Come trovare i numeri di ossidazione

Contenuto

• stadi
• Parte 1 Determinazione dei numeri di ossidazione dalle regole di chimica
• Parte 2 Determinare i numeri di ossidazione per gli atomi che non seguono regole specifiche

In chimica, i termini "ossidazione" e "riduzione" si riferiscono a reazioni in cui un atomo (o un gruppo di atomi) perde o guadagna elettroni, rispettivamente. I numeri di ossidazione sono numeri assegnati ad atomi (o gruppi di atomi) che aiutano i chimici a sapere quanti elettroni possono essere trasferiti e se un reagente subisce ossidazione o riduzione durante una reazione. Il processo mediante il quale un numero di atomizzazione viene assegnato agli atomi può essere semplice o molto complicato a seconda della carica degli atomi e della composizione chimica delle molecole a cui appartengono. Per complicare ulteriormente le cose, alcuni atomi possono avere più di due numeri di ossidazione. Fortunatamente, la determinazione del numero di ossidazione è regolata da regole ben definite che sono facili da implementare, sebbene possa essere utile avere conoscenza della chimica e dell'algebra.

stadi

Parte 1 Determinazione dei numeri di ossidazione dalle regole di chimica

1. 
   

   
   Identifica se il prodotto su cui stai lavorando è un atomo elementare. Il numero di ossidazione degli atomi elementari, liberi e non combinati con altri elementi, è sempre 0. Ciò vale per gli atomi la cui forma elementare è composta da questo atomo semplice, ma anche per gli atomi la cui forma elementare è diatomico o poliatomico.
   • Ad esempio, Al_(S) e Cl₂ entrambi hanno un numero di ossidazione pari a 0 perché sono in forma elementare, non combinata.
   • Si noti che la forma elementare di zolfo, S₈oppure l'ottasulfur, sebbene irregolare, ha anche un numero di ossidazione pari a 0.

2. 
   

   
   
   
   Identificare se il prodotto in questione è in forma ionizzata. Il numero di ossidazione degli ioni è uguale alla loro carica. Questo è vero per gli ioni che non sono collegati ad altri elementi ma anche per gli ioni che fanno parte di un composto ionico.
   • Ad esempio, il numero di ossidazione dello ione Cl è -1.
   • Cl ione possiede sempre un numero di ossidazione di -1 quando fa parte del composto NaCl. Poiché la carica dello ione Na, per definizione, è +1, sappiamo che la carica dello ione Cl è -1. Pertanto, il suo numero di ossidazione è sempre -1.

3. 
   

   
   Per gli ioni metallici, potrebbero esserci diversi numeri di ossidazione. Molti elementi metallici hanno più di un carico. Ad esempio, il ferro (Fe) può essere in forma ionizzata con una carica di +2 o +3. Le cariche degli ioni metallici (e quindi i loro numeri di ossidazione) possono essere determinate in funzione delle cariche degli altri atomi del composto di cui fanno parte, oppure utilizzando i numeri romani quando le informazioni sono scritte sotto forma di e (come nella frase: "La carica dello ione ferro (III) è +3").
   • Prendi l'esempio di un composto contenente lo ione metallo alluminio. Il composto AlCl₃ ha una carica complessiva di 0. Sappiamo che gli ioni Cl hanno una carica di -1 e che ci sono 3 nel composto, quindi lo ione Al deve avere una carica di +3 in modo che la carica complessiva di tutti gli ioni è uguale a 0. Pertanto, il numero di ossidazione di Al è +3.

4. 
   

   
   
   
   Assegnare all'ossigeno un numero di ossidazione di -2 (con eccezioni). in più In alcuni casi, gli atomi di ossigeno hanno un numero di ossidazione di -2. Tuttavia, ci sono alcune eccezioni a questa regola:
   • Quando l'ossigeno è nello stato elementare (O₂), il suo numero di ossidazione è 0, come nel caso di tutti gli atomi elementari.
   • Quando l'ossigeno fa parte di a perossido, quindi il suo numero di ossidazione è -1. I perossidi sono una classe di composti che hanno un semplice legame ossigeno-ossigeno (o anione perossido)₂). Ad esempio, nella molecola di H₂O₂ (perossido di idrogeno), il numero di ossidazione dell'ossigeno (e della sua carica) è -1.
   • Quando l'ossigeno è legato al fluoro, il suo numero di ossidazione è +2. Per ulteriori informazioni, leggi le regole per il fluoro più avanti in questo articolo.

5. 
   

   
   Assegna un numero di ossidazione di +1 all'idrogeno (con eccezioni). Per quanto riguarda l'ossigeno, il numero di ossidazione dell'idrogeno è soggetto a casi eccezionali. In generale, il numero di ossidazione dell'idrogeno è +1 (a meno che, di nuovo, sia nella sua forma elementare, H₂). Tuttavia, nel caso dei cosiddetti composti ibridi speciali, l'idrogeno ha un numero di ossidazione di -1.
   • Ad esempio, nella molecola di H₂O, sappiamo che l'idrogeno ha un numero di ossidazione di +1 perché l'ossigeno ha una carica di -2 e abbiamo bisogno di 2 + 1 cariche perché la carica complessiva del composto sia 0.Tuttavia, nella forma ibrida di idrossido di sodio, NaH, l'idrogeno ha un numero di ossidazione di -1 perché gli ioni Na hanno una carica di +1; pertanto, affinché la carica totale del composto sia zero, la carica di idrogeno (e quindi il suo numero di ossidazione) deve essere uguale a -1.

6. 
   

   
   Fluor ha sempre un numero di ossidazione di -1. Come abbiamo già detto, il numero di ossidazione di alcuni elementi può variare per molte ragioni (questo è il caso degli ioni metallici, degli atomi di ossigeno nei perossidi, ecc.). Tuttavia, il fluoro ha un numero di ossidazione di -1 e questo non cambia mai. Ciò è dovuto al fatto che il fluoro è l'elemento più elettronegativo - in altre parole, è l'elemento che ha meno probabilità di dare uno dei suoi elettroni e che è più probabile che prenda o gli elettroni di un altro elemento. Ecco perché la sua carica non cambia.

7. 
   

   
   Considera il numero di ossidazione di un composto uguale alla carica di quel composto. La somma dei numeri di ossidazione di tutti gli atomi di un composto deve essere uguale alla carica di questo composto. Ad esempio, se un composto non viene caricato, la somma dei numeri di ossidazione di tutti i suoi atomi deve essere uguale a 0; se il composto è uno ione di carica poliatomico -1, allora la somma dei numeri di ossidazione deve essere -1 e così via.
   • Questo è un buon modo per verificare se hai fatto bene il tuo lavoro - se la somma dei numeri di ossidazione del tuo composto non è uguale alla carica totale del tuo composto, allora puoi essere sicuro di aver fatto un errore. da qualche parte nel determinare i numeri di ossidazione.

Parte 2 Determinare i numeri di ossidazione per gli atomi che non seguono regole specifiche

1. 
   

   
   Trova atomi che non hanno regole per l'assegnazione dei numeri di ossidazione. Per alcuni atomi, non esiste una regola specifica per la determinazione del loro numero di ossidazione. Se il tuo atomo non appare nei paragrafi precedenti e non sei sicuro della sua carica (se per esempio fa parte di un composto più grande e la sua carica individuale non ti viene data), allora puoi trova il numero di ossidazione dell'atomo procedendo per eliminazione. Innanzitutto, determinerai il numero di ossidazione di ciascuno degli altri atomi del composto, prima di determinare il numero dell'atomo che ti interessa in base alla carica complessiva del composto.
   • Ad esempio, nel composto Na₂SO₄, la carica dello zolfo (S) è sconosciuta - tutto ciò che possiamo dire è che la sua carica è diversa da 0 perché non è nella sua forma elementare. È un buon candidato applicare questo metodo algebrico per determinare il numero di ossidazione.

2. 
   

   
   Trova i numeri di ossidazione degli altri elementi del composto. Utilizzando le regole chimiche per determinare il numero di ossidazione, trovare i numeri di ossidazione degli altri atomi del composto. Prestare attenzione a casi eccezionali per O, atomi di carbonio, ecc.
   • Seguendo le regole di chimica delineate nella sezione precedente, lo sappiamo nel composto Na₂SO₄ gli ioni Na hanno una carica (e quindi un numero di ossidazione) di +1 e gli atomi di ossigeno hanno un numero di ossidazione di -2.

3. 
   

   
   Per ogni atomo, moltiplicare il loro numero per il loro numero di ossidazione. Ora che conosciamo i numeri di ossidazione di tutti i nostri atomi tranne l'atomo di interesse, dobbiamo tenere conto del fatto che alcuni di questi atomi possono apparire più di una volta nel composto. Moltiplica il coefficiente numerico di ciascun atomo (scritto nell'indice dopo il simbolo chimico dell'atomo nel composto) per il suo numero di ossidazione.
   • Nel composto Na₂SO₄sappiamo che ci sono 2 atomi di Na e 4 atomi di O. Quindi dobbiamo moltiplicare +1 (il numero di ossidazione di Na) per 2 per ottenere un risultato di 2, quindi moltiplicare -2 (il numero di ossidazione di O) di 4 per ottenere un risultato di -8.

4. 
   

   
   Aggiungi i risultati. Aggiungi i risultati delle tue moltiplicazioni per ottenere il numero di ossidazione senza prendere in considerazione il numero di ossidazione dell'atomo che ci interessa.
   • Nell'esempio di Na₂SO₄, sarebbe stato necessario aggiungere 2 e -8 per ottenere -6.

5. 
   

   
   Calcola il numero di ossidazione sconosciuto in base alla carica del composto. Ora hai tutte le informazioni necessarie per trovare il numero di ossidazione che ci interessa utilizzando semplici regole algebriche. Stabilire un'equazione in base alla quale i risultati dei passaggi precedenti più il numero di ossidazione sconosciuto sono uguali alla carica complessiva del composto. In altre parole: (Somma dei numeri di ossidazione noti) + (numero di ossidazione sconosciuto) = (carica composta).
   • Prendendo l'esempio di Na₂SO₄Ecco come farlo:
     • (Somma dei numeri di ossidazione noti) + (numero di ossidazione sconosciuto) = (carica composta)
     • -6 + S = 0
     • S = 0 + 6
     • S = 6. Il numero di ossidazione di S è uguale a 6 nel composto Na₂SO₄.