Calcola il numero di ossidazione di una sostanza

Video: Come si assegna il numero di ossidazione

Contenuto

Al passo
Parte 1 di 2: assegnazione di numeri di ossidazione in base a regole chimiche
Parte 2 di 2: assegnazione di numeri agli atomi senza le regole per i numeri di ossidazione
Suggerimenti
Necessità

In chimica, i termini "ossidazione" e "riduzione" indicano quelle reazioni in cui un atomo (o gruppo di atomi) perde o guadagna elettroni, rispettivamente. I numeri di ossidazione sono numeri assegnati agli atomi (o gruppi di atomi) per aiutare i chimici a controllare quanti elettroni sono disponibili per essere spostati e se determinati reagenti si ossidano o si riducono durante una reazione. Il processo di assegnazione dei numeri di ossidazione agli atomi può variare da molto semplice a più complesso, a seconda della carica degli atomi e della composizione chimica delle molecole di cui fanno parte. Per rendere le cose più complicate, alcuni atomi possono avere più numeri di ossidazione. Fortunatamente, l'assegnazione dei numeri di ossidazione è governata da regole chiaramente definite e facili da seguire, ma una comprensione di base della chimica e dell'algebra renderà molto più facile l'utilizzo di queste regole.

Al passo

Parte 1 di 2: assegnazione di numeri di ossidazione in base a regole chimiche

Determina se la sostanza in questione è elementare. Gli atomi liberi e non legati hanno sempre un numero di ossidazione pari a 0. Questo è vero sia per gli atomi costituiti da un singolo atomo che per gli atomi la cui forma elementare è biatomica o poliatomica.
- Ad esempio, Al_(S) e Cl₂ entrambi hanno il numero di ossidazione 0 perché non sono atomi composti.
- Si noti che lo zolfo nella sua forma elementare, S.₈ (octasulfur), sebbene irregolare, ha anche un numero di ossidazione pari a 0.
Determina se la sostanza in questione è uno ione. Gli ioni hanno numeri di ossidazione pari alla loro carica. Questo è vero per gli ioni non legati e per gli ioni che fanno parte di uno ione composito.
- Ad esempio, lo ione Cl ha un numero di ossidazione di -1.
- Lo ione Cl ha ancora un numero di ossidazione di -1 quando fa parte del composto NaCl. Poiché lo ione Na, per definizione, ha una carica di +1, sappiamo che lo ione Cl ha una carica di -1, quindi il numero di ossidazione è ancora -1.
Nel caso degli ioni metallici è bene ricordare che sono possibili più numeri di ossidazione. Molti metalli possono avere più di un atterraggio. Ad esempio, il ferro metallico (Fe) può essere uno ione con carica +2 o +3. la carica degli ioni metallici (e quindi i loro numeri di ossidazione) può essere determinata in relazione alla carica degli altri atomi nella composizione di cui fanno parte, o, quando scritti come testo, dalla notazione in numeri romani (come in la frase: "Lo ione ferro (III) ha una carica di +3.").
- Ad esempio, diamo un'occhiata più da vicino a un composto che contiene uno ione di alluminio. Il composto AlCl₃ ha una carica di 0. Poiché sappiamo che gli ioni Cl hanno una carica di -1 e 3 ioni Cl sono presenti nel composto, lo ione Al deve avere una carica di +3, in modo che la carica di tutti gli ioni sommati sia 0. Quindi, il numero di ossidazione di Al è +3.
Assegna un numero di ossidazione -2 all'ossigeno (con eccezioni). Nel quasi in tutti i casi, gli atomi di ossigeno hanno un numero di ossidazione di -2. Ci sono alcune eccezioni a questa regola:
- Quando l'ossigeno è nello stato elementare (O₂), quindi il numero di ossidazione è uguale a 0, che è il caso di tutti gli atomi elementari.
- Quando l'ossigeno fa parte di perossido, allora il numero di ossidazione è -1. I perossidi sono una classe di composti che hanno un legame ossigeno-ossigeno (o l'anione perossido O₂). Ad esempio, nella molecola H₂O₂ (perossido di idrogeno), l'ossigeno ha un numero di ossidazione (e una carica) di -1. Inoltre, quando l'ossigeno fa parte di un superossido, il numero di ossidazione è -0,5.
- Quando l'ossigeno è legato al fluoro, il numero di ossidazione è +2. Vedere la regola del fluoro di seguito per ulteriori informazioni. Io no₂F.₂) questo è +1.
Assegna un numero di ossidazione +1 all'idrogeno (con eccezioni). Come per l'ossigeno, il numero di ossidazione dell'idrogeno dipende da casi eccezionali. Generalmente, l'idrogeno ha un numero di ossidazione +1 (tranne che in forma elementare, H.₂). Ma nel caso di un composto speciale chiamato ibrido, l'idrogeno ha un numero di ossidazione di -1.
- Ad esempio, da H.₂Oh, sappiamo che l'idrogeno ha un numero di ossidazione di +1 perché l'ossigeno ha una carica di -2 e abbiamo bisogno di 2 cariche +1 per creare un composto con una carica totale pari a zero. Ma con la sostanza idruro di sodio, NaH, l'idrogeno ha un numero di ossidazione -1 perché lo ione Na ha una carica di +1 e, per rendere la carica totale del composto 0, l'idrogeno ha una carica (e quindi un numero di ossidazione) di -1.
Fluoro sempre un numero di ossidazione di -1. Come indicato sopra, i numeri di ossidazione di alcuni elementi possono variare a causa di vari fattori (ioni metallici, atomi di ossigeno nei perossidi, ecc.). Il fluoro, d'altra parte, ha un numero di ossidazione di -1 e questo non cambia mai. Questo perché il fluoro è l'elemento più elettro-negativo, o in altre parole, è l'elemento che è meno disposto a rinunciare agli elettroni e che più probabilmente assorbe gli elettroni da altri atomi. Pertanto, il numero di ossidazione non cambierà.
I numeri di ossidazione in un composto sono uguali alla carica del composto. I numeri di ossidazione di tutti gli atomi in un composto sono uguali alla carica di quel composto. Ad esempio, se un composto non ha carica, la somma di tutti i numeri di ossidazione sarà zero; se il composto è uno ione poliatomico con una carica di -1, i numeri di ossidazione aggiunti devono essere -1, ecc.
- Questo è un buon modo per verificare la tua risposta: se i numeri di ossidazione sommati di un composto non sono uguali alla carica di quel composto, allora sai di aver commesso un errore.

Parte 2 di 2: assegnazione di numeri agli atomi senza le regole per i numeri di ossidazione

Trova atomi senza regole sui numeri di ossidazione. Alcuni atomi non seguono le regole per trovare i numeri di ossidazione. Se un atomo non rispetta le regole di cui sopra e non sei sicuro di quale sia la sua carica (ad esempio, se fa parte di un composto più grande in modo che la carica individuale sia sconosciuta), puoi trovare il numero di ossidazione di quell'atomo eliminazione. Per prima cosa si determina qual è l'ossidazione di ogni altro atomo nel composto. Quindi risolvi la somma per l'ignoto nell'equazione, in base alla carica totale del composto.
- Ad esempio, nel composto Na₂COSÌ₄, la carica di zolfo (S) è sconosciuta - non è nella sua forma elementare, quindi non è 0, ma è tutto ciò che sappiamo. Questo è un buon candidato per applicare questo metodo per determinare algebricamente il numero di ossidazione.
Determina i numeri di ossidazione noti degli altri elementi nel composto. Utilizzando le regole di assegnazione del numero di ossidazione, determiniamo quali numeri di ossidazione hanno gli altri atomi nel composto. Sii consapevole delle eccezioni come O, H, ecc.
- In Na₂COSÌ₄, sappiamo, in base al nostro insieme di regole, che lo ione Na ha una carica (e quindi un numero di ossidazione) di +1 e che gli atomi di ossigeno hanno numeri di ossidazione di -2.
Moltiplica il numero di ogni atomo per il numero di ossidazione. Ora che conosciamo i numeri di ossidazione di tutti gli atomi tranne l'ignoto, dovremo considerare che alcuni di questi atomi possono verificarsi più di una volta. Moltiplica ogni coefficiente (scritto in pedice dopo il simbolo dell'atomo nel composto) per il numero di ossidazione.
- Per quanto riguarda Na₂COSÌ₄, sappiamo che ci sono 2 atomi di Na e 4 atomi di O. Ora eseguiamo il seguente calcolo, 2 × +1, per ottenere il numero di ossidazione di Na, 2, e moltiplichiamo 4 × -2, il numero di ossidazione di O, -8.
Somma i risultati. Sommando i risultati di queste moltiplicazioni si ottiene il numero di ossidazione del composto, senza tenendo conto del numero di ossidazione dell'atomo sconosciuto.
- Nel nostro esempio con Na₂COSÌ₄, aggiungiamo 2 a -8 per ottenere -6.
Calcola il numero di ossidazione sconosciuto in base alla carica del composto. Ora hai tutti i dati per trovare il numero di ossidazione sconosciuto usando qualche semplice algebra. Useremo un'equazione e la risposta del passaggio precedente, più la carica del composto. In altre parole: (Somma dei numeri di ossidazione sconosciuti) + (il numero di ossidazione sconosciuto che vuoi conoscere) = (carica del composto).
- Nell'esempio di Na₂COSÌ₄, risolviamo questo come segue:
  - (Somma dei numeri di ossidazione noti) + (numero di ossidazione sconosciuto che si desidera risolvere) = (carica del composto)
  - -6 + S = 0
  - S = 0 + 6
  - S = 6. S ha un numero di ossidazione o 6 in Na₂COSÌ₄.

Suggerimenti

Gli atomi nella loro forma base hanno sempre un numero di ossidazione pari a 0. Uno ione composto da 1 atomo ha un numero di ossidazione uguale alla carica. I metalli del gruppo 1A come l'idrogeno, il litio e il sodio hanno un numero di ossidazione +1; I metalli del gruppo 2A, come il magnesio e il calcio, hanno un numero di ossidazione di +2. Sia l'idrogeno che l'ossigeno possono avere 2 diversi numeri di ossidazione, a seconda del loro legame.
In un composto la somma di tutti i numeri di ossidazione dovrebbe essere uguale a 0. Se c'è uno ione con 2 atomi, la somma dei numeri di ossidazione dovrebbe essere uguale alla carica dello ione.
È molto utile sapere come leggere la tavola periodica e dove trovare i metalli e i non metalli.