Wie man die Oxidationszahlen findet

Inhalt

• Stufen
• Teil 1 Bestimmung der Oxidationszahlen nach chemischen Regeln
• Teil 2 Bestimmen Sie die Oxidationszahlen für Atome, die nicht bestimmten Regeln folgen

In der Chemie beziehen sich die Ausdrücke "Oxidation" und "Reduktion" auf Reaktionen, bei denen ein Atom (oder eine Gruppe von Atomen) Elektronen verliert bzw. gewinnt. Oxidationszahlen sind Zahlen, die Atomen (oder Atomgruppen) zugeordnet sind und Chemikern helfen, zu wissen, wie viele Elektronen übertragen werden können und ob ein Reagenz während einer Reaktion oxidiert oder reduziert wird. Der Vorgang, mit dem Atomen eine Atomisierungsnummer zugewiesen wird, kann in Abhängigkeit von der Ladung der Atome und der chemischen Zusammensetzung der Moleküle, zu denen sie gehören, einfach bis sehr kompliziert sein. Um die Sache noch weiter zu komplizieren, können einige Atome mehr als zwei Oxidationszahlen haben. Glücklicherweise wird die Bestimmung der Oxidationszahl von genau definierten Regeln bestimmt, die einfach zu implementieren sind, obwohl es nützlich sein kann, Kenntnisse in Chemie und Algebra zu haben.

Stufen

Teil 1 Bestimmung der Oxidationszahlen nach chemischen Regeln

1. 
   

   
   Stellen Sie fest, ob das Produkt, an dem Sie arbeiten, ein Elementaratom ist. Die Oxidationszahl der freien und nicht mit anderen Elementen kombinierten Elementaratome ist immer 0. Dies gilt für Atome, deren Elementarform sich aus diesem einfachen Atom zusammensetzt, aber auch für Atome, deren Elementarform ist zweiatomig oder mehratomig.
   • Zum Beispiel Al_(S) und Cl₂ beide haben eine Oxidationszahl von 0, weil sie in elementarer, nicht kombinierter Form vorliegen.
   • Beachten Sie, dass die elementare Form von Schwefel, S₈oder Octasulfur, obwohl unregelmäßig, hat auch eine Oxidationszahl von 0.

2. 
   

   
   
   
   Ermitteln Sie, ob das betreffende Produkt in ionisierter Form vorliegt. Die Oxidationszahl der Ionen ist gleich ihrer Ladung. Dies gilt für Ionen, die nicht mit anderen Elementen verknüpft sind, sondern auch für Ionen, die Teil einer ionischen Verbindung sind.
   • Beispielsweise beträgt die Oxidationszahl des Cl-Ions -1.
   • Cl-Ion besitzt immer eine Oxidationszahl von -1, wenn es Teil der NaCl-Verbindung ist. Da die Ladung des Na-Ions definitionsgemäß +1 beträgt, wissen wir, dass die Ladung des Cl-Ions -1 beträgt. Daher ist seine Oxidationszahl immer -1.

3. 
   

   
   Für Metallionen können mehrere Oxidationszahlen vorliegen. Viele Metallelemente haben mehr als eine Ladung. Beispielsweise kann Eisen (Fe) in ionisierter Form mit einer Ladung von +2 oder +3 vorliegen. Die Ladungen der Metallionen (und damit ihre Oxidationszahlen) können in Abhängigkeit von den Ladungen der anderen Atome der Verbindung, zu der sie gehören, oder auch unter Verwendung der römischen Zahlen bestimmt werden, wenn die Information in Form von e (as) geschrieben wird im Satz: "Die Ladung des Eisenions (III) beträgt +3").
   • Nehmen wir das Beispiel einer Verbindung, die das Aluminiummetallion enthält. Die AlCl-Verbindung₃ hat eine Gesamtladung von 0. Wir wissen, dass Cl-Ionen eine Ladung von -1 haben und dass es 3 in der Verbindung gibt, daher muss das Al-Ion eine Ladung von +3 haben, damit die Gesamtladung von allen Ionen ist gleich 0. Daher ist die Oxidationszahl von Al +3.

4. 
   

   
   
   
   Weisen Sie Sauerstoff eine Oxidationszahl von -2 zu (mit Ausnahmen). in die meisten In einigen Fällen haben die Sauerstoffatome eine Oxidationszahl von -2. Es gibt jedoch einige Ausnahmen von dieser Regel:
   • Wenn sich Sauerstoff im Elementarzustand befindet (O₂) ist seine Oxidationszahl 0, wie dies für alle Elementaratome der Fall ist.
   • Wenn Sauerstoff ein Teil von a ist Peroxid, dann ist seine Oxidationszahl -1. Peroxide sind eine Klasse von Verbindungen, die eine einfache Sauerstoff-Sauerstoff- (oder Peroxidanion-) Bindung aufweisen₂). Zum Beispiel im Molekül von H₂O₂ (Wasserstoffperoxid) beträgt die Oxidationszahl von Sauerstoff (und seiner Ladung) -1.
   • Wenn Sauerstoff an Fluor gebunden ist, beträgt seine Oxidationszahl +2. Weitere Informationen finden Sie in den Regeln für Fluorid weiter unten in diesem Artikel.

5. 
   

   
   Weisen Sie Wasserstoff (mit Ausnahmen) eine Oxidationszahl von +1 zu. Was Sauerstoff betrifft, so unterliegt die Anzahl der Oxidationen von Wasserstoff Ausnahmefällen. Im Allgemeinen beträgt die Anzahl der Oxidationen von Wasserstoff +1 (es sei denn, es liegt wiederum in seiner elementaren Form vor, H₂). Bei speziellen sogenannten Hybridverbindungen hat der Wasserstoff jedoch eine Oxidationszahl von -1.
   • Zum Beispiel im Molekül von H₂O, wir wissen, dass Wasserstoff eine Oxidationszahl von +1 hat, weil Sauerstoff eine Ladung von -2 hat, und wir brauchen 2 + 1 Ladungen, damit die Gesamtladung der Verbindung 0 ist.In der Hybridform von Natriumhydroxid, NaH, hat Wasserstoff jedoch eine Oxidationszahl von -1, da die Na-Ionen eine Ladung von +1 haben; Damit die Gesamtladung der Verbindung Null ist, muss die Wasserstoffladung (und damit ihre Oxidationszahl) gleich -1 sein.

6. 
   

   
   Fluor hat immer eine Oxidationszahl von -1. Wie bereits erwähnt, kann die Anzahl der Oxidationen bestimmter Elemente aus verschiedenen Gründen variieren (dies ist der Fall bei Metallionen, Sauerstoffatomen in Peroxiden usw.). Fluor hat jedoch eine Oxidationszahl von -1, und dies ändert sich nie. Dies liegt an der Tatsache, dass Fluor das elektronegativste Element ist - mit anderen Worten, es ist das Element, das die geringste Chance hat, eines seiner Elektronen abzugeben, und das am wahrscheinlichsten oder annimmt das Elektron (die Elektronen) eines anderen Elements. Deshalb ändert sich seine Ladung nicht.

7. 
   

   
   Betrachten Sie die Oxidationszahl einer Verbindung als gleich der Ladung dieser Verbindung. Die Summe der Oxidationszahlen aller Atome einer Verbindung muss der Ladung dieser Verbindung entsprechen. Wenn zum Beispiel eine Verbindung nicht geladen ist, muss die Summe der Oxidationszahlen aller ihrer Atome gleich 0 sein; Wenn die Verbindung ein mehratomiges Ladungsion ist - 1, muss die Summe der Oxidationszahlen -1 sein und so weiter.
   • Dies ist ein guter Weg, um zu überprüfen, ob Sie Ihre Arbeit gut gemacht haben. Wenn die Summe der Oxidationszahlen Ihrer Verbindung nicht der Gesamtladung Ihrer Verbindung entspricht, können Sie sicher sein, dass Sie einen Fehler gemacht haben. irgendwo bei der Bestimmung Ihrer Oxidationszahlen.

Teil 2 Bestimmen Sie die Oxidationszahlen für Atome, die nicht bestimmten Regeln folgen

1. 
   

   
   Finde Atome, die keine Regeln für die Zuordnung von Oxidationszahlen haben. Für einige Atome gibt es keine spezifische Regel für die Bestimmung ihrer Oxidationszahl. Wenn Ihr Atom in den vorhergehenden Absätzen nicht vorkommt und Sie sich seiner Ladung nicht sicher sind (wenn es beispielsweise Teil einer größeren Verbindung ist und Ihnen seine individuelle Ladung nicht mitgeteilt wird), können Sie dies Bestimmen Sie die Anzahl der Oxidationen des Atoms durch Eliminierung. Zunächst bestimmen Sie die Oxidationszahl jedes anderen Atoms der Verbindung, bevor Sie die Nummer des Atoms bestimmen, das Sie interessiert, basierend auf der Gesamtladung der Verbindung.
   • Zum Beispiel in der Na-Verbindung₂SO₄Die Ladung des Schwefels (S) ist unbekannt - wir können nur sagen, dass seine Ladung sich von 0 unterscheidet, weil es nicht in seiner elementaren Form vorliegt. Es ist ein guter Kandidat, diese algebraische Methode zur Bestimmung der Oxidationszahl anzuwenden.

2. 
   

   
   Finden Sie die Oxidationszahlen der anderen Elemente der Verbindung. Ermitteln Sie anhand der chemischen Regeln zur Bestimmung der Oxidationszahl die Oxidationszahlen der anderen Atome der Verbindung. Achten Sie auf Ausnahmefälle für O-, H-Atome usw.
   • Den im vorherigen Abschnitt beschriebenen chemischen Regeln folgend, kennen wir diese in der Na-Verbindung₂SO₄ Die Na-Ionen haben eine Ladung (und damit eine Oxidationszahl) von +1 und die Sauerstoffatome eine Oxidationszahl von -2.

3. 
   

   
   Multiplizieren Sie für jedes Atom seine Anzahl mit seiner Oxidationszahl. Jetzt, da wir die Oxidationszahlen aller unserer Atome mit Ausnahme des interessierenden Atoms kennen, müssen wir berücksichtigen, dass einige dieser Atome in der Verbindung mehr als einmal vorkommen können. Multiplizieren Sie den numerischen Koeffizienten jedes Atoms (geschrieben im Index nach dem chemischen Symbol des Atoms in der Verbindung) mit seiner Oxidationszahl.
   • In der Na-Verbindung₂SO₄wir wissen, dass es 2 Atome Na und 4 Atome O gibt. Wir müssen also +1 (die Anzahl der Oxidationen von Na) mit 2 multiplizieren, um ein Ergebnis von 2 zu erhalten, und dann -2 (die Anzahl der Oxidation von O) um 4, um ein Ergebnis von -8 zu erhalten.

4. 
   

   
   Fügen Sie die Ergebnisse hinzu. Addieren Sie die Ergebnisse Ihrer Multiplikationen, um die Oxidationszahl zu erhalten ohne Berücksichtigen Sie die Anzahl der Oxidationen des Atoms, die uns interessieren.
   • Im Beispiel von Na₂SO₄Es wäre notwendig gewesen, 2 und -8 zu addieren, um -6 zu erhalten.

5. 
   

   
   Berechnen Sie die unbekannte Oxidationszahl anhand der Ladung der Verbindung. Sie haben jetzt alle Informationen, die Sie benötigen, um die Oxidationszahl zu finden, die uns interessiert, indem Sie einfache algebraische Regeln anwenden. Stellen Sie eine Gleichung auf, nach der die Ergebnisse der vorherigen Schritte plus der unbekannten Oxidationszahl der Gesamtladung der Verbindung entsprechen. Mit anderen Worten: (Summe bekannter Oxidationszahlen) + (unbekannte Oxidationszahl) = (zusammengesetzte Ladung).
   • Am Beispiel von Na₂SO₄So geht's:
     • (Summe bekannter Oxidationszahlen) + (unbekannte Oxidationszahl) = (zusammengesetzte Ladung)
     • -6 + S = 0
     • S = 0 + 6
     • S = 6. Die Oxidationszahl von S ist gleich 6 in der Na-Verbindung₂SO₄.