Come Calcolare il Numero di Ossidazione di una Sostanza: 12 Passaggi (con Immagini)

Contenuto

Passi
- Parte 1 di 2: Assegnazione dei numeri di ossidazione in base alle regole chimiche
- Parte 2 di 2: Assegnare numeri agli atomi senza le regole del numero di ossidazione
Consigli
Necessità

In chimica, i termini significano "ossidazione" e "riduzione" quelle reazioni in cui un atomo (o un gruppo di atomi) perde o guadagna rispettivamente elettroni. 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 dal più semplice al più complesso, a seconda della carica degli atomi e della composizione chimica delle molecole di cui fanno parte. A complicare le cose, alcuni atomi possono avere più numeri di ossidazione. Fortunatamente, l`assegnazione dei numeri di ossidazione è regolata da regole ben definite e facili da seguire, ma una conoscenza di base della chimica e dell`algebra renderà l`utilizzo di queste regole molto più semplice.

Passi

Parte 1 di 2: Assegnazione dei numeri di ossidazione in base alle regole chimiche

Immagine titolata Find Oxidation Numbers Step 1

1. 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, sia 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, S₈ (ottasulfur), sebbene irregolare, ha anche un numero di ossidazione pari a 0.

Immagine titolata Find Oxidation Numbers Step 2

2. Determina se la sostanza in questione è uno ione. Gli ioni hanno numeri di ossidazione uguali alla loro carica. Questo è vero sia per gli ioni non legati che per gli ioni che fanno parte di uno ione composto.

Ad esempio, lo ione Cl ha un numero di ossidazione -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.

Immagine titolata Find Oxidation Numbers Step 3

3. 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 anche dei loro numeri di ossidazione) può essere determinata in relazione alla carica degli altri atomi nella composizione di cui fanno parte, oppure, se scritta come testo, dalla notazione in numeri romani (tale come nel senso: "Lo ione ferro(III) ha una carica di +3.").

Ad esempio, esaminiamo un composto contenente uno ione alluminio. Il composto AlCl₃ ha una carica 0. Poiché sappiamo che gli ioni Cl hanno una carica di -1 e ci sono 3 ioni Cl 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.

Immagine titolata Find Oxidation Numbers Step 4

4. Assegna un numero di ossidazione -2 all`ossigeno (con eccezioni). In quasi 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 allo stato elementare (O₂), allora il numero di ossidazione è 0, che è il caso di tutti gli atomi elementari.

Quando l`ossigeno fa parte perossido, allora il numero di ossidazione è -1. I perossidi sono una classe di sostanze composte 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 -0.5 è.

Quando l`ossigeno è legato al fluoro, il numero di ossidazione è +2. Vedere la regola del fluoro di seguito per ulteriori informazioni. Io no₂F₂) è questo +1.

Immagine titolata Find Oxidation Numbers Step 5

5. Assegna un numero di ossidazione di +1 all`idrogeno (con eccezioni). Come per l`ossigeno, il numero di ossidazione dell`idrogeno dipende da casi eccezionali. In generale, l`idrogeno ha un numero di ossidazione +1 (tranne in forma elementare, H₂). Ma nel caso di un composto speciale chiamato ibridi, l`idrogeno ha un numero di ossidazione di -1.

Ad esempio, da H₂Oh, 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 per fare un composto con una carica totale pari a zero. Ma nel caso dell`idruro di sodio, NaH, l`idrogeno ha un numero di ossidazione di -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.

Immagine titolata Find Oxidation Numbers Step 6

6. Il fluoro ha sempre un numero di ossidazione di -1. Come accennato in precedenza, 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 elettronegativo, o in altre parole, è l`elemento meno disposto a rinunciare agli elettroni e che ha maggiori probabilità di assumere elettroni da altri atomi. Pertanto, il numero di ossidazione non cambierà.

Immagine titolata Find Oxidation Numbers Step 7

7. 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, allora i numeri di ossidazione sommati devono essere pari a -1, ecc.

Questo è un buon modo per controllare la tua risposta: se i numeri di ossidazione di un composto non si sommano alla carica di quel composto, allora sai di aver commesso un errore.

Parte 2 di 2: Assegnare numeri agli atomi senza le regole del numero di ossidazione

Immagine titolata Find Oxidation Numbers Step 8

1. Trova gli atomi senza regole del numero di ossidazione. Alcuni atomi non seguono le regole per trovare i numeri di ossidazione. Se un atomo non soddisfa 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 e la singola carica è sconosciuta), puoi trovare il numero di ossidazione di quell`atomo per eliminazione. Per prima cosa determini l`ossidazione di ogni altro atomo nel composto. Quindi risolvi la somma per l`incognita nell`equazione, in base alla carica totale del composto.

Ad esempio, nel composito Na₂COSÌ₄, la carica di zolfo (S) è sconosciuta - non è nella forma elementare, quindi non è 0, ma questo è tutto ciò che sappiamo. Questo è un buon candidato per applicare questo metodo per determinare algebricamente il numero di ossidazione.

Immagine titolata Find Oxidation Numbers Step 9

2. Determinare i numeri di ossidazione noti degli altri elementi del composto. Usando le regole di assegnazione del numero di ossidazione, determiniamo quali numeri di ossidazione hanno gli altri atomi nel composto. Nota eccezioni come O, H, ecc.

a Nac₂COSÌ₄, 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 un numero di ossidazione di -2.

Immagine titolata Find Oxidation Numbers Step 10

3. Moltiplica il numero di ogni atomo per il numero di ossidazione. Ora che conosciamo i numeri di ossidazione di tutti gli atomi tranne l`incognito, 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.

Quanto a Na₂COSÌ₄, sappiamo che ci sono 2 atomi di Na e 4 atomi di O. Eseguiamo ora 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.

Immagine titolata Find Oxidation Numbers Step 11

4. Somma i risultati insieme. Sommando i risultati di queste moltiplicazioni si ottiene il numero di ossidazione del composto,privo di per tenere conto del numero di ossidazione dell`atomo sconosciuto.

Nel nostro esempio con Na₂COSÌ₄, aggiungiamo 2 a -8 per ottenere -6.

Immagine titolata Find Oxidation Numbers Step 12

5. 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 una semplice algebra. Usiamo un`equazione e la risposta del passaggio precedente, più la carica del composto. In altre parole: (Somma dei numeri di ossidazione incogniti) +(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 vuoi risolvere) = (carica del composto)

-6 + S = 0

S = 0 + 6

S = 6. S ha un numero di ossidazione o 6 a Nac₂COSÌ₄.

Consigli

Gli atomi nella loro forma base hanno sempre un numero di ossidazione 0. Uno ione costituito da 1 atomo ha un numero di ossidazione uguale alla carica. I metalli del gruppo 1A come idrogeno, litio e sodio hanno un numero di ossidazione di +1; I metalli del gruppo 2A, come magnesio e 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 esiste uno ione con 2 atomi, la somma dei numeri di ossidazione deve essere uguale alla carica dello ione.
È molto utile sapere come leggere la tavola periodica e dove trovare i metalli e i non metalli.