Kemister håller reda på hur elektroner överförs mellan atomer i en reaktion med hjälp av ett oxidationsnummer. Om oxidationsnumret för ett element i reaktionen ökar eller blir mindre negativt, blir elementet har oxiderats, medan ett minskat eller mer negativt oxidationsnummer betyder att elementet har varit nedsatt. (Du kan komma ihåg denna åtskillnad med en gammal mnemonic: OIL RIG, oxidation är förlust, reduktion är gain.) Ett oxidationsmedel oxiderar en annan art och reduceras under processen, medan ett reduceringsmedel reducerar en annan art och oxideras i bearbeta.
Skriv ut formeln för den kemiska reaktionen. Formeln för förbränning av propan är till exempel C3H8 (g) + 502 -> 3 CO2 (g) + 4 H2O (l). Se till att ekvationen är balanserad ordentligt.
Tilldela ett oxidationsnummer till varje element i reaktionen med hjälp av följande regler: Alla element i sig (dvs. inte kombineras med några andra element) har ett oxidationsnummer på 0. O2 eller rent syre har till exempel ett oxidationsnummer på 0 eftersom det är ett element i sig. Fluor är det mest elektronegativa elementet (dvs. det utövar den starkaste dragningen på elektroner), så i en förening har den alltid ett oxidationsnummer på -1. Eftersom det är det näst mest elektronegativa elementet har syre i en förening alltid ett oxidationsnummer på -2 (med bara några få undantag). Väte har ett oxidationsnummer på -1 när det kombineras med en metall och +1 när det kombineras med ett icke-metalliskt. I kombination med andra element har halogener (grupp 17 i det periodiska systemet) ett oxidationsnummer på -1 om de inte kombineras med syre eller en halogen högre i gruppen, i vilket fall de har ett oxidationsnummer på +1. I kombination med andra element har grupp 1-metaller ett oxidationsnummer på +1, medan grupp 2-metaller har ett oxidationsnummer på +2. Summan av alla oxidationsnummer i en förening eller jon måste vara lika med föreningens eller jonens nettoladdning. Sulfatanjonen, SO4, har till exempel en nettoladdning på -2, så summan av alla oxidationstal i föreningen måste vara lika med -2.
Jämför oxidationsnumren för varje element på produktsidan med oxidationsnumret på reaktantsidan. Om oxidationsantalet för en art minskar eller blir mer negativt har arten minskat (dvs fått elektroner). Om oxidationsantalet för en art ökar eller blir mer positivt har det oxiderats (dvs. förlorade elektroner). Vid förbränning av propan, till exempel, börjar syreatomerna reaktionen med ett oxidationsnummer 0 och avsluta det med ett oxidationsnummer på -2 (enligt ovanstående regler har syre i H2O eller i CO2 ett oxidationsnummer på -2). Följaktligen reduceras syre när det reagerar med propan.
Bestäm vilka reaktanter som reduceras och vilka som oxideras såsom visas ovan. En reaktant som oxiderar ett element i en annan reaktant är ett oxidationsmedel, medan en reaktant som reducerar ett element i en annan reaktant är ett reduktionsmedel. I förbränningsreaktionen mellan propan och syre är exempelvis syre oxidationsmedlet och propan är reduktionsmedlet.
Observera att samma substans kan vara ett reduktionsmedel i en reaktion och ett oxidationsmedel i en annan. Vissa föreningar eller substanser tappar emellertid lätt elektroner och klassificeras därför i allmänhet som reduktionsmedel, medan andra föreningar är mycket bra på att ta elektroner eller överföra syreatomer och klassificeras således i allmänhet som oxiderande agenter. Vilken roll ett ämne spelar beror fortfarande på reaktionen i fråga.
Referenser
- "Chemical Principles, the Quest for Insight, 4th Edition"; Peter Atkins och Loretta Jones; 2008.
Tips
- Det kan ta lite övning att bekanta sig med regler för tilldelning av oxidationsnummer; försök tilldela oxidationsnummer för element i olika föreningar tills du har det nere.
Om författaren
John Brennan har sin bas i San Diego och har skrivit om vetenskap och miljö sedan 2006. Hans artiklar har dykt upp i "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" och "East Bay Varje månad. "Brennan har en kandidatexamen i biologi från University of California, San Diego.
Fotokrediter
Eldbild av Luke Haverkamp från Fotolia.com