Hapetus-pelkistysreaktio, tai "redoksireaktio", sisältää elektronien vaihdon atomien välillä. Jotta voit selvittää, mitä redox-reaktion alkioille tapahtuu, sinun on määritettävä kunkin atomin hapetusnumerot ennen reaktiota ja sen jälkeen. Hapettumisnumerot edustavat atomin potentiaalista varausta sen ionitilassa. Jos atomin hapetusluku pienenee reaktiossa, se pienenee. Jos atomin hapetusluku kasvaa, se hapetetaan.
Yleiset hapetusnumerosäännöt
Atomin hapetusnumeron määrittämiseksi on otettava huomioon joukko yleisiä sääntöjä. Ensinnäkin alkuaineiden hapetusluku on nolla. Toiseksi vain yhtä atomia sisältävän ionin hapetusluku on sama kuin kyseisen ionin varaus. Kolmanneksi yhdisteen alkuaineiden hapetuslukujen summa on nolla. Neljänneksi useiden atomien sisältävän ionin alkuaineiden hapetusnumerot lisäävät kokonaisvarausta.
Elementtikohtaiset hapetusnumerosäännöt
Monilla alkuaineilla tai elementtiryhmillä on ennustettavissa olevat hapetusnumerot. Harkitse myös seuraavia sääntöjä. Ensinnäkin ryhmän 1A ionin hapettuminen on +1. Toiseksi ryhmän 2A ionien hapetusluku on +2. Kolmanneksi vedyn hapetusluku on tyypillisesti +1, ellei se yhdisty metalliin. Tällöin sen hapetusluku on -1. Neljänneksi hapen hapetusluku on tyypillisesti -2. Viidenneksi fluori-ionin hapetusluku yhdisteessä on aina -1.
Hapettumisnumeroiden määrittäminen
Hapetusnumerosäännöt auttavat määrittämään tuntemattomien alkuaineiden hapetusnumerot kemiallisessa yhtälössä. Harkitse esimerkiksi seuraavaa kemiallista yhtälöä:
Zn + 2HCl -> Zn2 + + H2 + 2Cl-
Vasemmalla puolella sinkin hapetusluku on nolla. Vety on sitoutunut ei-metalliin ja sen hapetusluku on siten +1. HCl: n nettovaraus on nolla, joten kloorin hapetusluku on -1. Oikealla puolella sinkin hapetusluku on +2, mikä on identtinen sen ionivaraukseen. Vety esiintyy alkuainemuodossaan ja sen hapetusluku on siten nolla. Kloorin hapetusluku on edelleen -1.
Kahden puolen vertaaminen
Redox-reaktiossa hapettuneen ja pelkistyneen määrän määrittämiseksi sinun on seurattava hapetuslukujen muutoksia yhtälön molemmin puolin. Yllä olevassa yhtälössä sinkki alkoi nollasta ja päättyi +2: een. Vety alkoi arvosta +1 ja päättyi nollaan. Kloori pysyi -1: ssä. Sinkin hapetusluku kasvoi. Siksi sinkki hapetettiin. Vedyn hapetusluku laski. Siksi vety pelkistyi. Kloorilla ei tapahtunut muutosta hapetusmäärissä, joten se ei pelkistynyt eikä hapettunut.
