Aprēķiniet vielas oksidācijas numuru

Saturs

Lai soli
1. daļa no 2: oksidācijas skaitļu piešķiršana, pamatojoties uz ķīmiskajiem noteikumiem
2. daļa no 2: Skaitļu piešķiršana atomiem bez oksidācijas skaitļu noteikumiem
Padomi
Nepieciešamība

Ķīmijā termini "oksidēšanās" un "reducēšanās" nozīmē tās reakcijas, kurās atoms (vai atomu grupa) attiecīgi zaudē vai iegūst elektronus. Oksidācijas numuri ir skaitļi, kas piešķirti atomiem (vai atomu grupām), lai palīdzētu ķīmiķiem kontrolēt, cik daudz elektronu ir iespējams pārvietot un vai dotie reaģenti reakcijas laikā oksidējas vai reducējas. Oksidācijas skaitļu piešķiršanas process atomiem var būt no ļoti vienkārša līdz sarežģītākam, atkarībā no atomu lādiņa un to molekulu ķīmiskā sastāva, kurās tie ietilpst. Lai padarītu lietas sarežģītākas, dažiem atomiem var būt vairāki oksidācijas skaitļi. Par laimi, oksidācijas skaitļu piešķiršanu regulē skaidri definēti, viegli ievērojami noteikumi, taču ķīmijas un algebras pamatzināšanas padarīs šo noteikumu izmantošanu daudz vienkāršāku.

Lai soli

1. daļa no 2: oksidācijas skaitļu piešķiršana, pamatojoties uz ķīmiskajiem noteikumiem

Nosakiet, vai attiecīgā viela ir elementāra. Brīvajiem, nesaistītajiem atomiem vienmēr ir oksidācijas skaitlis 0. Tas attiecas gan uz atomiem, kas sastāv no viena atoma, gan uz atomiem, kuru elementārā forma ir diatomiska vai poliatoma.
- Piemēram, Al_s) un Cl₂ abiem oksidācijas skaitlis ir 0, jo tie nav saliktie atomi.
- Ņemiet vērā, ka sērs tā elementārajā formā S.₈ (oktasulfuram), kaut arī tas ir neregulārs, oksidācijas skaitlis ir arī 0.
Nosakiet, vai attiecīgā viela ir jons. Joniem ir oksidācijas skaitļi, kas vienādi ar to lādiņu. Tas attiecas uz nesaistītiem joniem, kā arī uz joniem, kas ir salikta jona daļa.
- Piemēram, jonam Cl ir oksidācijas skaitlis -1.
- Cl jons joprojām ir oksidācijas skaitlis -1, kad tas ir savienojuma NaCl sastāvdaļa. Tā kā Na jonam pēc definīcijas ir lādiņš +1, mēs zinām, ka Cl jonam ir lādiņš -1, tāpēc oksidācijas skaitlis joprojām ir -1.
Metāla jonu gadījumā ir labi atcerēties, ka ir iespējami vairāki oksidācijas skaitļi. Daudziem metāliem var būt vairāk nekā viena nosēšanās. Piemēram, metāla dzelzs (Fe) var būt jons ar lādiņu +2 vai +3. metāla jonu lādiņu (un līdz ar to to oksidācijas skaitļus) var noteikt attiecībā pret pārējo atomu lādiņu, kuru sastāvā tie ir, vai, rakstot kā tekstu, ar apzīmējumiem romiešu cipariem (piemēram, teikums: "Dzelzs (III) jonu lādiņš ir +3.").
- Piemēram, aplūkosim tuvāk savienojumu, kas satur alumīnija jonu. Savienojums AlCl₃ ir lādiņš 0. Tā kā mēs zinām, ka Cl joniem ir lādiņš -1 un savienojumā ir 3 Cl joni, Al-jonu lādiņam jābūt +3, lai visu kopā saskaitīto jonu lādiņš būtu 0. Tātad Al oksidācijas skaitlis ir +3.
Piešķiriet skābeklim oksidācijas skaitli -2 (ar izņēmumiem). In gandrīz visos gadījumos skābekļa atomiem oksidācijas skaitlis ir -2. Šim noteikumam ir daži izņēmumi:
- Kad skābeklis atrodas elementārā stāvoklī (O₂), tad oksidācijas skaitlis ir vienāds ar 0, kas attiecas uz visiem elementārajiem atomiem.
- Kad skābeklis ir daļa no peroksīds, tad oksidācijas skaitlis ir -1. Peroksīdi ir savienojumu klase, kuriem ir skābekļa un skābekļa saite (vai peroksīda anjons O₂). Piemēram, molekulā H₂O₂ (ūdeņraža peroksīds), skābekļa oksidācijas skaitlis (un lādiņš) ir -1. Arī tad, ja skābeklis ir daļa no superoksīda, oksidācijas skaitlis ir -0,5.
- Kad skābeklis ir saistīts ar fluoru, oksidācijas skaitlis ir +2. Plašāku informāciju skatiet zemāk esošajā fluora noteikumā. ES nē₂F.₂) tas ir +1.
Piešķiriet ūdeņradim oksidācijas numuru +1 (ar izņēmumiem). Tāpat kā skābekļa gadījumā, ūdeņraža oksidācijas skaits ir atkarīgs no izņēmuma gadījumiem. Parasti ūdeņradim ir oksidācijas skaitlis +1 (izņemot H elementa formā.₂). Bet īpaša savienojuma gadījumā, ko sauc par hibrīdiem, ūdeņraža oksidācijas skaitlis ir -1.
- Piemēram, no H₂Ak, mēs zinām, ka ūdeņraža oksidācijas skaitlis ir +1, jo skābekļa lādiņš ir -2, un mums ir nepieciešami 2 +1 lādiņi, lai izveidotu savienojumu ar kopējo nulles lādiņu. Bet ar vielu nātrija hidrīdu NaH ūdeņradim ir oksidācijas skaitlis -1, jo Na jonam ir lādiņš +1, un, lai iegūtu savienojuma 0 kopējo lādiņu, ūdeņradim ir lādiņš (un līdz ar to oksidācijas skaitlis) -1.
Fluors vienmēr oksidācijas skaitlis -1. Kā norādīts iepriekš, dažu elementu oksidācijas skaitļi var atšķirties dažādu faktoru ietekmē (metāla joni, skābekļa atomi peroksīdos utt.). Savukārt fluora oksidācijas skaitlis ir -1, un tas nekad nemainās. Tas ir tāpēc, ka fluors ir visvairāk elektroinegatīvais elements, citiem vārdiem sakot, tieši elements ir tas, kurš vismazāk vēlas atteikties no elektroniem un, visticamāk, pārņemtu elektronus no citiem atomiem. Tāpēc oksidācijas skaitlis nemainīsies.
Oksidācijas skaitļi savienojumā ir vienādi ar savienojuma lādiņu. Visu savienojuma atomu oksidācijas skaitļi ir vienādi ar šī savienojuma lādiņu. Piemēram, ja savienojumam nav maksas, tad visu oksidācijas skaitļu summa būs nulle; ja savienojums ir daudzatomu jons ar lādiņu -1, tad pievienotajiem oksidācijas skaitļiem jābūt -1 utt.
- Tas ir labs veids, kā pārbaudīt savu atbildi - ja saliktie savienojuma oksidācijas skaitļi nav vienādi ar šī savienojuma uzlādi, tad jūs zināt, ka esat kļūdījies.

2. daļa no 2: Skaitļu piešķiršana atomiem bez oksidācijas skaitļu noteikumiem

Atrodiet atomus bez oksidācijas skaitļa noteikumiem. Daži atomi neievēro oksidācijas skaitļu noteikšanas noteikumus. Ja atoms neatbilst iepriekšminētajiem noteikumiem un neesat pārliecināts, kāds ir tā lādiņš (piemēram, ja tas ir daļa no lielāka savienojuma, tāpēc atsevišķais lādiņš nav zināms), šī atoma oksidācijas numuru varat atrast pēc likvidēšana. Vispirms jūs nosakāt, kāds ir oksīda oksīds visiem pārējiem savienojuma atomiem. Tad jūs atrisināt vienādojumā nezināmā summu, pamatojoties uz savienojuma kopējo lādiņu.
- Piemēram, savienojumā Na₂TĀ₄, sēra lādiņš (S) nav zināms - tas nav tā elementārajā formā, tāpēc tas nav 0, bet tas ir viss, ko mēs zinām. Tas ir labs kandidāts šīs metodes pielietošanai, lai algebriski noteiktu oksidācijas skaitli.
Nosaka zināmos pārējo savienojuma elementu oksidācijas skaitļus. Izmantojot oksidācijas numuru piešķiršanas noteikumus, mēs nosakām, kuri oksidācijas skaitļi ir pārējiem savienojuma atomiem. Jāapzinās tādi izņēmumi kā O, H utt.
- Na₂TĀ₄, pamatojoties uz mūsu noteikumu kopumu, mēs zinām, ka Na jonam ir lādiņš (un līdz ar to oksidācijas skaitlis) +1 un ka skābekļa atomiem oksidācijas skaitļi ir -2.
Reiziniet katra atoma skaitu ar oksidācijas skaitli. Tagad, kad mēs zinām visu atomu oksidācijas skaitļus, izņemot nezināmos, mums būs jāņem vērā, ka daži no šiem atomiem var notikt vairāk nekā vienu reizi. Reiziniet katru koeficientu (kas rakstīts ar indeksu aiz savienojuma atoma simbola) ar oksidācijas skaitli.
- Kas attiecas uz Na₂TĀ₄, mēs zinām, ka ir 2 Na un 4 O atomi. Tagad mēs veicam šādu aprēķinu 2 × +1, lai iegūtu Na, 2 oksidācijas numuru, un mēs reizinām 4 × -2, O, -8 oksidācijas skaitli.
Saskaitiet rezultātus. Pievienojot šo reizinājumu rezultātus, iegūst savienojuma oksidācijas numuru, bez ņemot vērā nezināmā atoma oksidācijas skaitli.
- Mūsu piemērā ar Na₂TĀ₄, mēs pievienojam 2 līdz -8, lai iegūtu -6.
Aprēķiniet nezināmo oksidācijas skaitli, pamatojoties uz savienojuma lādiņu. Tagad jums ir visi dati, lai atrastu nezināmu oksidācijas numuru, izmantojot kādu vienkāršu algebru. Mēs izmantosim vienādojumu un iepriekšējā soļa atbildi, kā arī savienojuma maksu. Citiem vārdiem sakot: (Nezināmo oksidācijas skaitļu summa) + (nezināmais oksidācijas skaitlis, kuru vēlaties zināt) = (savienojuma lādiņš).
- Na piemērā₂TĀ₄, mēs to atrisinām šādi:
  - (Zināmo oksidācijas skaitļu summa) + (nezināms oksidācijas skaitlis, kuru vēlaties atrisināt) = (savienojuma lādiņš)
  - -6 + S = 0
  - S = 0 + 6
  - S = 6. S ir oksidācijas skaitlis vai 6 Na₂TĀ₄.

Padomi

Atomiem to pamatformā vienmēr ir oksidācijas skaitlis 0. Jonam, kas sastāv no 1 atoma, oksidācijas skaitlis ir vienāds ar lādiņu. 1.A grupas metāliem, piemēram, ūdeņradim, litijam un nātrijam, oksidācijas skaitlis ir +1; 2.A grupas metālu, piemēram, magnija un kalcija, oksidācijas skaitlis ir +2. Gan ūdeņradim, gan skābeklim atkarībā no saites var būt 2 dažādi oksidācijas skaitļi.
Savienojumā visu oksidācijas skaitļu summai jābūt vienādai ar 0. Ja ir jons ar 2 atomiem, tad oksidācijas skaitļu summai jābūt vienādai ar jona lādiņu.
Ir ļoti noderīgi zināt, kā lasīt periodisko tabulu un kur atrast metālus un nemetālus.