Chemici houden met behulp van een oxidatiegetal bij hoe elektronen worden overgedragen tussen atomen in een reactie. Als het oxidatiegetal van een element in de reactie toeneemt of minder negatief wordt, wordt het element is geoxideerd, terwijl een verlaagd of meer negatief oxidatiegetal betekent dat het element is verminderd. (Je kunt dit onderscheid onthouden met een oud geheugensteuntje: OIL RIG, oxidatie is verlies, reductie is winst.) Een oxidatiemiddel oxideert een andere soort en wordt daarbij gereduceerd, terwijl een reductiemiddel een andere soort reduceert en in de werkwijze.
Schrijf de formule voor de chemische reactie op. De formule voor de verbranding van propaan is bijvoorbeeld C3H8(g) + 5 O2 --> 3 CO2(g) + 4 H2O(l). Zorg ervoor dat de vergelijking goed is uitgebalanceerd.
Ken een oxidatiegetal toe aan elk element in de reactie met behulp van de volgende regels: Elk element op zichzelf (d.w.z. niet gecombineerd met andere elementen) heeft een oxidatiegetal van 0. O2 of zuivere zuurstof heeft bijvoorbeeld een oxidatiegetal van 0 omdat het op zichzelf een element is. Fluor is het meest elektronegatieve element (d.w.z. het oefent de sterkste aantrekkingskracht uit op elektronen), dus in een verbinding heeft het altijd een oxidatiegetal van -1. Omdat het het op één na meest elektronegatieve element is, heeft zuurstof in een verbinding altijd een oxidatiegetal van -2 (op enkele uitzonderingen na). Waterstof heeft een oxidatiegetal van -1 in combinatie met een metaal en +1 in combinatie met een niet-metaal. In combinatie met andere elementen hebben halogenen (groep 17 van het periodiek systeem) een oxidatiegetal van -1 tenzij gecombineerd met zuurstof of een halogeen hoger in de groep, in welk geval ze een oxidatiegetal hebben van +1. In combinatie met andere elementen hebben metalen van groep 1 een oxidatiegetal van +1, terwijl metalen van groep 2 een oxidatiegetal van +2 hebben. De som van alle oxidatiegetallen in een verbinding of ion moet gelijk zijn aan de netto lading van de verbinding of het ion. Het sulfaatanion, SO4, heeft bijvoorbeeld een netto lading van -2, dus de som van alle oxidatiegetallen in de verbinding moet gelijk zijn aan -2.
Vergelijk de oxidatiegetallen voor elk element aan de productzijde met het oxidatiegetal aan de reactantzijde. Als het oxidatiegetal van een soort afneemt of negatiever wordt, is de soort verminderd (d.w.z. gewonnen elektronen). Als het oxidatiegetal van een soort toeneemt of positiever wordt, is deze geoxideerd (d.w.z. verloren elektronen). Bij de verbranding van bijvoorbeeld propaan beginnen de zuurstofatomen de reactie met een oxidatiegetal van 0 en eindig met een oxidatiegetal van -2 (volgens de bovenstaande regels heeft zuurstof in H2O of in CO2 een oxidatiegetal van -2). Bijgevolg wordt zuurstof verminderd wanneer het reageert met propaan.
Bepaal welke reactanten worden gereduceerd en welke worden geoxideerd zoals hierboven weergegeven. Een reactant die een element in een andere reactant oxideert, is een oxidatiemiddel, terwijl een reactant die een element in een andere reactant reduceert een reductiemiddel is. Bij de verbrandingsreactie tussen propaan en zuurstof is bijvoorbeeld zuurstof het oxidatiemiddel en propaan het reductiemiddel.
Merk op dat dezelfde stof in de ene reactie een reductiemiddel kan zijn en in een andere reactie een oxidatiemiddel. Sommige verbindingen of stoffen verliezen echter gemakkelijk elektronen en worden daarom over het algemeen geclassificeerd als reductiemiddelen, terwijl andere verbindingen zijn erg goed in het opnemen van elektronen of het overbrengen van zuurstofatomen en worden daarom over het algemeen geclassificeerd als oxiderend agenten. Welke rol een stof speelt, hangt nog af van de betreffende reactie.
Referenties
- "Chemische principes, de zoektocht naar inzicht, 4e editie"; Peter Atkins en Loretta Jones; 2008.
Tips
- Het kan wat oefening vergen om vertrouwd te raken met de regels voor het toekennen van oxidatiegetallen; probeer oxidatienummers toe te wijzen aan elementen in verschillende verbindingen totdat je het onder de knie hebt.
Over de auteur
John Brennan, gevestigd in San Diego, schrijft sinds 2006 over wetenschap en het milieu. Zijn artikelen zijn verschenen in "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" en "East Bay". Maandelijks." Brennan heeft een Bachelor of Science in biologie van de Universiteit van Californië, San Diego.
Fotocredits
Vuurbeeld door Luke Haverkamp uit Fotolia.com
