Co się dzieje z liczbą utlenienia, gdy atom w reaktorze traci elektrony?

Stopień utlenienia pierwiastka wskazuje hipotetyczny ładunek atomu w związku. Jest to hipotetyczne, ponieważ w kontekście związku pierwiastki niekoniecznie muszą być jonowe. Gdy zmienia się liczba elektronów związanych z atomem, zmienia się również jego stopień utlenienia. Gdy pierwiastek traci elektron, wzrasta jego stopień utlenienia.

Kiedy pierwiastek traci elektron, jego stopień utlenienia zawsze staje się bardziej dodatni. Dokładna konfiguracja stopni utlenienia w związku jest określona przez szereg reguł stopnia utlenienia. Zasady te opisują rozkład stopni utlenienia w związku i przedstawiają typowe stopnie utlenienia dla niektórych pierwiastków. Jeśli zapoznasz się z tymi zasadami, możesz być w stanie zrozumieć i przewidzieć, który reagent ulegnie utlenieniu.

Niektóre pierwiastki mają wiele możliwych stopni utlenienia. Jeśli wiesz, jakie to pierwiastki, możesz przewidzieć, co się stanie z ich stopniami utlenienia w reakcji. Na przykład żelazo może mieć stopnie utlenienia od -2 do +6. Najczęstsze stopnie utlenienia żelaza to +2 i +3. Aby odróżnić, które z nich są obecne w związku, naukowcy zapisują stopień utlenienia cyframi rzymskimi w nazwie związku. W reakcji, jeśli żelazo straci elektrony, zmieni się jego stan utlenienia. Dzieje się tak, gdy żelazo rdzewieje. Żelazo w stanie stałym jest utleniane do żelaza (II) przez atomy tlenu. Następnie atomy żelaza (II) tracą elektrony w reakcji z jonami wodoru i tlenu. W wyniku tej reakcji powstają jony żelaza (III), z których może powstać wodorotlenek żelaza (III) i tlenek żelaza (III).

Kiedy związek traci elektrony, coś musi go do tego zmuszać. Nazywa się to środkiem utleniającym. Na przykład, gdy żelazo rdzewieje, tlen jest środkiem utleniającym. Tlen otrzymuje elektrony, które traci żelazo. Elektrony, które są tracone w reakcji, muszą zostać pozyskane gdzie indziej, aby zrównoważyć potencjał elektryczny. Z kolei zmienia się również stopień utlenienia tlenu.

Reakcje, w których pierwiastek ulega utlenieniu, zazwyczaj obejmują odpowiednią redukcję innego pierwiastka. Redukcja ma miejsce, gdy element zyskuje elektrony; w tym przypadku jego stopień utlenienia jest obniżony. Na przykład, gdy żelazo rdzewieje, tlen może zachowywać się jak środek utleniający. Gdy tlen zyskuje elektrony, zmienia się od stopnia utlenienia zero do stopnia utlenienia minus dwa.