Een oxidatie-reductiereactie, of kortweg "redox" -reactie, omvat de uitwisseling van elektronen tussen atomen. Om te bepalen wat er met welke elementen in een redoxreactie gebeurt, moet je de oxidatiegetallen voor elk atoom voor en na de reactie bepalen. Oxidatiegetallen vertegenwoordigen de potentiële lading van een atoom in zijn ionische toestand. Als het oxidatiegetal van een atoom tijdens een reactie afneemt, wordt het verlaagd. Als het oxidatiegetal van een atoom toeneemt, wordt het geoxideerd.
Algemene regels voor oxidatienummers
Om het oxidatiegetal van een atoom te bepalen, moet je rekening houden met een aantal algemene regels. Ten eerste is het oxidatiegetal van elementaire stoffen nul. Ten tweede is het oxidatiegetal van een ion dat slechts één atoom bevat gelijk aan de lading van dat ion. Ten derde is de som van de oxidatiegetallen van de elementen in een verbinding gelijk aan nul. Ten vierde dragen de oxidatiegetallen van de elementen in een ion met meerdere atomen bij aan de totale lading.
Elementspecifieke oxidatiegetalregels
Een aantal elementen of groepen elementen hebben voorspelbare oxidatiegetallen. Denk ook aan de volgende regels. Ten eerste is de oxidatie van een Groep 1A-ion +1. Ten tweede is het oxidatiegetal van een Groep 2A-ion +2. Ten derde is het oxidatiegetal van waterstof typisch +1, tenzij het wordt gecombineerd met een metaal. In zo'n geval heeft het een oxidatiegetal van -1. Ten vierde is het oxidatiegetal van zuurstof typisch -2. Ten vijfde is het oxidatiegetal van een fluorion in een verbinding altijd -1.
Oxidatiegetallen bepalen
De oxidatiegetalregels helpen bij het bepalen van de oxidatiegetallen van onbekende elementen in de chemische vergelijking. Beschouw bijvoorbeeld de volgende chemische vergelijking:
Zn + 2HCl --> Zn2+ + H2 +2Cl-
Aan de linkerkant heeft zink een oxidatiegetal van nul. Waterstof is gebonden aan een niet-metaal en heeft daarom een oxidatiegetal van +1. De netto lading van HCl is nul, daarom heeft chloor een oxidatiegetal van -1. Aan de rechterkant heeft zink een oxidatiegetal van +2, wat identiek is aan zijn ionische lading. Waterstof komt voor in zijn elementaire vorm en heeft daarom een oxidatiegetal van nul. Chloor heeft nog steeds een oxidatiegetal van -1.
De twee kanten vergelijken
Om te bepalen wat wordt geoxideerd en wat wordt gereduceerd in een redoxreactie, moet u de veranderingen in oxidatiegetallen aan de twee kanten van de vergelijking volgen. In de bovenstaande vergelijking begon zink met nul en eindigde op +2. Waterstof begon bij +1 en eindigde bij nul. Chloor bleef op -1. Het oxidatiegetal van zink nam toe. Daarom werd zink geoxideerd. Het oxidatiegetal van waterstof nam af. Daarom werd waterstof gereduceerd. Chloor ondervond geen verandering in het oxidatiegetal en werd daarom niet gereduceerd of geoxideerd.