Në kimi, termat oksidim dhe reduktim i referohen reaksioneve në të cilat një atom (ose grup atomesh), rresht, humbet ose fiton elektrone. Një numër oksidimi është një numër i caktuar një atomi (ose grupi të atomeve) që ndihmon kimistët të gjurmojnë sa elektrone janë në dispozicion për transferim dhe nëse një reagent i caktuar oksidohet ose zvogëlohet në një reagim. Procesi i caktimit të numrave të oksidimit tek atomet mund të shkojë nga shumë i lehtë në mjaft kompleks, bazuar në ngarkesën në atom dhe përbërjen kimike të molekulave që përbëjnë atomin. Për t’i bërë gjërat më të ndërlikuara, disa atome kanë më shumë se një numër oksidimi. Për fat të mirë, përcaktimi i numrit të oksidimit bëhet me rregulla që janë të qarta dhe të lehta për t'u ndjekur, megjithëse njohja e kimisë bazë dhe algjebrës do ta bëjë shpjegimin e këtyre rregullave shumë më të lehtë.
Hapi
Metoda 1 nga 2: Përcaktimi i Numrit të Oksidimit Bazuar në Rregulloret Kimike
Hapi 1. Përcaktoni nëse substancat në fjalë janë elemente
Atomet e elementeve të lirë gjithmonë kanë një numër oksidimi 0. Kjo vlen për atomet, forma elementare e të cilëve përbëhet nga një atom i vetëm, si dhe atomet, forma elementare e të cilëve është diatomike ose poliatomike.
- Për shembull, të dy Al(s) si dhe Cl2 kanë një numër oksidimi 0 sepse ato janë forma elementesh që nuk lidhen me elementë të tjerë.
- Vini re se forma elementare Sulfur, S8, ose oktasulfuri, edhe pse jonormal, gjithashtu ka një numër oksidimi 0.
Hapi 2. Përcaktoni nëse substancat në fjalë janë jone
Jonet kanë të njëjtin numër oksidimi me ngarkesën e tyre. Kjo është e vërtetë për jonet që nuk janë të lidhur me elementë të tjerë, si dhe jonet që janë pjesë e përbërjeve jonike.
- Për shembull, joni Cl- ka një numër oksidimi -1.
- Joni Cl ka ende një numër oksidimi -1 kur Cl është pjesë e përbërjes NaCl. Meqenëse joni Na, sipas përkufizimit, ka një ngarkesë +1, ne e dimë se joni Cl ka një ngarkesë prej -1, kështu që numri i oksidimit mbetet -1.
Hapi 3. Pranoni që jonet e metaleve mund të kenë gjendje oksidimi të shumëfishta
Shumë elementë metalikë kanë më shumë se një ngarkesë. Për shembull, hekuri metalik (Fe) mund të jetë një jon me një ngarkesë +2 ose +3. Ngarkesa e një joni metalik (dhe kështu numri i tij i oksidimit) mund të përcaktohet, ose në lidhje me ngarkesat e atomeve të tjerë përbërës në përbërje, ose, kur shkruhet në formë teksti në shënimin numerik romak (si në fjalinë, joni i hekurit (III) ka ngarkesë + 3.).
Për shembull, le të shqyrtojmë një përbërje që përmban alumin alumini jonik. Përbërës AlCl3 ka një ngarkesë të përgjithshme prej 0. Meqenëse e dimë se joni Cl- ka një ngarkesë prej -1 dhe ka 3 jone Cl- në përbërje, joni Al duhet të ketë një ngarkesë +3 në mënyrë që ngarkesa totale e të gjithë joneve të jetë 0. Kështu, numri i oksidimit të Al është +3.
Hapi 4. Caktoni numrin e oksidimit -2 në oksigjen (pa përjashtim)
Pothuajse në të gjitha rastet, atomi i oksigjenit ka një numër oksidimi -2. Ka disa përjashtime nga ky rregull:
- Kur oksigjeni është në formën e tij elementare (O2), numri i oksidimit është 0, sepse ky është rregulli për të gjithë atomet e elementit.
- Kur oksigjeni është pjesë e një peroksidi, numri i tij i oksidimit është -1. Peroksidet janë një klasë e komponimeve që përmbajnë lidhje të vetme oksigjen-oksigjen (ose anion peroksid O2-2) Për shembull, në molekulën H.2O2 (peroksid hidrogjeni), oksigjeni ka një numër oksidimi (dhe ngarkesë) prej -1. Gjithashtu, kur oksigjeni është pjesë e superoksidit, numri i tij i oksidimit është -0.5.
- Kur oksigjeni lidhet me fluorin, numri i tij i oksidimit është +2. Shihni rregulloret e fluorit më poshtë për më shumë informacion. Në (O2F2), numri i tij i oksidimit është +1.
Hapi 5. Caktoni numrin e oksidimit të +1 në hidrogjen (pa përjashtim)
Ashtu si oksigjeni, numri i oksidimit të hidrogjenit është një rast i veçantë. Në përgjithësi, Hidrogjeni ka një numër oksidimi +1 (përveç, si më sipër, në formën e tij elementare, H2) Sidoqoftë, në rastin e komponimeve të veçanta të quajtura hidride, hidrogjeni ka një numër oksidimi -1.
Për shembull, në H.2O, ne e dimë që hidrogjeni ka një numër oksidimi +1 sepse oksigjeni ka një ngarkesë -2 dhe na duhet të kemi nevojë për një ngarkesë prej 2 +1 për ta bërë ngarkesën e përbërjes zero. Sidoqoftë, në hidridin e natriumit, NaH, hidrogjeni ka një numër oksidimi -1 sepse ngarkesa në jon ka një ngarkesë +1, dhe që shuma e ngarkesave në përbërje të jetë zero, ngarkesa e hidrogjenit (dhe kështu numri i oksidimit) duhet të jetë -1.
Hapi 6. Fluori ka gjithmonë një numër oksidimi -1
Siç u tha më lart, numrat e oksidimit të elementeve të caktuar mund të ndryshojnë për shkak të disa faktorëve (jonet metalike, atomet e oksigjenit në peroksidet, etj.) Megjithatë, Fluori, ka një numër oksidimi prej -1, i cili nuk ndryshon kurrë. Kjo ndodh sepse fluori është elementi më elektronegativ - me fjalë të tjera, është elementi që ka më pak gjasa të heqë dorë nga elektronet e tij dhe ka shumë të ngjarë të marrë atomet e elementeve të tjerë. Kështu, tarifa nuk ndryshon.
Hapi 7. Bëni numrin e oksidimit në përbërje të barabartë me ngarkesën në përbërje
Numrat e oksidimit të të gjithë atomeve në një përbërje duhet të jenë të barabarta me ngarkesën në përbërje. Për shembull, nëse një përbërës nuk ka ngarkesë, numri i oksidimit të secilit atom duhet të arrijë në zero; nëse përbërja është një jon poliatomik me ngarkesë -1, numri i oksidimit duhet të shtohet deri në -1, etj.
Kjo është një mënyrë e mirë për të kontrolluar punën tuaj - nëse numrat e oksidimit në përbërjen tuaj nuk shtojnë ngarkesën në përbërjen tuaj, ju e dini që keni vendosur një ose më shumë nga numrat e gabuar të oksidimit
Metoda 2 nga 2: Caktimi i numrave tek atomet pa një rregull të numrit të oksidimit
Hapi 1. Gjeni atomet pa rregullin e numrit të oksidimit
Disa atome nuk kanë rregulla specifike në lidhje me numrat e oksidimit. Nëse atomi juaj nuk shfaqet në rregullat e mësipërme dhe nuk jeni të sigurt se cila është ngarkesa e tij (për shembull, nëse atomet janë pjesë e një përbërjeje më të madhe dhe kështu nuk tregojnë ngarkesat e tyre përkatëse), mund të gjeni atomin numri i oksidimit me anë të një procesi të eliminimit. Së pari ju do të përcaktoni gjendjen e oksidimit të të gjithë atomeve në përbërje, pastaj do të zgjidhni vetëm atomet e panjohur bazuar në ngarkesën totale të përbërjes.
Për shembull, në përbërjen Na2KËSHTU QË4, ngarkesa e squfurit (S) është e panjohur - atomi nuk është në formë elementare, kështu që numri i tij i oksidimit nuk është 0, por kjo është gjithçka që dimë. Ky është një shembull i mirë i kësaj mënyre algjebrike të përcaktimit të numrit të oksidimit.
Hapi 2. Gjeni numrat e njohur të oksidimit të elementeve të tjerë në përbërje
Duke përdorur rregullat për caktimin e numrave të oksidimit, përcaktoni numrat e oksidimit të atomeve të tjerë në përbërje. Kini kujdes për raste të veçanta si O, H, etj.
Në Na2KËSHTU QË4, ne e dimë se, sipas rregullave tona, joni Na ka një ngarkesë (dhe kështu numrin e tij të oksidimit) +1 dhe atomi i oksigjenit ka një numër oksidimi -2.
Hapi 3. Shumëzoni numrin e atomeve me numrin e tyre të oksidimit
Tani që ne i dimë numrat e oksidimit të të gjithë atomeve tanë përveç të panjohurës, duhet të kemi parasysh faktin se disa nga këto atome mund të shfaqen më shumë se një herë. Shumëzoni secilin numër koeficienti të secilit atom (të shkruar me shkronja të vogla më poshtë pas simbolit kimik të atomit në përbërje) me numrin e tij të oksidimit.
Në Na2KËSHTU QË4, ne e dimë se ka 2 atome Na dhe 4 atome O. Ne do të shumëzojmë 2 × +1, numrin e oksidimit të Na, për të marrë përgjigjen 2, dhe ne do të shumëzojmë 4 × -2, numrin e oksidimit O, për të marrë përgjigja -8.
Hapi 4. Shtoni rezultatet
Shtimi i produktit të shumëzimit tuaj do t'ju japë numrin e oksidimit të përbërjes pa llogaritur numrin e panjohur të oksidimit të atomit tuaj.
Në shembullin Na2KËSHTU QË4 ne, do të shtojmë 2 me -8 për të marrë -6.
Hapi 5. Llogaritni numrin e panjohur të oksidimit bazuar në ngarkesën e përbërjes
Tani, ju keni gjithçka që ju nevojitet për të gjetur numra oksidimi të panjohur duke përdorur algjebër të thjeshtë. Krijoni një ekuacion: përgjigja juaj në hapin e mëparshëm, plus numrin e panjohur të oksidimit është e barabartë me ngarkesën e përgjithshme të përbërjes. Me fjalë të tjera: (Sasia e numrit të njohur të oksidimit) + (numri i panjohur i oksidimit, i cili kërkohet) = (ngarkesa e përbërjes).
-
Në shembullin Na2KËSHTU QË4 ne, ne do ta zgjidhim atë si më poshtë:
- (shuma e numrit të njohur të oksidimit) + (numri i panjohur i oksidimit, i cili kërkohet) = (ngarkesa e përbërjes)
- -6 + S = 0
- S = 0 + 6
-
S = 6. S ka një numër oksidimi
Hapi 6. në Na2KËSHTU QË4.
Këshilla
- Atomet në formën elementare kanë gjithmonë një numër oksidimi prej 0. Një jon monatomik ka një numër oksidimi të barabartë me ngarkesën e tij. Metal 1A në formën e tij elementare, të tilla si hidrogjeni, litiumi dhe natriumi, ka një numër oksidimi +1; 2A metalet në formë elementare, të tilla si magnezi dhe kalciumi, kanë një numër oksidimi +2. Hidrogjeni dhe oksigjeni kanë dy gjendje të ndryshme oksidimi të cilat mund të varen nga lidhja.
- Në një përbërje, shuma e të gjithë numrave të oksidimit duhet të jetë e barabartë me 0. Nëse një jon ka 2 atome, për shembull, shuma e numrave të oksidimit duhet të jetë e barabartë me ngarkesën në jon.
- Veryshtë shumë e dobishme të dini se si të lexoni tabelën periodike të elementeve dhe vendndodhjen e metaleve dhe jometaleve.
