I chimici tengono traccia di come gli elettroni vengono trasferiti tra gli atomi in una reazione utilizzando un numero di ossidazione. Se il numero di ossidazione di un elemento nella reazione aumenta o diventa meno negativo, l'elemento è stato ossidato, mentre un numero di ossidazione diminuito o più negativo significa che l'elemento è stato ridotto. (Puoi ricordare questa distinzione usando un vecchio mnemonico: OIL RIG, l'ossidazione è perdita, la riduzione è guadagno.) Un agente ossidante ossida un'altra specie e viene ridotto nel processo, mentre un agente riducente riduce un'altra specie e viene ossidato nel processi.
Scrivi la formula della reazione chimica. La formula per la combustione del propano, per esempio, è C3H8(g) + 5 O2 --> 3 CO2(g) + 4 H2O(l). Assicurati che l'equazione sia bilanciata correttamente.
Assegnare un numero di ossidazione a ciascun elemento nella reazione utilizzando le seguenti regole: Qualsiasi elemento da solo (cioè non combinato con altri elementi) ha un numero di ossidazione pari a 0. L'O2 o ossigeno puro, ad esempio, ha numero di ossidazione 0 poiché è un elemento a sé stante. Il fluoro è l'elemento più elettronegativo (cioè esercita la più forte attrazione sugli elettroni), quindi in un composto ha sempre un numero di ossidazione di -1. Poiché è il secondo elemento più elettronegativo, l'ossigeno in un composto ha sempre un numero di ossidazione di -2 (con solo poche eccezioni). L'idrogeno ha un numero di ossidazione di -1 quando combinato con un metallo e +1 quando combinato con un non metallo. Se combinati con altri elementi, gli alogeni (gruppo 17 della tavola periodica) hanno un numero di ossidazione di -1 a meno che non siano combinati con ossigeno o un alogeno superiore nel gruppo, nel qual caso hanno un numero di ossidazione pari a +1. Quando combinati con altri elementi, i metalli del gruppo 1 hanno un numero di ossidazione di +1, mentre i metalli del gruppo 2 hanno un numero di ossidazione di +2. La somma di tutti i numeri di ossidazione in un composto o ione deve essere uguale alla carica netta del composto o ione. L'anione solfato, SO4, ad esempio, ha una carica netta di -2, quindi la somma di tutti i numeri di ossidazione nel composto deve essere uguale a -2.
Confronta i numeri di ossidazione per ogni elemento sul lato prodotto con il numero di ossidazione sul lato reagente. Se il numero di ossidazione di una specie diminuisce o diventa più negativo, la specie è stata ridotta (cioè ha guadagnato elettroni). Se il numero di ossidazione di una specie aumenta o diventa più positivo, significa che è stata ossidata (cioè elettroni persi). Nella combustione del propano, ad esempio, gli atomi di ossigeno iniziano la reazione con numero di ossidazione 0 e terminarlo con un numero di ossidazione di -2 (usando le regole di cui sopra, l'ossigeno in H2O o in CO2 ha un numero di ossidazione di -2). Di conseguenza, l'ossigeno si riduce quando reagisce con il propano.
Determinare quali reagenti sono ridotti e quali ossidati come mostrato sopra. Un reagente che ossida un elemento in un altro reagente è un agente ossidante, mentre un reagente che riduce un elemento in un altro reagente è un agente riducente. Nella reazione di combustione tra propano e ossigeno, ad esempio, l'ossigeno è l'agente ossidante e il propano è l'agente riducente.
Si noti che la stessa sostanza potrebbe essere un agente riducente in una reazione e un agente ossidante in un'altra. Alcuni composti o sostanze perdono facilmente elettroni, tuttavia, e quindi sono generalmente classificati come agenti riducenti, mentre altri composti sono molto bravi a prendere elettroni o trasferire atomi di ossigeno e quindi sono generalmente classificati come ossidanti agenti. Il ruolo svolto da una sostanza dipenderà ancora dalla reazione in questione.
Riferimenti
- "Principi chimici, la ricerca dell'intuizione, 4a edizione"; Peter Atkins e Loretta Jones; 2008.
Suggerimenti
- Potrebbe essere necessaria un po' di pratica per familiarizzare con le regole per l'assegnazione dei numeri di ossidazione; prova ad assegnare numeri di ossidazione per elementi in diversi composti fino a quando non lo hai giù.
Circa l'autore
Con sede a San Diego, John Brennan scrive di scienza e ambiente dal 2006. I suoi articoli sono apparsi su "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" e "East Bay". Mensile." Brennan ha conseguito una laurea in biologia presso l'Università della California, San Diego.
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Immagine del fuoco di Luke Haverkamp da Fotolia.com