Реакція окиснення-відновлення, або коротше "окисно-відновна" реакція, передбачає обмін електронами між атомами. Для того, щоб визначити, що відбувається з якими елементами в окисно-відновлювальній реакції, ви повинні визначити окислювальні числа для кожного атома до і після реакції. Окислювальні числа представляють потенційний заряд атома в його іонному стані. Якщо в реакції окисне число атома зменшується, воно зменшується. Якщо окисне число атома збільшується, він окислюється.
Загальні правила окислювального числа
Для того, щоб визначити окисне число атома, потрібно врахувати ряд загальних правил. По-перше, число окислення елементарних речовин дорівнює нулю. По-друге, окисне число іона, що містить лише один атом, дорівнює заряду цього іона. По-третє, сума окислювальних чисел елементів у сполуці дорівнює нулю. По-четверте, окислювальні елементи елементів в іоні з кількома атомами додають загального заряду.
Правила специфічного числа окислення для елементів
Ряд елементів або груп елементів мають передбачувані числа окислення. Розгляньте також наступні правила. По-перше, окислення іона групи 1А становить +1. По-друге, окисне число іона групи 2А становить +2. По-третє, окисне число водню зазвичай становить +1, якщо він не поєднується з металом. У такому випадку він має окисне число -1. По-четверте, окисне число кисню зазвичай становить -2. По-п’яте, окисне число іона фтору в сполуці завжди дорівнює -1.
Визначення числа окислення
Правила окислювального числа допомагають визначити окислювальні числа невідомих елементів у хімічному рівнянні. Наприклад, розглянемо таке хімічне рівняння:
Zn + 2HCl -> Zn2 + + H2 + 2Cl-
З лівого боку цинк має окисне число нульове. Водень пов'язаний з неметалом і тому має окисне число +1. Чистий заряд HCl дорівнює нулю, тому хлор має окисне число -1. Праворуч цинк має окисне число +2, ідентичне його іонному заряду. Водень зустрічається у своїй елементарній формі і тому має окисне число нульове. Хлор все ще має окисне число -1.
Порівняння двох сторін
Для того, щоб визначити, що окислюється, а що відновлюється в окислювально-відновлювальній реакції, ви повинні відстежувати зміни в числах окислення по двох сторонах рівняння. У наведеному вище рівнянні цинк починався з нуля і закінчувався при +2. Водень починався з +1 і закінчувався при нулі. Хлор залишався на рівні -1. Кількість окислення цинку зросла. Тому цинк окислювався. Кількість окислення водню зменшилась. Тому водень був знижений. Хлор не зазнав змін у кількості окислення, а тому не був ані відновленим, ані окисленим.