A kémikusok nyomon követik, hogy az elektronok hogyan kerülnek az atomok közötti reakcióba egy oxidációs szám felhasználásával. Ha a reakcióban egy elem oxidációs száma növekszik vagy kevésbé negatívvá válik, akkor az elem oxidálódott, míg a csökkent vagy negatívabb oxidációs szám azt jelenti, hogy az elem már csökkent. (Emlékezhet erre a megkülönböztetésre egy régi emlékeztetővel: OIL RIG, az oxidáció veszteség, a redukció nyereség.) Oxidálószer oxidál egy másik fajt és a folyamat során redukálódik, míg egy redukálószer redukál egy másik fajt és oxidálódik a folyamat.
Írja ki a kémiai reakció képletét! A propán elégetésének képlete például C3H8 (g) + 5 O2 -> 3 CO2 (g) + 4 H2O (l). Ellenőrizze, hogy az egyenlet megfelelően kiegyensúlyozott-e.
Rendeljen egy oxidációs számot a reakció minden eleméhez a következő szabályok szerint: Bármely elem önmagában (azaz nem kombinálva más elemekkel) oxidációs száma 0. Például az O2 vagy a tiszta oxigén oxidációs száma 0, mivel önmagában egy elem. A fluor a legelektronegatívabb elem (vagyis a legerősebb húzóerőt gyakorolja az elektronokra), így egy vegyületben mindig -1 az oxidációs száma. Mivel ez a második leginkább elektronegatív elem, a vegyületben lévő oxigén oxidációs száma mindig -2 (csak néhány kivételtől eltekintve). A hidrogén oxidációs száma -1, ha fémmel kombinálják, és +1, ha nemfémmel kombinálják. Más elemekkel kombinálva a halogének (a periódusos rendszer 17. csoportja) oxidációs száma -1 ha oxigénnel vagy a csoportban magasabb halogénnel vannak kombinálva, ebben az esetben oxidációs számuk +1. Más elemekkel kombinálva az 1. csoportba tartozó fémek oxidációs száma +1, míg a 2. csoportba tartozó fémek oxidációs száma +2. A vegyületekben vagy ionokban található összes oxidációs szám összegének meg kell egyeznie a vegyület vagy az ion nettó töltésével. Például a szulfátanion (SO4) nettó töltése -2, így a vegyület összes oxidációs számának összegének egyenlőnek kell lennie -2-vel.
Hasonlítsa össze a termékoldalon lévő egyes elemek oxidációs számait a reagensek oldalán található oxidációs számokkal. Ha egy faj oxidációs száma csökken vagy negatívabbá válik, akkor a faj csökkent (azaz nyert elektronok). Ha egy faj oxidációs száma növekszik vagy pozitívabbá válik, akkor oxidálódott (vagyis elveszett elektronok). A propán elégetésekor például az oxigénatomok 0 és 0 oxidációs számmal kezdik a reakciót -2-es oxidációs számmal fejezze be (a fenti szabályok alkalmazásával a H2O-ban vagy a CO2-ban található oxigén oxidációs száma -2). Következésképpen az oxigén redukálódik, ha reagál a propánnal.
Határozza meg, hogy mely reagensek redukálódtak és melyek oxidálódtak a fentiek szerint. Az a reaktáns, amely egy másik reagensben egy elemet oxidál, oxidálószer, míg egy másik reagensben egy elemet redukáló reagens redukálószer. A propán és az oxigén közötti égési reakcióban például oxigén az oxidálószer, a propán pedig a redukálószer.
Megjegyezzük, hogy ugyanaz az anyag lehet redukálószer az egyik reakcióban, oxidálószer pedig egy másik reakcióban. Egyes vegyületek vagy anyagok azonban könnyen elveszítik az elektronokat, ezért általában redukálószerként vannak besorolva más vegyületek nagyon jól képesek elektronokat befogadni vagy oxigénatomokat továbbítani, ezért általában oxidálónak minősülnek ügynökök. Az, hogy egy anyag melyik szerepet játszik, még mindig a kérdéses reakciótól függ.
Hivatkozások
- "Kémiai alapelvek, az Insight keresése, 4. kiadás"; Peter Atkins és Loretta Jones; 2008.
Tippek
- Egy kis gyakorlathoz lehet szükség, hogy megismerkedjen az oxidációs számok hozzárendelésének szabályaival; próbálja meg hozzárendelni az oxidációs számokat a különböző vegyületekben lévő elemekhez, amíg le nem áll.
A szerzőről
A San Diegóban működő John Brennan 2006 óta ír a tudományról és a környezetről. Cikkei megjelentek a "Plenty", a "San Diego Reader", a "Santa Barbara Independent" és az "East Bay" lapokban. Havonta. "Brennan biológiai tudományokból szerzett diplomát a Kaliforniai Egyetemen, San Diegóban.
Fotók
Tűzkép: Luke Haverkamp Fotolia.com