Hur räknar man med oxidationstal

Oxidationstal (OT) existerar en sätt för att hålla koll vid elektronerna beneath enstaka kemisk reaktion. Detta kunna användas till att snabbt känna igen oxidationer samt reduktioner bara genom för att titta vid enstaka reaktionsformel. vilket oss bör titta inom enstaka senare nyhet förmå detta även användas till för att balansera reaktionsformler för redoxreaktioner.

Bakgrund

I artikeln ifall redoxreaktioner tittade oss vid olika modell vid redoxreaktioner.

nära vissa från dem sker fullständigaelektronövergångar, exempelvis den här:

\(\mathrm{Fe(s) + Cu^{2+}(aq) \longrightarrow Fe^{2+}(aq) + Cu(s)}\,,\)

där detta existerar enkel för att känna igen oxidationen (järn avger elektroner) samt reduktionen (koppar upptar elektroner).

Vid andra redoxreaktioner sker detta endast partiella (delvisa) elektronövergångar.

en modell existerar denna reaktion:

\(\mathrm{2H_2(g) + O_2(g) \longrightarrow 2H_2O(g)}\,.\)

I dessa fall existerar detta ej ständigt således klart vilket kurs likt oxideras samt vilket såsom minskas. inom just detta fallet lyckades oss resonera oss fram mot för att vätet oxideras samt syret minskas, genom för att nyttja elektronegativitet på grund av för att att fatta beslut eller bestämma något vilket atomslag såsom dem olika bindningselektronerna tillhör.

Hur fungerar oxidationstal?

Oxidationstal existerar en sätt för att effektivisera resonemanget oss förde ovan på grund av för att visa för att förbränningen från väte fanns ett redoxreaktion.

Grundtanken existerar att man föreställer sig för att samtliga relaterade till poler eller motsatser kovalenta bindningar existerar jonbindningar samt kollar vilka laddningar dem olika atomerna får.

Mer precist gäller nästa regler (de numeriskt värde sista följer egentligen från dem numeriskt värde första):

Kovalenta bindningar görs ifall mot jonbindningar, var varenda bindningselektronerna går mot den maximalt elektronegativa atomen inom varenda bindning.

angående numeriskt värde likadana atomer binder kovalent mot varandra delas bindningselektronerna upp lika mellan dem.
Joner får identisk oxidationstal såsom sin laddning.
Oladdade grundämnen får oxidationstalet 0.
Summan från varenda oxidationstal inom enstaka förening är lika tillsammans laddningen till föreningen.

Detta gäller både till molekyler samt joner.
OT anges i romerska siffror och används inom kemi för att balansera formler
(Exempelvis ska summan bli 0 inom H₂O samt −2 inom CO₃²⁻.)

Notera: Oxidationstal skrivs oftast med indikator samt romerska siffror (exempelvis +IV alternativt −II). Även angående detta existerar mindre klart, förekommer detta ibland för att vanliga arabiska siffror används, samt för att plustecken utelämnas.

Lägg även symbol mot för att tecknet på grund av oxidationstal skrivs före siffran; till laddningar (exempelvis 4+ alternativt 2−) existerar detta tvärtom.

Exempel 1Svar

Vilket OT äger vätena i H₂och järnet i Fe²⁺?

Väteatomerna inom hydrogen äger oxidationstalet 0. detta förmå oss titta vid numeriskt värde sätt.

Dels genom för att vätgas är en grundämne, samt dels genom för att dela upp bindningselektronerna inom H₂ så för att oss får ett valenselektron per väteatom.

reducerats i reaktionen

ett väteatom tillsammans med enstaka valenselektron existerar vilket vän oladdad.

Järnjonen har laddningen 2+, samt därmed besitter järnet oxidationstalet +II.

Exempel 2Svar

Sätt ut oxidationstal på grund av reaktanter samt varor inom reaktionen mellan järn samt kopparjoner:

\(\mathrm{Fe(s) + Cu^{2+}(aq) \longrightarrow Fe^{2+} + Cu(s)}\,.\)

\(\mathrm{Fe(s) + Cu^{2+}(aq) \longrightarrow Fe^{2+} + Cu(s)}\)

Fe existerar en oladdat grundämne och äger därför 0 likt OT. Cu²⁺ besitter laddningen 2+ samt således OT +II.

Fe²⁺ besitter tillsammans identisk argument även OT +II. Cu besitter 0 likt OT.

Notera för att järns oxidationstal ökar (från 0 mot +II) samt koppars oxidationstal reducerar (från +II mot 0).

Exempel 3Svar

Sätt ut oxidationstal på grund av samtliga atomer inom reaktanter samt varor inom förbränningen från vätgas:

\(\mathrm{2H_2(g) + O_2(g) \longrightarrow 2H_2O(g)}\,.

\(\mathrm{2H_2(g) + O_2(g) \longrightarrow 2H_2O(g)}\)

Vi äger redan sett för att väteatomerna inom H₂ äger OT 0.

På motsvarande sätt kommer oss fram mot för att syreatomerna inom O₂ också besitter OT 0.

I vattnet föreställer vi oss för att varenda bindningselektroner förändras mot syret.

Syret får då 8 valenselektroner, vilket existerar 2 mer än vad enstaka neutral syreatom besitter i enlighet med periodiska systemet. Detta innebär för att syreatomen besitter OT −II.

Det kan även användas för att undersöka om ett ämne oxideras eller reduceras i en redoxreaktion

Vätet får 0 valenslelektroner, vilket existerar ett färre än vilket enstaka neutral väteatom äger. Detta innebär för att väteatomerna får OT +I.

Notera för att väteatomernas OT ökar ifrån 0 mot +I, samt för att syreatomerna OT reducerar ifrån 0 mot −II.

Hur tolkar man oxidationstal?

När en material oxideras blir detta av tillsammans elektroner, får större positiv laddning samt högre (mer positivt) oxidationstal.

då en kurs minskas får detta elektroner, får större negativ laddning samt lägre (mer negativt) oxidationstal. (En minnesregel till detta existerar för att termen ”reducera” inom vardagliga kontext betyder just ”minska”.) Scrolla gärna upp samt granska för att detta stämmer till reaktionen mellan järn samt kopparjoner, samt reaktionen mellan väte samt syre.

Man är kapabel även uttrycka detta liksom att ju högre oxidationstal enstaka atom besitter, desto mer oxiderad existerar den, samt omvänt: för att ju lägre oxidationstal enstaka atom äger, desto mer reducerad existerar den.

Exempel 4Svar

En från farorna tillsammans för att erhålla inom sig träsprit (metanol) existerar för att enzymer inom kroppen omvandlar detta mot myrsyra liksom försurar kroppen.

Använd OT till för att att fatta beslut eller bestämma något ifall kolatomen inom metanol oxideras alternativt minskas nära denna process.

Slå upp ett tabell tillsammans med elektronegativiteter, om ni ej redan vet för att syre existerar mer elektronegativt än kol, likt inom sin tur existerar mer elektronegativt än väte.

oss låter elektronerna inom varenda bindning övergå mot den maximalt elektronegativa atomen:

Vi ser då för att kolatomen tillsammans med vårt mentalitet ”äger” 6 valenselektroner innan reaktionen, samt 2 valenselektroner efter reaktionen. ett neutral kolatom äger i enlighet med periodiska systemet 4 valenselektroner.

Kolatomens oxidationstal är beroende av hur elektronegativa de andra atomerna är

detta betyder för att kolet äger en överskott vid 2 elektroner innan reaktionen, samt därmed OT −II, samt besitter en underskott vid numeriskt värde elektroner efter reaktionen, samt därmed OT +II.

Kolatomen ökar alltså sitt OT beneath reaktionen, samt oxideras således nära processen.

Tips: En utmärkt rutin då man beräknar ut OT till atomerna inom enstaka kemisk förening existerar för att kontrollräkna OT därför för att summan blir lika tillsammans med föreningens laddning.

inom detta fallet får oss 1+1+1+1+(-2)+(-2)=0 på grund av metanol, samt (-2)+(-2)+2+1+1=0 på grund av myrsyra, vilket stämmer tillsammans med för att både metanol samt myrsyra existerar oladdade föreningar.

Tumregler på grund av oxidationstal

Ibland existerar detta jobbigt för att behöva rita rita upp strukturen på grund av detta tema vars atomer man önskar besluta oxidationstalet vid.

hur beräknar man tillsammans med oxidationstal

detta förmå då artikel god för att lära sig nästa tumregler utantill:

F besitter ständigt −I likt OT inom kemiska föreningar tillsammans med andra ämnen.
detta beror vid för att fluor existerar detta maximalt elektronegativa av samtliga atomslagen, samt därmed ständigt kommer för att ”äga” elektronerna inom ett kovalent bindning tillsammans med en annat atomslag.
O besitter ständigt −II liksom OT inom kemiska föreningar tillsammans med andra ämnen, förutom inom bindning tillsammans F. Detta beror vid för att syre existerar detta maximalt elektronegativa från varenda atomslag näst efter fluor.

Viktiga undantag existerar peroxider, eftersom syre var binder mot syre.
H besitter oftast +I likt OT inom förening tillsammans med andra icke-metaller.
Detta eftersom väte existerar mindre elektronegativt än nästan samtliga icke-metaller. Atomslaget bor (B) existerar en viktigt undantag.

Kom dock minnas för att detta existerar just tumregler.

Avspeglar alltså hur pass oxiderat/reducerat ett ämne är

Regeln ifall för att man föreställer sig för att elektronerna går mot den maximalt elektronegativa atomen inom enstaka kovalent bindning är däremot allmängiltig.

Exempel 5Svar

Bestäm OT på grund av samtliga atomerna inom O₂, F₂ och H₂.

Alla atomerna äger OT 0 inom samtliga dessa molekyler, eftersom detta existerar fråga ifall oladdade grundämnen.

Kommentar: Ett vanligt misstag existerar för att svara för att syreatomernas OT existerar −II, för att fluoratomernas OT existerar −I samt för att vätenas OT existerar +I.

utför man detta äger man tillämpat tumreglerna ovan blint utan för att varken äga läst dem ordentligt alternativt begripet varför dem gäller. plats ständigt vid din vakt mot sådana misstag!

Exempel 6Svar

Bestäm oxidationstalet till samtliga atomerna i
a) ammoniak, NH₃b) nitratjonen, NO₃⁻.

a) Tumreglerna ovan ger för att varenda väteatom äger OT +I på denna plats.

Vidare vet oss för att NH₃ existerar enstaka oladdad förening. Alltså måste kväveatomen äga en OT sådant för att detta sammanlagda oxidationstalet på grund av ammoniak blir 0. Anta för att kväveatomen äger OT x. Då gäller att

\(1+1+1+x=0\Leftrightarrow x=-3\,.\)

Slutsats: Kväveatomen har OT −III inom ammoniak.

b) inom NO₃⁻vet oss i enlighet med tumregelerna för att varenda syreatom äger OT −II.

eftersom nitratjonen äger laddningen 1−, därför oss för att oss för att summan från samtliga oxidationstalen bör bli −1. Anta för att kväveatomen äger x liksom OT. detta ger

\((-2)+(-2)+(-2)+x=-1\Leftrightarrow x=5\,.\)

Slutsats: Kväveatomen äger OT +V inom nitratjonen.

Kommentar: Av detta förmå oss dra slutsatsen för att kväves oxidationstal kan variera kraftigt, samt för att detta därmed ej går för att ge någon god tumregel till kväves oxidationstal.

testa liksom övning gärna för att räkna ut OT för NO₂, NO, N₂O och N₂ även. (Rätt svar existerar +IV, +II, +I samt 0.)

Övningsuppgifter

Testa dig egen tillsammans nästa övningsuppgifter.

Uppgift 1Svar

Ange den empiriska formeln för järn(III)oxid.

Detta existerar ett jonförening bestående från järnjoner samt oxidjoner.

Regler för att bestämma oxidationstalet

Järnet har uppenbarligen OT +III (det existerar detta man menar då man skriver ”järn(III)”), sålunda järnjonerna måste äga laddningen 3+ samt existerar alltså Fe³⁺. dem enda oxidjoner såsom finns existerar O²⁻, vilket stämmer överens tillsammans med tumregeln för att syre besitter OT −II inom föreningar.

En jonförening måste artikel oladdad liksom totalitet.

Därmed vet oss för att antalet järnatomer bör artikel sådant för att detta tar ut oxidjonernas negativa laddning. Detta måste innebära för att mängdförhållande existerar 2:3 (två järnjoner besitter laddningen 6+, samt tre oxidjoner äger laddningen 6−). Detta går ej för att göra kortare ytterligare. Alltså existerar den empiriska formeln Fe₂O₃.

Uppgift 2Svar

Bestäm oxidationstalet på grund av syre inom föreningen OF₂.

Fluor besitter ständigt −I såsom OT inom föreningar.

Syre tappar sina elektroner inom bindningarna mot fluor, då fluor existerar mer elektronegativt.

Vi kan använda det för att ta reda på om ett ämne har oxideras eller reducerats i en redoxreaktion: Om vi sätter ut alla oxidationstal för alla atomer/joner som ingår i reaktionen (före och efter reaktionspilen) så kan vi lista ut vilka atomer/joner som har oxiderats resp

Fluor besitter −I likt OT, samt på grund av för att molekylen bör artikel oladdad måste syre äga +II liksom OT.

Kommentar: Ett vanligt misstag på denna plats existerar för att glömma försvunnen för att tumregeln för att syre äger OT −II enbart gäller då syre existerar bundet mot andra atomslag än fluor. förlorar man detta blir uppgiften olösbar eftersom man får numeriskt värde tumregler såsom verkar motsäga varandra.

Uppgift 3 (medlemsuppgift)

Uppgift 4 (medlemsuppgift)

Uppgift 5Svar

Ange vilket atomslag som oxideras samt vilket atomslag som reduceras nära reaktionen

\(\mathrm{CH_4(g) + 2O_2(g) \longrightarrow CO_2(g) + 2H_2O(g)}\,.\)

Vi sätter ut oxidationstal till samtliga atomslag inom reaktanterna respektive produkterna, samt kollar sedan hur dessa oxidationstal ändras beneath reaktionens gång.

Metan (CH₄).

Vätena äger OT +I i enlighet med tumreglerna. eftersom metanmolekylerna existerar oladdade måste kolet därför äga OT −IV.

Syrgas (O₂). Detta existerar en grundämne. Syrena äger därför OT 0.

Koldioxid (CO₂). Syrena besitter OT −II i enlighet med tumreglerna.

eftersom koldioxidmolekylerna existerar oladdade måste kolet därför äga OT +IV.

Vatten (H₂O). Syret äger OT −II, samt vätena äger OT +I i enlighet med tumreglerna.

Kol går ifrån för att äga OT −IV mot för att äga OT +IV.

ü Kolatomer kan ha oxidationstal från +IV till -IV: Kolatomer har 4 valenselektroner och kan därför skapa maximalt 4 bindningar till andra atomer

Detta existerar ett ökning från oxidationstalet. Alltså oxideras kolet (förlorar elektroner).

Väte äger OT +I både före samt efter reaktionen. Alltså varken oxideras alternativt minskas väte nämnvärt.

Syre går ifrån för att äga OT 0 mot för att äga OT −II. Detta existerar ett minskning från oxidationstalet. Alltså minskas syret (vinner elektroner).

Svar: Kol oxideras, syre reduceras.

Kommentar:Jämför gärna detta tillsammans med detta komplicerade resonemang likt oss förde inom den allmänna artikeln angående redoxreaktioner.

oss kom mot identisk slutsats, dock detta fanns många jobbigare.