نحوه یافتن شماره اکسیداسیون: 12 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: Jason Gerald | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-15 08:13

در شیمی ، اصطلاحات اکسیداسیون و کاهش به واکنشهایی اشاره دارد که در آنها یک اتم (یا گروهی از اتم ها) پی در پی ، الکترونها را از دست می دهد یا به دست می آورد. یک عدد اکسیداسیون عددی است که به یک اتم (یا گروهی از اتم ها) اختصاص داده شده است و به شیمی دانان کمک می کند تا تعداد الکترونهای موجود برای انتقال و در صورت اکسید شدن یا کاهش واکنش دهنده در واکنش را تشخیص دهند. فرایند تخصیص اعداد اکسیداسیون به اتمها می تواند بر اساس بار موجود در اتم و ترکیب شیمیایی مولکولهای تشکیل دهنده اتم از آسان تا بسیار پیچیده متغیر باشد. برای پیچیده تر شدن شرایط ، برخی از اتم ها دارای بیش از یک عدد اکسیداسیون هستند. خوشبختانه ، تعیین عدد اکسیداسیون با قواعدی انجام می شود که واضح و آسان است ، اگرچه دانش شیمی پایه و جبر توضیح این قوانین را بسیار ساده تر می کند.

گام

روش 1 از 2: تعیین عدد اکسیداسیون بر اساس مقررات شیمیایی

مرحله 1. تعیین کنید که آیا مواد مورد نظر عنصر هستند یا خیر

اتمهای عناصر آزاد همیشه دارای عدد اکسیداسیون 0 هستند. این امر در مورد اتمهایی که فرم عنصری آنها از یک اتم واحد تشکیل شده است و همچنین اتمهایی که فرم عنصری آنها دو اتمی یا چند اتمی است صدق می کند.

• به عنوان مثال ، هر دو آل_(ها) و همچنین Cl₂ دارای عدد اکسیداسیون 0 هستند زیرا آنها عناصری هستند که به عناصر دیگر متصل نیستند.
• توجه داشته باشید که شکل عنصری Sulphur، S₈، یا هشت سولفور ، اگرچه غیر طبیعی است ، اما دارای عدد اکسیداسیون 0 است.

مرحله 2. تعیین کنید که آیا مواد مورد نظر یون هستند یا خیر

یونها دارای اکسیداسیون یکسانی با بار خود هستند. این امر در مورد یونهایی که به عناصر دیگر متصل نیستند صادق است و همچنین یونهایی که بخشی از ترکیبات یونی هستند.

• به عنوان مثال ، یون Cl^- دارای عدد اکسیداسیون -1 است.
• هنگامی که Cl بخشی از ترکیب NaCl باشد ، یون Cl هنوز دارای اکسیداسیون -1 است. از آنجا که یون سدیم ، طبق تعریف ، دارای بار +1 است ، می دانیم که یون Cl دارای بار -1 است ، بنابراین عدد اکسیداسیون -1 باقی می ماند.

مرحله 3. تشخیص دهید که یونهای فلزی ممکن است چندین حالت اکسیداسیون داشته باشند

بسیاری از عناصر فلزی بیش از یک بار شارژ دارند. به عنوان مثال ، فلز آهن (Fe) می تواند یک یون با شارژ +2 یا +3 باشد. بار یک یون فلزی (و در نتیجه تعداد اکسیداسیون آن) را می توان از نظر بارهای اتم های دیگر تشکیل دهنده در ترکیب ، یا هنگامی که به صورت متن با نماد عددی رومی نوشته شده است (مانند جمله ، یون آهن (III) دارای بار + 3 است.)

به عنوان مثال ، اجازه دهید ترکیبی حاوی یون آلومینیوم فلزی را بررسی کنیم. ترکیب AlCl₃ دارای بار کلی 0. است زیرا ما می دانیم که یون Cl^- دارای بار -1 و 3 یون Cl^- در ترکیب ، یون Al باید دارای بار 3+ باشد به طوری که بار کلی همه یونها 0 باشد. بنابراین ، عدد اکسیداسیون Al +3 است.

مرحله 4. شماره اکسیداسیون -2 را به اکسیژن اختصاص دهید (بدون استثنا)

تقریباً در همه موارد ، اتم اکسیژن دارای عدد اکسیداسیون -2 است. استثنائاتی در این قانون وجود دارد:

• هنگامی که اکسیژن به شکل عنصری خود باشد (O₂) ، عدد اکسیداسیون 0 است ، زیرا این قانون برای همه اتم های عنصر است.
• هنگامی که اکسیژن بخشی از یک پراکسید است ، عدد اکسیداسیون آن -1 است. پراکسیدها دسته ای از ترکیبات حاوی پیوندهای تک اکسیژن-اکسیژن (یا آنیون پراکسید O) هستند₂^-2) به عنوان مثال ، در مولکول H₂O₂ (پراکسید هیدروژن) ، اکسیژن دارای عدد اکسیداسیون (و بار) -1 است. همچنین وقتی اکسیژن بخشی از سوپراکسید است ، عدد اکسیداسیون آن -0.5 است.
• هنگامی که اکسیژن به فلورین متصل می شود ، عدد اکسیداسیون آن +2 است. برای اطلاعات بیشتر به مقررات فلورین زیر مراجعه کنید. من نه₂اف₂) ، عدد اکسیداسیون آن 1+ است.

مرحله 5. شماره اکسیداسیون 1+ را به هیدروژن اختصاص دهید (بدون استثنا)

مانند اکسیژن ، تعداد اکسیداسیون هیدروژن نیز مورد خاصی است. به طور کلی ، هیدروژن دارای یک عدد اکسیداسیون +1 است (به استثنای موارد فوق ، در شکل عنصری آن ، H₂) با این حال ، در مورد ترکیبات خاصی به نام هیدرید ، هیدروژن دارای عدد اکسیداسیون -1 است.

به عنوان مثال ، در H₂O ، ما می دانیم که هیدروژن دارای یک عدد اکسیداسیون +1 است زیرا بار اکسیژن -2 است و برای صفر شدن بار ترکیب باید به بار 2 +1 نیاز داشته باشیم. با این حال ، در هیدرید سدیم ، NaH ، هیدروژن دارای یک عدد اکسیداسیون -1 است زیرا بار یون یک بار +1 دارد و برای اینکه مجموع بارهای روی ترکیب صفر شود ، بار هیدروژن (و در نتیجه آن شماره اکسیداسیون) باید -1 باشد.

مرحله 6. فلورین همیشه دارای عدد اکسیداسیون -1 است

همانطور که در بالا ذکر شد ، تعداد اکسیداسیون عناصر خاص می تواند به دلیل عوامل مختلف (یون های فلزی ، اتم های اکسیژن در پراکسیدها و غیره) متفاوت باشد. با این حال ، فلورین دارای یک عدد اکسیداسیون -1 است که هرگز تغییر نمی کند. این به این دلیل است که فلورین الکترونگاتیوی ترین عنصر است - به عبارت دیگر ، این عنصری است که کمتر احتمال دارد الکترونهای خود را واگذار کند و به احتمال زیاد اتمهای عناصر دیگر را به خود اختصاص می دهد. بنابراین ، هزینه تغییر نمی کند.

مرحله 7. عدد اکسیداسیون در ترکیب را برابر با بار روی ترکیب کنید

اكسيداسيون اكسيداسيون تمام اتمهاي يك تركيب بايد برابر با بار موجود در تركيب باشد. به عنوان مثال ، اگر یک ترکیب بدون بار باشد ، عدد اکسیداسیون هر اتم باید به صفر برسد. اگر این ترکیب یک یون چند اتمی با بار -1 باشد ، عدد اکسیداسیون باید به -1 و غیره برسد.

این یک راه خوب برای بررسی کار شما است - اگر اعداد اکسیداسیون در ترکیب شما به بار ترکیب شما اضافه نشود ، می دانید که یک یا چند عدد اکسیداسیون اشتباه را تنظیم کرده اید

روش 2 از 2: اختصاص اعداد به اتمها بدون قانون عدد اکسیداسیون

مرحله 1. اتم ها را بدون قانون عدد اکسیداسیون پیدا کنید

برخی از اتم ها هیچ قانون خاصی در مورد اعداد اکسیداسیون ندارند. اگر اتم شما در قوانین بالا ظاهر نمی شود و مطمئن نیستید بار آن چقدر است (برای مثال ، اگر اتم ها بخشی از یک ترکیب بزرگتر هستند و بنابراین بارهای مربوطه خود را نشان نمی دهند) ، می توانید اتم را پیدا کنید عدد اکسیداسیون با فرایند حذف ابتدا حالت اکسیداسیون همه اتمهای ترکیب را تعیین می کنید ، سپس فقط اتمهای ناشناخته را بر اساس بار کل ترکیب حل می کنید.

به عنوان مثال ، در ترکیب Na₂بنابراین₄، بار گوگرد (S) ناشناخته است - اتم به شکل عنصری نیست ، بنابراین عدد اکسیداسیون آن 0 نیست ، اما این تنها چیزی است که ما می دانیم. این مثال خوبی از این روش جبری برای تعیین عدد اکسیداسیون است.

مرحله 2. اعداد شناخته شده اکسیداسیون سایر عناصر موجود در ترکیب را بیابید

با استفاده از قوانین اختصاص اعداد اکسیداسیون ، اعداد اکسیداسیون سایر اتم های ترکیب را تعیین کنید. مراقب موارد خاص مانند O ، H و غیره باشید.

در Na₂بنابراین₄، ما می دانیم که طبق قوانین ما ، یون سدیم دارای بار (و در نتیجه شماره اکسیداسیون آن) +1 و اتم اکسیژن دارای عدد اکسیداسیون -2 است.

مرحله 3. تعداد اتمها را بر تعداد اکسیداسیون آنها ضرب کنید

اکنون که اعداد اکسیداسیون همه اتمهای ما به جز ناشناخته را می دانیم ، باید این واقعیت را در نظر بگیریم که برخی از این اتمها ممکن است بیش از یک بار ظاهر شوند. هر عدد ضریب هر اتم (که در زیر آن کوچک بعد از نماد شیمیایی اتم در ترکیب نوشته شده است) را در عدد اکسیداسیون ضرب کنید.

در Na₂بنابراین₄، ما می دانیم که 2 اتم Na و 4 اتم O وجود دارد. ما 2 × +1 ، عدد اکسیداسیون Na را ضرب می کنیم تا جواب 2 بدست آید و 4 × -2 ، عدد اکسیداسیون O را ضرب می کنیم تا بدست آوریم پاسخ -8

مرحله 4. نتایج را جمع کنید

با افزودن حاصلضرب ضرب ، عدد اکسیداسیون ترکیب را بدون محاسبه شماره اکسیداسیون ناشناخته اتم به شما می دهد.

در مثال Na₂بنابراین₄ ما ، 2 در -8 به -6 اضافه می کنیم.

مرحله 5. عدد اکسیداسیون ناشناخته را بر اساس بار ترکیب محاسبه کنید

در حال حاضر ، شما همه چیز را برای یافتن اعداد اکسیداسیون ناشناخته با استفاده از جبر ساده دارید. یک معادله ایجاد کنید: پاسخ شما در مرحله قبل به علاوه عدد اکسیداسیون ناشناخته برابر با بار کلی ترکیب است. به عبارت دیگر: (مقدار عدد اکسیداسیون شناخته شده) + (شماره اکسیداسیون ناشناخته ، که جستجو می شود) = (بار ترکیب).

• در مثال Na₂بنابراین₄ ما ، آن را به صورت زیر حل می کنیم:

  • (مجموع تعداد اکسیداسیون شناخته شده) + (شماره اکسیداسیون ناشناخته ، که جستجو می شود) = (بار ترکیب)
  • -6 + S = 0
  • S = 0 + 6

  • S = 6. S دارای عدد اکسیداسیون است

    مرحله 6 در Na₂بنابراین₄.

نکات

• یونهای تک اتمی دارای عدد اکسیداسیون برابر با بار آن هستند. فلز 1A به شکل عنصری مانند هیدروژن ، لیتیوم و سدیم دارای عدد اکسیداسیون +1 است. فلزات 2A به شکل عنصری مانند منیزیم و کلسیم دارای عدد اکسیداسیون +2 هستند. هیدروژن و اکسیژن دارای دو حالت اکسیداسیون متفاوت هستند که ممکن است به پیوند بستگی داشته باشد.
• در یک ترکیب ، مجموع همه اعداد اکسیداسیون باید برابر 0 باشد. برای مثال اگر یک یون دارای 2 اتم باشد ، مجموع اعداد اکسیداسیون باید برابر بار یون باشد.
• دانستن نحوه خواندن جدول تناوبی عناصر و موقعیت فلزات و غیر فلزات بسیار مفید است.