Izračunajte oksidacijsko število snovi

Vsebina

Stopati
Del 1 od 2: Dodeljevanje oksidacijskih števil na podlagi kemijskih pravil
Del 2 od 2: Dodeljevanje števil atomom brez pravil za oksidacijska števila
Nasveti
Nujnosti

V kemiji izraza "oksidacija" in "redukcija" pomenita tiste reakcije, pri katerih atom (ali skupina atomov) izgubi ali pridobi elektrone. Oksidacijske številke so številke, dodeljene atomom (ali skupinam atomov), da kemikom pomagajo nadzorovati, koliko elektronov je na voljo za izpodrivanje in ali dani reaktanti med reakcijo oksidirajo ali zmanjšajo. Postopek dodeljevanja oksidacijskih števil atomom je lahko od zelo enostavnega do bolj zapletenega, odvisno od naboja atomov in kemijske sestave molekul, katerih del so. Da bi bile stvari bolj zapletene, imajo lahko nekateri atomi več oksidacijskih števil. Na srečo dodelitev oksidacijskih števil urejajo jasno določena in enostavna pravila, a osnovno razumevanje kemije in algebre bo olajšalo uporabo teh pravil.

Stopati

Del 1 od 2: Dodeljevanje oksidacijskih števil na podlagi kemijskih pravil

Ugotovite, ali je zadevna snov elementarna. Prosti, nevezani atomi imajo vedno oksidacijsko število 0. To velja tako za atome, ki jih sestavlja en sam atom, kot za atome, katerih elementarna oblika je dvoatomska ali večatomska.
- Na primer Al_(s) in Cl₂ oba imata oksidacijsko število 0, ker nista sestavljena atoma.
- Upoštevajte, da žveplo v svoji osnovni obliki S.₈ (okta žveplo), čeprav je neredno, ima tudi oksidacijsko število 0.
Ugotovite, ali je zadevna snov ion. Ioni imajo oksidacijska števila enaka naboju. To velja tako za nevezane ione kot za ione, ki so del sestavljenega iona.
- Na primer, ion Cl ima oksidacijsko število -1.
- Cl ion še vedno oksidacijsko število -1, če je del spojine NaCl. Ker ima ion Na po definiciji naboj +1, vemo, da ima ion Cl naboj -1, tako da je oksidacijsko število še vedno -1.
V primeru kovinskih ionov je dobro vedeti, da je možnih več oksidacijskih števil. Veliko kovin ima lahko več kot en pristanek. Na primer, kovinsko železo (Fe) je lahko ion z nabojem +2 ali +3. naboj kovinskih ionov (in s tem njihova oksidacijska števila) lahko določimo glede na naboj drugih atomov, v sestavi katerih so, ali, če so napisani kot besedilo, z zapisom z rimskimi številkami (na primer v stavek: "Železov (III) ion ima naboj +3.").
- Na primer, poglejmo si podrobneje spojino, ki vsebuje aluminijev ion. Spojina AlCl₃ ima naboj 0. Ker vemo, da imajo ioni Cl naboj -1 in so v spojini prisotni ioni 3 Cl, mora imeti ion Al naboj +3, tako da je naboj vseh seštevanih ionov 0. Torej je oksidacijsko število Al +3.
Kisiku (z izjemami) dodelite oksidacijsko število -2. V skoraj v vseh primerih imajo atomi kisika oksidacijsko število -2. To pravilo ima nekaj izjem:
- Ko je kisik v osnovnem stanju (O₂), potem je oksidacijsko število enako 0, kar velja za vse osnovne atome.
- Ko je kisik del peroksid, potem je oksidacijsko število -1. Peroksidi so razred spojin, ki imajo kisikovo-kisikovo vez (ali peroksidni anion O₂). Na primer v molekuli H₂O₂ (vodikov peroksid) ima kisik oksidacijsko število (in naboj) -1. Ko je kisik del superoksida, je oksidacijsko število -0,5.
- Ko je kisik vezan na fluor, je oksidacijsko število +2. Za več informacij glejte spodnje pravilo fluor. Jaz ne₂F.₂) to je +1.
Vodiku dodelite oksidacijsko število +1 (z izjemami). Tako kot pri kisiku je tudi oksidacijsko število vodika odvisno od izjemnih primerov. Na splošno ima vodik oksidacijsko število +1 (razen v elementarni obliki, H.₂). Toda v primeru posebne spojine, imenovane hibridi, ima vodik oksidacijsko število -1.
- Na primer iz H₂Oh, vemo, da ima vodik oksidacijsko število +1, ker ima kisik naboj -2 in potrebujemo 2 +1 naboja, da dobimo spojino s celotnim nabojem nič. Toda s snovjo natrijev hidrid, NaH, ima vodik oksidacijsko število -1, ker ima Na ion naboj +1 in, da je skupni naboj spojine 0, ima vodik naboj (in s tem oksidacijsko število) -1.
Fluor nenehno oksidacijsko število -1. Kot je navedeno zgoraj, se lahko oksidacijska številka nekaterih elementov razlikuje zaradi različnih dejavnikov (kovinski ioni, atomi kisika v peroksidih itd.). Po drugi strani ima fluor oksidacijsko število -1 in to se nikoli ne spremeni. To je zato, ker je fluor najbolj elektronegativni element, ali z drugimi besedami, element je tisti, ki se je najmanj pripravljen odpovedati elektronom in najverjetneje prevzeti elektrone od drugih atomov. Zato se oksidacijsko število ne bo spremenilo.
Oksidacijska števila v spojini so enaka naboju spojine. Oksidacijska števila vseh atomov v spojini so enaka naboju te spojine. Če na primer spojina nima naboja, bo vsota vseh oksidacijskih števil enaka nič; če je spojina polikatni ion z nabojem -1, morajo biti dodana oksidacijska števila -1 itd.
- To je dober način, da preverite svoj odgovor - če seštevana oksidacijska števila spojine niso enaka naboju te spojine, potem veste, da ste naredili napako.

Del 2 od 2: Dodeljevanje števil atomom brez pravil za oksidacijska števila

Poiščite atome brez pravil oksidacijskega števila. Nekateri atomi ne upoštevajo pravil za iskanje oksidacijskih števil. Če atom ne ustreza zgornjim pravilom in niste prepričani, kakšen je njegov naboj (če je na primer del večje spojine, tako da posamezni naboj ni znan), lahko oksidacijsko število tega atoma poiščete z izločanje. Najprej določite, kakšna je oksidacija vseh drugih atomov v spojini. Nato v enačbi rešite vsoto neznanega na podlagi skupnega naboja spojine.
- Na primer v spojini Na₂Torej₄, naboj žvepla (S) ni znan - ni v svoji osnovni obliki, torej ni 0, toda to je vse, kar vemo. To je dober kandidat za uporabo te metode za določanje oksidacijskega števila algebarsko.
Določite znana oksidacijska števila drugih elementov v spojini. S pomočjo pravil o dodeljevanju oksidacijskih števil določimo, katera oksidacijska števila imajo drugi atomi v spojini. Zavedajte se izjem, kot so O, H itd.
- V Na₂Torej₄, na podlagi naših pravil vemo, da ima Na ion naboj (in s tem oksidacijsko število) +1 in da imajo atomi kisika oksidacijska števila -2.
Pomnožite število vsakega atoma z oksidacijskim številom. Zdaj, ko poznamo oksidacijska števila vseh atomov, razen neznanih, bomo morali upoštevati, da se lahko nekateri od teh atomov pojavijo večkrat. Vsak koeficient (zapisan v podpisu za simbolom atoma v spojini) pomnožimo z oksidacijskim številom.
- Kar zadeva Na₂Torej₄vemo, da obstajata 2 atoma Na in 4 O atoma. Zdaj naredimo naslednji izračun, 2 × +1, da dobimo oksidacijsko število Na, 2, in pomnožimo 4 × -2, oksidacijsko število O, -8.
Seštejte rezultate. Če prištejemo rezultate teh množenj, dobimo oksidacijsko število spojine, brez ob upoštevanju oksidacijskega števila neznanega atoma.
- V našem primeru z Na₂Torej₄, dodamo 2 na -8, da dobimo -6.
Izračunajte neznano oksidacijsko število na podlagi naboja spojine. Zdaj imate na voljo vse podatke za iskanje neznanega oksidacijskega števila s pomočjo preproste algebre. Uporabili bomo enačbo in odgovor iz prejšnjega koraka, plus naboj spojine. Z drugimi besedami: (Vsota neznanih oksidacijskih števil) + (neznana oksidacijska številka, ki jo želite vedeti) = (naboj spojine).
- Na primeru Na₂Torej₄, to rešimo na naslednji način:
  - (Vsota znanih oksidacijskih števil) + (neznana oksidacijska številka, ki jo želite rešiti) = (naboj spojine)
  - -6 + S = 0
  - S = 0 + 6
  - S = 6. S ima oksidacijsko število oz 6 v Na₂Torej₄.

Nasveti

Atomi v svoji osnovni obliki imajo vedno oksidacijsko število 0. Ion, ki je sestavljen iz 1 atoma, ima oksidacijsko število enako naboju. Kovine skupine 1A, kot so vodik, litij in natrij, imajo oksidacijsko število +1; Kovine skupine 2A, kot sta magnezij in kalcij, imajo oksidacijsko število +2. Vodik in kisik imata lahko dve različni oksidacijski številki, odvisno od njihove vezi.
V spojini mora biti vsota vseh oksidacijskih števil enaka 0. Če je ion z dvema atomoma, mora biti vsota oksidacijskih števil enaka naboju iona.
Zelo koristno je vedeti, kako brati periodni sistem in kje najti kovine in nekovine.