Jak określić stopień utleniania: 12 kroków

W chemii, terminy "utlenianie" i "przywrócenie" oznaczają reakcje, w których atom lub grupa atomów tracą lub, odpowiednio, odpowiednio nabywa elektron. Stopień utleniania jest wartością numeryczną, która jest przypisana do jednego lub kilku atomów, charakteryzująca liczbę redystrybuowanych elektronów i pokazuje, w jaki sposób te elektrony są rozprowadzane pomiędzy atomami podczas reakcji. Definicja tej wartości może być zarówno prosta, jak i dość złożona procedura, w zależności od atomów i cząsteczek składających się z nich. Ponadto atomy niektórych elementów mogą mieć kilka stopni utleniania. Na szczęście istnieją jednoznaczne zasady, aby określić stopień utleniania, na pewno wykorzystanie jest wystarczającej wiedzy na temat fundamentów chemii i algebry.

Kroki

Część 1 z 2:

Oznaczanie stopnia utleniania zgodnie z prawami chemii

jeden. Ustalić, czy rozważana substancja jest elementarna. Stopień utleniania atomów poza związkiem chemicznym wynosi zero. Zasada ta jest sprawiedliwa zarówno dla substancji utworzonych z indywidualnych wolnych atomów, jak i dla tych, które składają się z dwóch lub polichydrycznych cząsteczek jednego elementu.

Na przykład al_(s) i cl₂ mieć stopień utleniania 0, ponieważ obaj są w chemicznie niepowiązanym stanie podstawowym.
Należy pamiętać, że kształt alotropowy siarki s_osiem, Lub OCTASOR, pomimo nietypowej struktury, charakteryzuje się również zerowym stopniem utleniania.

Obraz zatytułowany Znajdź liczby utleniania Krok 2

2. Określ, czy rozważana jest substancja z jonów. Stopień utleniania jonów jest równy ich opłaty. Dotyczy to wolnych jonów i dla tych, które są częścią związków chemicznych.

Na przykład stopień utleniania jonów Cl jest równy -1.

Stopień utleniania jonów CL w ramach związku chemicznego NaCl jest również równy -1. Od definicji NA ION, ma +1 opłaty, stwierdzamy, że ładunek jonów CL -1, a zatem stopień jego utleniania wynosi -1.

Obraz zatytułowany Znajdź liczby utleniania Krok 3

3. Należy pamiętać, że jony metalowe mogą mieć kilka stopni utleniania. Atomy wielu elementów metalowych mogą zjonizowane przez różne wartości. Na przykład, ładunek jonów takiego metalu jak żelaza (Fe) wynosi +2 lub +3. Ładunek jonów metali (i ich stopień utleniania) można określić za pomocą ładunków jonów innych elementów, z którymi metal ten jest zawarty w związku chemicznym - ten ładunek jest oznaczony przez liczby rzymskie: tak, żelazo (III) ma stopień utleniania +3.

Jako przykład rozważyć związek zawierający aluminium jon. Wspólny ładunek połączenia alcl₃ równy zero. Ponieważ wiemy, że jony Cl posiadają ładunek -1, a połączenie zawiera 3 takie jony, dla ogólnej neutralności substancji w rozważaniu Ion AL musi mieć +3. Tak więc w tym przypadku stopień utleniania aluminium wynosi +3.

Obraz zatytułowany Znajdź liczby utleniania Krok 4

cztery. Stopień utleniania tlenu wynosi -2 (dla niektórych wyjątków). Prawie we wszystkich przypadkach atomy tlenu mają stopień utleniania -2. Istnieje kilka wyjątków od tej zasady:

Jeśli tlen jest w stanie elementarnym (O₂), jego stopień utleniania wynosi 0, podobnie jak w przypadku innych substancji podstawowych.

Jeśli tlen jest częścią Peroksyl, jego stopień utleniania wynosi -1. Packsi jest grupą związków zawierających proste wiązanie tlenowo-tlenowe (tj. Anion nadtlenku O₂). Na przykład w składzie cząsteczek H₂O₂ (nadtlenek wodoru) tlen ma ładunek i stopień utleniania -1.

W związku z fluorem, tlen ma stopień utleniania +2, przeczytaj regułę dla fluoru poniżej.

Obraz zatytułowany Znajdź liczby utleniania Krok 5

pięć. Wodór charakteryzuje się stopniem utleniania +1, dla niektórych wyjątków. Jeśli chodzi o tlen, są też wyjątki tutaj. Z reguły stopień utleniania wodoru wynosi +1 (jeśli nie jest w stanie podstawowym H₂). Jednakże w związkach zwanych wodoidami stopień utleniania wodoru wynosi -1.

Na przykład w h₂O Stopień utleniania wodoru wynosi +1, ponieważ atom tlenu ma ładunek -2, a dwie ładunki są potrzebne do neutralności ogólnej +1. Jednakże, w składzie wodorek sodu, stopień utleniania wodoru jest już -1, ponieważ jon naładowany jest naładowany +1 i dla całkowitego ładunku elektronicznego atomu wodoru (a tym samym jego stopień utleniania) powinien być równy -1.

Obraz zatytułowany Znajdź liczby utleniania Krok 6

6. Fluor zawsze Ma stopień utleniania -1. Jak już zauważył, stopień utleniania niektórych elementów (jonów metali, atomy tlenu w awarii i tak) może się różnić w zależności od liczby czynników. Stopień utleniania fluoru, jednak stale wynosi -1. Jest to wyjaśnione przez fakt, że ten element ma największą elektroninę - innymi słowy, atomy fluoru są najmniej chętnie rozstaj się z własnymi elektronami i najbardziej aktywnie przyciąga inne elektrony. Tak więc ich opłata pozostaje niezmieniona.

Obraz zatytułowany Znajdź liczby utleniania Krok 7

7. Suma stopni utleniania w połączeniu jest równa jego opłaty. Stopień utleniania wszystkich atomów zawartych w związku chemicznym w ilości powinny być pobierane ten związek. Na przykład, jeśli związek jest neutralny, suma utleniania wszystkich jego atomów powinna być zero, jeśli związek jest jonem polihydric za pomocą ładowania -1, ilość stopni utleniania wynosi -1 i tak dalej.

Jest to dobra metoda sprawdzania - jeśli suma stopni utleniania nie jest równa ogólnym obciążeniu związku, wówczas jeździesz gdzieś.

Część 2 z 2:

Oznaczanie stopnia utleniania bez użycia przepisów chemii

jeden. Znaleźć atomy, które nie mają surowych zasad dotyczących stopnia utleniania. W odniesieniu do niektórych elementów nie ma mocno ustalonych zasad dotyczących stopnia utleniania. Jeśli atom nie wpada poniżej tej samej reguły z wymienionych powyżej, i nie znasz jego ładunku (na przykład, atom jest zawarty w kompleksie, a jego ładunek nie jest określony), można ustalić stopień utleniania Taki atom metodą wykluczenia. Najpierw określ ładunek wszystkich innych atomów związków, a następnie ze znanej całkowitej ładunku związku, oblicz stopień utleniania tego atomu.

Na przykład w połączeniu na₂WIĘC_cztery Nieznany atom atomu siarki - po prostu wiemy, że nie jest zero, ponieważ siarka nie jest w stanie podstawowym. Ten związek służy jako dobry przykład, aby zilustrować metodę algebraiczną do określania stopnia utleniania.

Obraz zatytułowany Znajdź liczby utleniania Krok 9

2. Znajdź stopień utleniania innych elementów zawartych w połączeniu. Korzystając z opisanych powyżej reguł, określić stopnie utleniania pozostałych atomów związków. Nie zapomnij o wyjątkach z zasad w przypadku atomów o, h i tak dalej.

Dla na₂WIĘC_cztery, Korzystając z naszych zasad, stwierdzamy, że ładunek (a zatem stopień utleniania) jon na wynosi +1 i dla każdego z atomów tlenu jest -2.

Obraz zatytułowany Znajdź liczby utleniania Krok 10

3. Pomnóż liczbę atomów na ich stopniu utleniania. Teraz, kiedy znamy stopień utleniania wszystkich atomów, z wyjątkiem jednego, należy wziąć pod uwagę, że niektóre elementy mogą być nieco. Pomnóż liczbę atomów każdego elementu (wskazany jest w wzorze związku chemicznego w postaci liczby substytucji po symbolu elementu) na stopniu utleniania.

W NA₂WIĘC_cztery Mamy 2 atomy NA i 4 atom. Zatem mnożąc 2 × +1, otrzymujemy stopień utleniania wszystkich atomów NA (2) i pomnożenie 4 × -2 jest stopniem utleniania atomów O (-8).

Obraz zatytułowany Znajdź liczby utleniania Krok 11

cztery. Złóż poprzednie wyniki. Podsumowanie wyników mnożenia, uzyskaj stopień utleniania złożonego bez Rachunkowość wkładu pożądanego atomu.

W naszym przykładzie na NA₂WIĘC_cztery Faksujemy 2 i -8 i otrzymujemy -6.

Obraz zatytułowany Znajdź liczby utleniania Krok 12

pięć. Znajdź nieznany stopień utleniania z ładunku związku. Teraz masz wszystkie dane do prostego obliczania pożądanego utleniania. Zapisz równanie w lewej części, której ilość numeru uzyskanego w poprzednim etapie obliczeń i nieznanego stopnia utleniania, a po prawej stronie - całkowita opłata za połączenie. Innymi słowy, (Suma znanych stopni utleniania) + (pożądany stopień utleniania) = (Ładowanie połączeń).

W naszym przypadku na₂WIĘC_cztery Rozwiązanie wygląda tak:

(Suma znanych stopni utleniania) + (pożądany stopień utleniania) = (Ładowanie połączeń)

-6 + s = 0

S = 0 + 6

S = 6. W NA₂WIĘC_cztery Siarka ma stopień utleniania 6.

Rada

W związkach należy ładować sumę wszystkich stopień utleniania. Na przykład, jeśli związek jest jonem dwutlenku, suma stopnia utleniania atomów powinna być równa obciążeniu jonowym ogólnym.
Jest bardzo przydatny, aby móc korzystać z okresowej tabeli Mendeleev i wiedzieć, gdzie znajdują się w nim elementy metalowe i niemetalowe.
Stopień utleniania atomów w postaci podstawowej jest zawsze zero. Stopień utleniania jednego jonu jest równy jej opłaty. Elementy stołowe Mendeleev, takie jak wodór, lit, sód, w postaci podstawowej mają stopień utleniania + 1- stopień utleniania metali grupy 2A, takich jak magnum i wapń, w postaci podstawowej wynosi +2. Tlen i wodór, w zależności od rodzaju wiązania chemicznego, mogą mieć 2 różny stopień utleniania.

Czego potrzebujesz

Okresowe elementy stołowe
Dostęp do Internetu lub katalogi chemii
Arkusz papieru, pióro lub ołówek
Kalkulator