -1.

Korak 3. Prepoznajte da ioni metala mogu imati više oksidacijskih stanja

Mnogi metalni elementi imaju više od jednog punjenja. Na primjer, metalno željezo (Fe) može biti ion s nabojem +2 ili +3. Naboj metalnog iona (a time i njegov oksidacijski broj) može se odrediti, bilo u smislu naboja drugih sastavnih atoma u spoju, bilo, kad je zapisan u tekstualnom obliku rimskim brojevima (kao u rečenici, ion željeza (III) ima naboj + 3.).

Na primjer, ispitajmo spoj koji sadrži metalni ion aluminij. Spoj AlCl₃ ima ukupni naboj 0. Budući da znamo da je ion Cl^- ima naboj -1 i postoje 3 Cl. iona^- u spoju ion Al mora imati naboj +3 tako da ukupni naboj svih iona bude 0. Dakle, oksidacijski broj Al je +3.

Korak 4. Dodijelite kisik oksidacijskom broju -2 (bez iznimke)

U gotovo svim slučajevima atom kisika ima oksidacijski broj -2. Postoje neke iznimke od ovog pravila:

• Kad je kisik u svom elementarnom obliku (O₂), oksidacijski broj je 0, jer je to pravilo za sve atome elementa.
• Kada je kisik dio peroksida, njegov oksidacijski broj je -1. Peroksidi su klasa spojeva koji sadrže pojedinačne veze kisik-kisik (ili peroksidni anion O₂^-2). Na primjer, u molekuli H.₂O.₂ (vodikov peroksid), kisik ima oksidacijski broj (i naboj) -1. Također, kada je kisik dio superoksida, njegov oksidacijski broj je -0,5.
• Kad je kisik vezan za fluor, njegov oksidacijski broj je +2. Za više informacija pogledajte dolje odredbe o fluoru. U (O.₂Ž₂), njegov oksidacijski broj je +1.

Korak 5. Dodijelite vodiku oksidacijski broj +1 (bez iznimke)

Kao i kisik, oksidacijski broj vodika poseban je slučaj. Općenito, vodik ima oksidacijski broj +1 (osim, kao što je gore navedeno, u svom elementarnom obliku, H₂). Međutim, u slučaju posebnih spojeva koji se nazivaju hidridi, vodik ima oksidacijski broj -1.

Na primjer, u H₂O, znamo da vodik ima oksidacijski broj +1 jer kisik ima naboj -2 i trebamo naboj 2 +1 da bi naboj spoja bio nula. Međutim, u natrijevom hidridu, NaH, vodik ima oksidacijski broj -1 jer naboj na ion ima naboj +1, a da zbroj naboja na spoju bude nula, vodikov naboj (a time i njegov oksidacijski broj) mora biti -1.

Korak 6. Fluor uvijek ima oksidacijski broj -1

Kao što je gore navedeno, oksidacijski brojevi pojedinih elemenata mogu se razlikovati zbog nekoliko čimbenika (ioni metala, atomi kisika u peroksidima itd.) Međutim, fluor ima oksidacijski broj -1, koji se nikada ne mijenja. To je zato što je fluor najelektronegativniji element - drugim riječima, element je koji će najvjerojatnije odustati od svojih elektrona i najvjerojatnije će uzeti atome drugih elemenata. Dakle, naplata se ne mijenja.

Korak 7. Učinite oksidacijski broj u spoju jednakim naboju na spoju

Oksidacijski brojevi svih atoma u spoju moraju biti jednaki naboju na spoju. Na primjer, ako spoj nema naboj, oksidacijski broj svakog atoma mora se zbrajati do nule; ako je spoj poliatomski ion s nabojem -1, oksidacijski broj mora dodati do -1 itd.

Ovo je dobar način da provjerite svoj rad - ako se oksidacijski brojevi u vašem spoju ne zbrajaju s nabojem na vašem spoju, znate da ste postavili jedan ili više pogrešnih oksidacijskih brojeva

Metoda 2 od 2: Dodjeljivanje brojeva atomima bez pravila oksidacijskog broja

Korak 1. Pronađite atome bez pravila oksidacijskog broja

Neki atomi nemaju posebna pravila o oksidacijskim brojevima. Ako se vaš atom ne pojavljuje u gornjim pravilima i niste sigurni koliki mu je naboj (na primjer, ako su atomi dio većeg spoja i stoga ne pokazuju svoje naboje), možete pronaći atome oksidacijski broj postupkom eliminacije. Prvo ćete odrediti oksidacijsko stanje svih atoma u spoju, zatim ćete riješiti samo nepoznate atome na temelju ukupnog naboja spoja.

Na primjer, u spoju Na₂TAKO₄, naboj sumpora (S) je nepoznat - atom nije u elementarnom obliku, pa njegov oksidacijski broj nije 0, ali to je sve što znamo. Ovo je dobar primjer ovog algebarskog načina određivanja oksidacijskog broja.

Korak 2. Pronađite poznate oksidacijske brojeve drugih elemenata u spoju

Koristeći pravila za dodjeljivanje oksidacijskih brojeva, odredite oksidacijske brojeve drugih atoma u spoju. Pazite na posebne slučajeve poput O, H itd.

U Na₂TAKO₄, znamo da, prema našim pravilima, ion Na ima naboj (a time i svoj oksidacijski broj) +1, a atom kisika ima oksidacijski broj -2.

Korak 3. Pomnožite broj atoma s njihovim oksidacijskim brojem

Sada kada znamo oksidacijske brojeve svih naših atoma osim nepoznatih, moramo uzeti u obzir činjenicu da se neki od tih atoma mogu pojaviti više puta. Pomnožite svaki broj koeficijenta svakog atoma (napisan malim dolje iza kemijskog simbola atoma u spoju) njegovim oksidacijskim brojem.

U Na₂TAKO₄, znamo da postoje 2 atoma Na i 4 atoma O. Pomnožit ćemo 2 × +1, oksidacijski broj Na, kako bismo dobili odgovor 2, a množit ćemo 4 × -2, oksidacijski broj O, kako bismo dobili odgovor -8.

Korak 4. Zbrojite rezultate

Dodavanjem umnožaka vašeg množenja dobit ćete oksidacijski broj spoja bez izračunavanja nepoznatog oksidacijskog broja vašeg atoma.

U primjeru Na₂TAKO₄ mi ćemo dodati 2 sa -8 da bismo dobili -6.

Korak 5. Izračunajte nepoznati oksidacijski broj na temelju naboja spoja

Sada imate sve što vam je potrebno da pomoću jednostavne algebre pronađete nepoznate oksidacijske brojeve. Napravite jednadžbu: vaš odgovor u prethodnom koraku, plus nepoznati oksidacijski broj jednak je ukupnom naboju spoja. Drugim riječima: (Količina poznatog oksidacijskog broja) + (nepoznati oksidacijski broj, koji se traži) = (naboj spoja).

• U primjeru Na₂TAKO₄ mi ćemo to riješiti na sljedeći način:

  • (zbroj poznatog oksidacijskog broja) + (nepoznati oksidacijski broj, koji se traži) = (naboj spoja)
  • -6 + S = 0
  • S = 0 + 6

  • S = 6. S ima oksidacijski broj

    Korak 6. u Na₂TAKO₄.

Savjeti

• Atomi u elementarnom obliku uvijek imaju oksidacijski broj 0. Monoatomski ion ima oksidacijski broj jednak svom naboju. Metal 1A u svom elementarnom obliku, poput vodika, litija i natrija, ima oksidacijski broj +1; 2A metali u elementarnom obliku, poput magnezija i kalcija, imaju oksidacijski broj +2. I vodik i kisik imaju dva različita oksidacijska stanja koja mogu ovisiti o vezi.
• U spoju zbroj svih oksidacijskih brojeva mora biti jednak 0. Ako ion ima 2 atoma, na primjer, zbroj oksidacijskih brojeva mora biti jednak naboju na ionu.
• Vrlo je korisno znati čitati periodni sustav elemenata i položaj metala i nemetala.