Ķīmiķi seko līdzi tam, kā elektroni tiek pārnesti starp atomiem reakcijā, izmantojot oksidācijas skaitli. Ja elementa oksidācijas skaitlis reakcijā palielinās vai kļūst mazāk negatīvs, elements ir oksidēts, savukārt samazināts vai negatīvs oksidācijas skaitlis nozīmē, ka elements ir bijis samazināts. (Jūs varat atcerēties šo atšķirību, izmantojot veco mnemo: OIL RIG, oksidēšanās ir zudums, reducēšanās ir ieguvums.) Oksidētājs oksidē citu sugu un tiek reducēta procesā, bet reducētājs samazina citu sugu daudzumu un oksidējas process.
Uzrakstiet ķīmiskās reakcijas formulu. Piemēram, propāna sadedzināšanas formula ir C3H8 (g) + 5 O2 -> 3 CO2 (g) + 4 H2O (l). Pārliecinieties, vai vienādojums ir pareizi sabalansēts.
Piešķiriet katram reakcijas elementam oksidācijas numuru, izmantojot šādus noteikumus: Jebkurš elements pats par sevi (t.i., nav apvienots ar citiem elementiem) oksidācijas skaitlis ir 0. Piemēram, O2 vai tīram skābeklim oksidācijas skaitlis ir 0, jo tas pats par sevi ir elements. Fluors ir viselektronegatīvākais elements (t.i., tas visspēcīgāk velk elektronus), tāpēc savienojumā tā oksidācijas skaitlis vienmēr ir -1. Tā kā tas ir otrais visvairāk elektronegatīvais elements, savienojumā esošajam skābeklim oksidācijas skaitlis vienmēr ir -2 (tikai ar dažiem izņēmumiem). Ūdeņraža oksidācijas skaitlis ir -1, ja to apvieno ar metālu, un +1, ja to apvieno ar nemetālu. Kombinējot ar citiem elementiem, halogēniem (periodiskās tabulas 17. grupa) oksidācijas skaitlis ir -1 ja tie nav apvienoti ar skābekli vai halogēnu, kas ir augstāks grupā, tādā gadījumā to oksidācijas skaitlis ir +1. Apvienojot ar citiem elementiem, 1. grupas metālu oksidācijas skaitlis ir +1, bet 2. grupas metālu oksidācijas skaitlis ir +2. Visu savienojumā vai jonā esošo oksidācijas skaitļu summai jābūt vienādai ar savienojuma vai jona neto lādiņu. Piemēram, sulfāta anjona, SO4, tīrais lādiņš ir -2, tāpēc visu oksidācijas skaitļu summai savienojumā jābūt vienādai ar -2.
Salīdziniet katra produkta oksidācijas skaitļus produkta pusē ar oksidācijas skaitli reaģenta pusē. Ja sugas oksidācijas skaits samazinās vai kļūst negatīvāks, suga ir samazināta (t.i., iegūti elektroni). Ja sugas oksidācijas skaits palielinās vai kļūst pozitīvāks, tā ir oksidēta (t.i., zaudēti elektroni). Piemēram, propāna sadedzināšanā skābekļa atomi sāk reakciju ar oksidācijas skaitli 0 un beidziet to ar oksidācijas skaitli -2 (izmantojot iepriekšminētos noteikumus, skābeklim H2O vai CO2 oksidācijas skaitlis ir -2). Līdz ar to skābeklis tiek samazināts, reaģējot ar propānu.
Nosakiet, kuri reaģenti ir reducēti un kuri ir oksidēti, kā parādīts iepriekš. Reaģents, kas oksidē elementu citā reaģentā, ir oksidētājs, savukārt reaģents, kas reducē elementu citā reaģentā, ir reducētājs. Sadegšanas reakcijā starp propānu un skābekli, piemēram, skābeklis ir oksidētājs un propāns ir reducētājs.
Ņemiet vērā, ka viena un tā pati viela vienā reakcijā var būt reducētājs, bet citā - oksidētājs. Daži savienojumi vai vielas tomēr viegli zaudē elektronus, tāpēc tos parasti klasificē kā reducētājus citi savienojumi ļoti labi uzņem elektronus vai pārnes skābekļa atomus, un tāpēc tos parasti klasificē kā oksidējošus aģenti. Kuru lomu spēlē viela, joprojām būs atkarīga no attiecīgās reakcijas.
Atsauces
- "Chemical Principles, Quest for Insight, 4. izdevums"; Pīters Atkinss un Loreta Džonsa; 2008.
Padomi
- Var būt nepieciešama neliela prakse, lai iepazītos ar oksidācijas numuru piešķiršanas noteikumiem; mēģiniet piešķirt oksidācijas skaitļus elementiem dažādos savienojumos, kamēr jums to nav.
par autoru
Džons Brenans, kurš atrodas Sandjego, raksta par zinātni un vidi kopš 2006. gada. Viņa raksti ir parādījušies "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" un "East Bay Katru mēnesi. "Brenans ir ieguvis dabaszinātņu bakalauru Kalifornijas Universitātē, Sandjego.
Foto kredīti
Uguns attēls no Luke Haverkamp no Fotolia.com