Ako nájsť oxidačné čísla: 12 krokov (s obrázkami)

Obsah:

Ako nájsť oxidačné čísla: 12 krokov (s obrázkami)
Ako nájsť oxidačné čísla: 12 krokov (s obrázkami)

Video: Ako nájsť oxidačné čísla: 12 krokov (s obrázkami)

Video: Ako nájsť oxidačné čísla: 12 krokov (s obrázkami)
Video: Бог говорит: I Will Shake The Nations | Дерек Принс с субтитрами 2024, Marec
Anonim

V chémii sa výrazy „oxidácia“a „redukcia“týkajú reakcií, pri ktorých atóm (alebo skupina atómov) stráca alebo získava elektróny. Oxidačné čísla sú čísla priradené atómom (alebo skupinám atómov), ktoré pomáhajú chemikom sledovať, koľko elektrónov je k dispozícii na prenos a či sú dané reakčné zložky v reakcii oxidované alebo redukované. Proces priradenia oxidačných čísel k atómom sa môže pohybovať od pozoruhodne jednoduchého po trochu komplexný na základe náboja atómov a chemického zloženia molekúl, ktorých sú súčasťou. Aby sa to skomplikovalo, niektoré prvky môžu mať viac ako jedno oxidačné číslo. Našťastie sa priradenie oxidačných čísel riadi dobre definovanými a ľahko dodržateľnými pravidlami, aj keď znalosti základnej chémie a algebry výrazne uľahčia navigáciu v týchto pravidlách.

Kroky

Časť 1 z 2: Priradenie oxidačných čísel na základe chemických pravidiel

Nájdite oxidačné čísla Krok 1
Nájdite oxidačné čísla Krok 1

Krok 1. Zistite, či je daná látka elementárna

Voľné, nekombinované elementárne atómy majú vždy oxidačné číslo 0. To platí pre atómy, ktorých elementárna forma je tvorená osamelým atómom, ako aj pre atómy, ktorých elementárna forma je dvojatómová alebo polyatomická.

  • Napríklad Al(s) a Cl2 obidve majú oxidačné čísla 0, pretože sú v nekombinovaných elementárnych formách.
  • Všimnite si, že elementárna forma síry, S8alebo octasulfur, aj keď je nepravidelný, má tiež oxidačné číslo 0.
Nájdite oxidačné čísla, krok 2
Nájdite oxidačné čísla, krok 2

Krok 2. Zistite, či je príslušnou látkou ión

Ióny majú oxidačné čísla rovnaké ako ich náboj. To platí ako pre ióny, ktoré nie sú viazané na žiadne iné prvky, tak pre ióny, ktoré sú súčasťou iónovej zlúčeniny.

  • Napríklad ión Cl- má oxidačné číslo -1.
  • Cl ión má oxidačné číslo -1, aj keď je súčasťou zlúčeniny NaCl. Pretože Na+ ión, podľa definície, má náboj +1, vieme, že Cl- ión má náboj -1, takže jeho oxidačné číslo je stále -1.
Nájdite oxidačné čísla, krok 3
Nájdite oxidačné čísla, krok 3

Krok 3. Vedzte, že pre ióny kovov sú možné viacnásobné oxidačné čísla

Mnoho kovových prvkov môže mať viac ako jedno nabitie. Kovovým železom (Fe) môže byť napríklad ión s nábojom buď +2 alebo +3. Náboje kovových iónov (a teda oxidačné čísla) možno určiť buď vo vzťahu k nábojom iných atómov v zlúčenine, ktorej sú súčasťou, alebo, ak sú napísané v texte, zápisom rímskej číslice (ako vo vete „ ión železa (III) má náboj +3. “).

Pozrime sa napríklad na zlúčeninu obsahujúcu kovový ión hliníka. Zlúčenina AlCl3 má celkový náboj 0. Pretože vieme, že Cl- ióny majú náboj -1 a sú tam 3 Cl- iónov v zlúčenine, musí mať Al ión náboj +3, aby sa celkový náboj všetkých iónov pridal k 0. Al je oxidačné číslo v tejto zlúčenine +3.

Nájdite oxidačné čísla Krok 4
Nájdite oxidačné čísla Krok 4

Krok 4. K kyslíku priraďte oxidačné číslo -2 (s výnimkami)

Atómy kyslíka majú takmer vo všetkých prípadoch oxidačné čísla -2. Existuje niekoľko výnimiek z tohto pravidla:

  • Keď je kyslík v základnom stave (O.2), jeho oxidačné číslo je 0, ako je to v prípade všetkých elementárnych atómov.
  • Keď je kyslík súčasťou peroxidu, jeho oxidačné číslo je -1. Peroxidy sú triedou zlúčenín, ktoré obsahujú jednoduchú väzbu kyslík-kyslík (alebo peroxidový anión O2-2). Napríklad v molekule H2O2 (peroxid vodíka), kyslík má oxidačné číslo (a náboj) -1.
  • Keď je kyslík súčasťou superoxidu, jeho oxidačné číslo je -1⁄2. Superoxidy obsahujú superoxidový anión O2-.
  • Keď je kyslík viazaný na fluór, jeho oxidačné číslo je +2. Ďalšie informácie nájdete v nižšie uvedenom pravidle fluóru. Existuje však výnimka: v (O2F2), oxidačné číslo kyslíka je +1.
Nájdite oxidačné čísla, krok 5
Nájdite oxidačné čísla, krok 5

Krok 5. Vodíku priraďte oxidačné číslo +1 (s výnimkami)

Rovnako ako kyslík, aj oxidačné číslo vodíka podlieha výnimočným prípadom. Vodík má spravidla oxidačné číslo +1 (pokiaľ, ako je uvedené vyššie, nie je vo svojej elementárnej forme, H.2). Avšak v prípade špeciálnych zlúčenín nazývaných hydridy má vodík oxidačné číslo -1.

Napríklad v H.2O, vieme, že vodík má oxidačné číslo +1, pretože kyslík má náboj -2 a potrebujeme dva +1 náboje, aby sa náboje zlúčeniny sčítali na nulu. V hydride sodnom, NaH, má vodík oxidačné číslo -1, pretože Na+ ión má náboj +1 a aby bol celkový náboj zlúčeniny rovný nule, vodíkový náboj (a teda oxidačné číslo) sa musí rovnať -1.

Nájdite oxidačné čísla, krok 6
Nájdite oxidačné čísla, krok 6

Krok 6. Fluór má vždy oxidačné číslo -1

Ako je uvedené vyššie, oxidačné čísla určitých prvkov sa môžu líšiť v závislosti od niekoľkých faktorov (ióny kovov, atómy kyslíka v peroxidoch atď.) Fluór má však oxidačné číslo -1, ktoré sa nikdy nemení. Je to preto, že fluór je najviac elektronegatívny prvok-inými slovami, je to prvok, ktorý má najmenej pravdepodobné, že sa vzdá akýchkoľvek vlastných elektrónov a s najväčšou pravdepodobnosťou odoberie iný atóm. Preto sa jeho náboj nemení.

Nájdite oxidačné čísla, krok 7
Nájdite oxidačné čísla, krok 7

Krok 7. Nastavte oxidačné čísla v zlúčenine rovnajúce sa náboju zlúčeniny

Oxidačné čísla všetkých atómov v zlúčenine sa musia sčítať s nábojom tejto zlúčeniny. Ak napríklad zlúčenina nemá žiadny náboj, oxidačné čísla všetkých jej atómov sa musia sčítať až na nulu; ak je zlúčeninou polyatomický ión s nábojom -1, oxidačné čísla sa musia sčítať až -1 atď.

Je to dobrý spôsob, ako skontrolovať svoju prácu - ak sa oxidácia vo vašich zlúčeninách nesčítava s nábojom zlúčeniny, viete, že ste jednu alebo viac nesprávne priradili

Časť 2 z 2: Priradenie čísel k atómom bez pravidiel oxidačných čísel

Nájdite oxidačné čísla, krok 8
Nájdite oxidačné čísla, krok 8

Krok 1. Nájdite atómy bez pravidiel oxidačného čísla

Niektoré atómy nemajú špecifické pravidlá pre oxidačné čísla, ktoré môžu mať. Ak sa váš atóm vo vyššie uvedených pravidlách nenachádza a nie ste si istí, aký je jeho náboj (napríklad ak je súčasťou väčšej zlúčeniny, a teda sa nezobrazuje jeho individuálny náboj), môžete nájsť oxidačné číslo atómu podľa postupu. eliminácie. Najprv určíte oxidáciu každého iného atómu v zlúčenine a potom jednoducho vyriešite neznámy stav na základe celkového náboja zlúčeniny.

Napríklad v zlúčenine Na2SO4, náboj síry (S) nie je známy - nie je vo svojej elementárnej forme, takže nie je 0, ale to je všetko, čo vieme. Toto je dobrý kandidát na túto metódu určovania algebraických oxidačných čísel.

Nájdite oxidačné čísla, krok 9
Nájdite oxidačné čísla, krok 9

Krok 2. Nájdite známe oxidačné číslo pre ostatné prvky v zlúčenine

Pomocou pravidiel pre priradenie oxidačného čísla priraďte oxidačné čísla iným atómom v zlúčenine. Dávajte si pozor na všetky výnimočné prípady O, H atď.

V Na2SO4Na základe súboru našich pravidiel vieme, že ión Na má náboj (a teda oxidačné číslo) +1 a že atómy kyslíka majú oxidačné čísla -2.

Nájdite oxidačné čísla, krok 10
Nájdite oxidačné čísla, krok 10

Krok 3. Vynásobte počet každého atómu jeho oxidačným číslom

Teraz, keď poznáme oxidačné číslo všetkých našich atómov okrem neznámeho, musíme vziať do úvahy skutočnosť, že niektoré z týchto atómov sa môžu objaviť viac ako raz. Vynásobte číselný koeficient každého atómu (zapísaný v dolnom indexe za chemickým symbolom atómu v zlúčenine) jeho oxidačným číslom.

V Na2SO4Vieme, že existujú 2 atómy Na a 4 O atómy. Vynásobili by sme 2 × +1, oxidačné číslo Na, aby sme dostali odpoveď 2, a vynásobili by sme 4 × -2, oxidačné číslo O, aby sme dostali odpoveď -8.

Nájdite oxidačné čísla, krok 11
Nájdite oxidačné čísla, krok 11

Krok 4. Pridajte výsledky dohromady

Sčítanie výsledkov vašich násobení poskytne aktuálne oxidačné číslo zlúčeniny bez toho, aby sa zohľadnilo oxidačné číslo vášho neznámeho atómu.

V našom Na2SO4 napríklad by sme pridali 2 až -8, aby sme dostali -6.

Nájdite oxidačné čísla, krok 12
Nájdite oxidačné čísla, krok 12

Krok 5. Vypočítajte neznáme oxidačné číslo na základe náboja zlúčeniny

Teraz máte všetko, čo potrebujete na nájdenie neznámeho oxidačného čísla pomocou jednoduchej algebry. Nastavte rovnicu, v ktorej bude vaša odpoveď z predchádzajúceho kroku plus neznáme oxidačné číslo rovnajúce sa celkovému náboju zlúčeniny. Inými slovami: (súčet známych oxidačných čísel) + (neznáme oxidačné číslo, pre ktoré riešite) = (náboj zlúčeniny).

  • V našom Na2SO4 príklad by sme vyriešili nasledovne:

    • (Súčet známych oxidačných čísel) + (neznáme oxidačné číslo, pre ktoré riešite) = (náboj zlúčeniny)
    • -6 + S = 0
    • S = 0 + 6
    • S = 6. S má oxidačné číslo

      Krok 6. v Na2SO4.

Tipy

  • V zlúčenine sa súčet všetkých oxidačných čísel musí rovnať 0. Ak napríklad existuje ión, ktorý má 2 atómy, súčet oxidačných čísel sa musí rovnať iónovému náboju.
  • Je veľmi užitočné vedieť, ako čítať periodickú tabuľku prvkov a kde sa nachádzajú kovy a nekovy.
  • Atómy vo svojej elementárnej forme majú vždy oxidačné číslo 0. Monatomický ión má oxidačné číslo rovnaké ako jeho náboj. Kovy skupiny 1 v elementárnej forme, ako je vodík, lítium a sodík, majú oxidačné číslo +1; kovy skupiny 2 vo svojej elementárnej forme, ako je horčík a vápnik, majú oxidačné číslo +2. Vodík aj kyslík majú možnosť 2 rôznych oxidačných čísel v závislosti od toho, na čo sú viazané.
  • Pamätanie jednej z dvoch nasledujúcich mnemotechnických pomôcok môže pomôcť pri určovaní rozdielu medzi oxidáciou a redukciou:

    • OIL RIG- Oxidácia je strata (elektrónov), redukcia je zisk (elektrónov) alebo
    • LEO GER- Strata elektrónov- Oxidácia, zisk elektrónov- Redukcia
    • Atómy kovov majú tendenciu strácať elektróny za vzniku pozitívnych iónov (oxidácia)
    • Atómy nekovov majú tendenciu získavať elektróny za vzniku negatívnych iónov (redukcia).
    • Existujúce ióny môžu tiež získať alebo stratiť elektróny, aby sa stali iónmi s iným nábojom alebo atómom s neutrálnym nábojom.

Odporúča: