Окислительно-восстановительная реакция, или для краткости «окислительно-восстановительная» реакция, включает обмен электронами между атомами. Чтобы определить, что происходит с какими элементами в окислительно-восстановительной реакции, вы должны определить степень окисления для каждого атома до и после реакции. Число окисления представляет собой потенциальный заряд атома в его ионном состоянии. Если степень окисления атома уменьшается в результате реакции, она уменьшается. Если степень окисления атома увеличивается, он окисляется.
Общие правила окислительного числа
Чтобы определить степень окисления атома, вы должны учитывать ряд общих правил. Во-первых, степень окисления элементарных веществ равна нулю. Во-вторых, степень окисления иона, содержащего только один атом, равна заряду этого иона. В-третьих, сумма степеней окисления элементов в соединении равна нулю. В-четвертых, степени окисления элементов в ионе с несколькими атомами добавляют к общему заряду.
Правила определения окислительного числа для конкретных элементов
У ряда элементов или групп элементов есть предсказуемые степени окисления. Также примите во внимание следующие правила. Во-первых, окисление иона Группы 1А равно +1. Во-вторых, степень окисления иона Группы 2А составляет +2. В-третьих, степень окисления водорода обычно равна +1, если он не соединяется с металлом. В таком случае он имеет степень окисления -1. В-четвертых, степень окисления кислорода обычно составляет -2. В-пятых, степень окисления иона фтора в соединении всегда равна -1.
Определение числа окисления
Правила степени окисления помогают определить степень окисления неизвестных элементов в химическом уравнении. Например, рассмотрим следующее химическое уравнение:
Zn + 2HCl -> Zn2 + + H2 + 2Cl-
С левой стороны цинк имеет нулевую степень окисления. Водород связан с неметаллом и поэтому имеет степень окисления +1. Чистый заряд HCl равен нулю, поэтому степень окисления хлора равна -1. Справа цинк имеет степень окисления +2, что идентично его ионному заряду. Водород существует в элементарной форме и поэтому имеет нулевую степень окисления. Степень окисления хлора по-прежнему равна -1.
Сравнение двух сторон
Чтобы определить, что окисляется, а что восстанавливается в окислительно-восстановительной реакции, вы должны отслеживать изменения степени окисления по обеим сторонам уравнения. В приведенном выше уравнении цинк начинался с нуля и заканчивался +2. Водород начинается с +1 и заканчивается нулем. Хлор остался на уровне -1. Степень окисления цинка увеличилась. Следовательно, цинк окислился. Степень окисления водорода снизилась. Следовательно, водород был восстановлен. Степень окисления хлора не изменилась, и поэтому он не был ни восстановлен, ни окислен.