Хіміки відстежують, як електрони переносяться між атомами в реакції, використовуючи окисне число. Якщо окисне число елемента в реакції збільшується або стає менш негативним, елемент окиснювався, тоді як зменшення або більше негативного числа окислення означає, що елемент був зменшено. (Ви можете запам’ятати цю різницю, використовуючи стару мнемоніку: OIL RIG, окислення - втрата, відновлення - посилення.) Окислювач окислює інший вид і відновлюється в процесі, тоді як відновник відновлює інший вид і окислюється в процес.
Випишіть формулу хімічної реакції. Наприклад, формулою згоряння пропану є C3H8 (g) + 5 O2 -> 3 CO2 (g) + 4 H2O (l). Переконайтесь, що рівняння правильно збалансоване.
Призначте окислювальне число кожному елементу в реакції, використовуючи наступні правила: Будь-який елемент сам по собі (тобто не поєднаний з будь-якими іншими елементами) має окисне число 0. Наприклад, O2 або чистий кисень має окисне число 0, оскільки він є елементом сам по собі. Фтор є найбільш електронегативним елементом (тобто він найсильніше тягне на електрони), тому в сполуці він завжди має окисне число -1. Оскільки це другий найбільш електронегативний елемент, кисень у сполуці завжди має окисне число -2 (за лише невеликими винятками). Водень має окисне число -1 у поєднанні з металом і +1 у поєднанні з неметалом. У поєднанні з іншими елементами галогени (група 17 періодичної системи) мають окисне число -1 за винятком випадків, коли вони поєднані з киснем або галогеном, вищими в групі, і в цьому випадку вони мають окисне число +1. У поєднанні з іншими елементами метали групи 1 мають окисне число +1, тоді як метали групи 2 мають окислювальне число +2. Сума всіх окисних чисел у сполуці чи іоні повинна дорівнювати чистому заряду сполуки чи іона. Наприклад, сульфатний аніон, SO4, має чистий заряд -2, тому сума всіх окисних чисел у сполуці повинна дорівнювати -2.
Порівняйте числа окислення для кожного елемента на стороні продукту з числом окислення на стороні реагенту. Якщо окисне число виду зменшується або стає більш негативним, вид зменшується (тобто отримує електрони). Якщо окисне число виду збільшується або стає більш позитивним, воно окислюється (тобто втрачаються електрони). Наприклад, при згорянні пропану атоми кисню починають реакцію з окислювальним числом 0 і закінчити його окислювальним числом -2 (використовуючи вищезазначені правила, кисень у H2O або в CO2 має окисне число -2). Отже, кисень відновлюється при взаємодії з пропаном.
Визначте, які реагенти відновлені, а які окислені, як показано вище. Реагент, який окислює елемент в іншому реагенті, є окислювачем, тоді як реагент, який відновлює елемент в іншому реагенті, є відновником. Наприклад, у реакції горіння між пропаном та киснем кисень є окислювачем, а пропан - відновником.
Зверніть увагу, що одна і та ж речовина може бути відновником в одній реакції та окисником в іншій. Однак деякі сполуки або речовини легко втрачають електрони, і тому, як правило, класифікуються як відновники інші сполуки дуже добре беруть електрони або передають атоми кисню і, отже, класифікуються як окислювальні агенти. Яку роль відіграє речовина, все одно буде залежати від реакції, про яку йдеться.
Список літератури
- "Хімічні принципи, пошуки розуміння, 4-е видання"; Пітер Аткінс та Лоретта Джонс; 2008.
Поради
- Може знадобитися невелика практика для ознайомлення з правилами присвоєння окислювальних чисел; спробуйте призначити окислювальні значення для елементів у різних сполуках, доки його не знизить.
Про автора
Джон Бреннан, який базується в Сан-Дієго, пише про науку та навколишнє середовище з 2006 року. Його статті з'явилися в "Багато", "Сан-Дієго", "Санта-Барбара Індепендент" та "Іст-Бей" Щомісяця ". Бреннан має ступінь бакалавра біології з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго.
Фото кредити
Зображення вогню від Люка Гаверкампа з Fotolia.com