En oxidationsreduktionsreaktion, eller kortfattat "redox" -reaktion, innefattar utbyte av elektroner mellan atomer. För att bestämma vad som händer med vilka element i en redoxreaktion måste du bestämma oxidationsnumren för varje atom före och efter reaktionen. Oxidationsnummer representerar den potentiella laddningen för en atom i dess joniska tillstånd. Om en atoms oxidationsantal minskar vid en reaktion minskas den. Om en atoms oxidationsantal ökar oxideras den.
Allmänna regler för oxidationsnummer
För att bestämma oxidens antal för en atom måste du överväga ett antal allmänna regler. För det första är oxidationsantalet av elementära ämnen noll. För det andra är oxidationsnumret för en jon som endast innehåller en atom lika med laddningen för den jonen. För det tredje är summan av oxidationsnumren för elementen i en förening lika med noll. För det fjärde ökar oxidationsantalet för elementen i en jon med flera atomer till den totala laddningen.
Elementspecifika regler för oxidationsnummer
Ett antal element eller grupper av element har förutsägbara oxidationsnummer. Tänk också på följande regler. För det första är oxidationen av en grupp 1A-jon +1. För det andra är oxidationsnumret för en grupp 2A-jon +2. För det tredje är oxidationsantalet väte typiskt +1, såvida det inte kombineras med en metall. I ett sådant fall har det ett oxidationsnummer -1. För det fjärde är oxidationsantalet syre typiskt -2. För det femte är oxidationsantalet för en fluorjon i en förening alltid -1.
Bestämning av oxidationsnummer
Oxidationsnummerreglerna hjälper till att bestämma oxidationsnumren för okända element i den kemiska ekvationen. Tänk till exempel på följande kemiska ekvation:
Zn + 2HCl -> Zn2 + + H2 + 2Cl-
På vänster sida har zink ett oxidationsnummer på noll. Väte är bunden till en icke-metall och har därför oxidationsantalet +1. Nettoladdningen av HCl är noll, därför har klor ett oxidationsnummer -1. På höger sida har zink ett oxidationsnummer på +2, vilket är identiskt med dess jonladdning. Väte förekommer i sin grundform och har därför ett oxidationsnummer på noll. Klor har fortfarande ett oxidationsnummer -1.
Jämföra de två sidorna
För att bestämma vad som oxideras och vad som reduceras i en redoxreaktion, måste du spåra förändringarna i oxidationsantal över ekvationens båda sidor. I ekvationen ovan började zink med noll och slutade med +2. Väte började vid +1 och slutade vid noll. Klor stannade vid -1. Zinks oxidationsantal ökade. Därför oxiderades zink. Vätens oxidationsantal minskade. Därför reducerades väte. Klor upplevde ingen förändring i oxidationsantalet och var därför varken reducerat eller oxiderat.