Cum se determină starea de oxidare. Starea de oxidare și regulile de calcul al acesteia Reguli pentru determinarea stării de oxidare în compușii chimici

Gradul III În această etapă se observă afectarea gravă a organelor țintă: – vase – blocarea arterelor, disecția pereților aorticii – inimă – insuficiență cardiacă, angina pectorală, infarct miocardic – rinichi – concentrație mare de creatinine; renal

Gradul 12. Despre minciuni

Gradul 12. Despre minciuni Minciuna este o pasiune criminală. Păcătoșenia ei este sporită de faptul că este un accesoriu de nedespărțit și, parcă, esența diavolului, despre care Mântuitorul a spus cu siguranță că nu există adevăr în el. El este un mincinos și tatăl minciunii (cf. Ioan 8:44).

6.1.5 Dezvoltarea capacităților mecanismului de oxidare aerobă în mușchii care lucrează. 6.1.5.1 Creșterea numărului de fibre musculare capabile de resinteza aerobă a ATP.

6.1.5 Dezvoltarea capacităților mecanismului de oxidare aerobă în mușchii care lucrează. 6.1.5.1 Creșterea numărului de fibre musculare capabile de resinteza aerobă a ATP. Pentru a vă curăța apartamentul, trebuie mai întâi să obțineți un apartament. Pentru a in muschi

În chimie, termenii „oxidare” și „reducere” se referă la reacții în care un atom sau un grup de atomi pierde sau, respectiv, câștigă electroni. Starea de oxidare este o valoare numerică atribuită unuia sau mai multor atomi care caracterizează numărul de electroni redistribuiți și arată modul în care acești electroni sunt distribuiți între atomi în timpul unei reacții. Determinarea acestei valori poate fi fie o procedură simplă, fie destul de complexă, în funcție de atomi și de moleculele formate din aceștia. Mai mult, atomii unor elemente pot avea mai multe stări de oxidare. Din fericire, există reguli simple, lipsite de ambiguitate pentru a determina starea de oxidare pentru a le folosi cu încredere, o cunoaștere a elementelor de bază ale chimiei și algebrei este suficientă.

Pași

Partea 1

Stabiliți dacă substanța în cauză este elementară. Starea de oxidare a atomilor din afara unui compus chimic este zero. Această regulă este valabilă atât pentru substanțele formate din atomi liberi individuali, cât și pentru cele care constau din două sau molecule poliatomice ale unui element.

• De exemplu, Al(s) și Cl2 au o stare de oxidare de 0 deoarece ambele sunt într-o stare elementară nelegată chimic.
• Vă rugăm să rețineți că forma alotropică a sulfului S8 sau octasulfur, în ciuda structurii sale atipice, este, de asemenea, caracterizată printr-o stare de oxidare zero.

1. Determinați dacă substanța în cauză este formată din ioni. Starea de oxidare a ionilor este egală cu sarcina lor. Acest lucru este valabil atât pentru ionii liberi, cât și pentru cei care fac parte din compușii chimici.

   • De exemplu, starea de oxidare a ionului Cl - este -1.
   • Starea de oxidare a ionului Cl în compusul chimic NaCl este de asemenea -1. Deoarece ionul Na, prin definiție, are o sarcină de +1, concluzionăm că ionul Cl are o sarcină de -1 și astfel starea sa de oxidare este -1.

2. Vă rugăm să rețineți că ionii metalici pot avea mai multe stări de oxidare. Atomii multor elemente metalice pot fi ionizați în grade diferite. De exemplu, sarcina ionilor unui metal cum ar fi fierul (Fe) este +2 sau +3. Sarcina ionilor metalici (și starea lor de oxidare) poate fi determinată de sarcinile ionilor altor elemente cu care metalul face parte dintr-un compus chimic; în text această sarcină este indicată cu cifre romane: de exemplu, fierul (III) are o stare de oxidare de +3.

   • Ca exemplu, luați în considerare un compus care conține un ion de aluminiu. Sarcina totală a compusului AlCl3 este zero. Deoarece știm că ionii de Cl - au o sarcină de -1 și există 3 astfel de ioni în compus, pentru ca substanța în cauză să fie în general neutră, ionul de Al trebuie să aibă o sarcină de +3. Astfel, în acest caz, starea de oxidare a aluminiului este +3.

3. Starea de oxidare a oxigenului este -2 (cu unele excepții).În aproape toate cazurile, atomii de oxigen au o stare de oxidare de -2. Există câteva excepții de la această regulă:

   • Dacă oxigenul se află în starea sa elementară (O2), starea sa de oxidare este 0, așa cum este cazul altor substanțe elementare.
   • Dacă este inclus oxigenul peroxid, starea sa de oxidare este -1. Peroxizii sunt un grup de compuși care conțin o legătură simplă oxigen-oxigen (adică anionul peroxid O 2 -2). De exemplu, în compoziția moleculei de H 2 O 2 (peroxid de hidrogen), oxigenul are o sarcină și o stare de oxidare de -1.
   • Atunci când este combinat cu fluor, oxigenul are o stare de oxidare de +2, citiți regula pentru fluor de mai jos.

4. Hidrogenul are o stare de oxidare de +1, cu unele excepții. Ca și în cazul oxigenului, există și excepții aici. De obicei, starea de oxidare a hidrogenului este +1 (cu excepția cazului în care se află în starea elementară H2). Cu toate acestea, în compușii numiți hidruri, starea de oxidare a hidrogenului este -1.

   • De exemplu, în H2O starea de oxidare a hidrogenului este +1 deoarece atomul de oxigen are o sarcină -2 și sunt necesare două sarcini +1 pentru neutralitatea generală. Cu toate acestea, în compoziția hidrurii de sodiu, starea de oxidare a hidrogenului este deja -1, deoarece ionul Na poartă o sarcină de +1, iar pentru neutralitatea electrică generală, sarcina atomului de hidrogen (și, prin urmare, starea sa de oxidare) trebuie să fie egal cu -1.

5. Fluor Întotdeauna are o stare de oxidare de -1. După cum sa menționat deja, starea de oxidare a unor elemente (ioni de metal, atomi de oxigen din peroxizi etc.) poate varia în funcție de o serie de factori. Starea de oxidare a fluorului este însă invariabil -1. Acest lucru se explică prin faptul că acest element are cea mai mare electronegativitate - cu alte cuvinte, atomii de fluor sunt cei mai puțin dispuși să se despartă de proprii lor electroni și să atragă cel mai activ electronii străini. Astfel, taxa lor rămâne neschimbată.

6. Suma stărilor de oxidare dintr-un compus este egală cu sarcina acestuia. Stările de oxidare ale tuturor atomilor dintr-un compus chimic trebuie să se adună la sarcina compusului respectiv. De exemplu, dacă un compus este neutru, suma stărilor de oxidare ale tuturor atomilor săi trebuie să fie zero; dacă compusul este un ion poliatomic cu o sarcină de -1, suma stărilor de oxidare este -1 și așa mai departe.

   • Aceasta este o modalitate bună de a verifica - dacă suma stărilor de oxidare nu este egală cu sarcina totală a compusului, atunci ați făcut o greșeală undeva.

   Partea 2

   Determinarea stării de oxidare fără a folosi legile chimiei

   1. Găsiți atomi care nu au reguli stricte privind numerele de oxidare. Pentru unele elemente nu există reguli bine stabilite pentru găsirea stării de oxidare. Dacă un atom nu se încadrează în niciuna dintre regulile enumerate mai sus și nu îi cunoașteți încărcătura (de exemplu, atomul face parte dintr-un complex și sarcina lui nu este specificată), puteți determina starea de oxidare a unui astfel de atom prin eliminare. Mai întâi, determinați sarcina tuturor celorlalți atomi ai compusului și apoi, din încărcătura totală cunoscută a compusului, calculați starea de oxidare a unui atom dat.

      • De exemplu, în compusul Na 2 SO 4 sarcina atomului de sulf (S) este necunoscută - știm doar că nu este zero, deoarece sulful nu este într-o stare elementară. Acest compus servește ca un bun exemplu pentru a ilustra metoda algebrică de determinare a stării de oxidare.

   2. Găsiți stările de oxidare ale elementelor rămase din compus. Folosind regulile descrise mai sus, determinați stările de oxidare ale atomilor rămași ai compusului. Nu uitați de excepțiile de la reguli în cazul atomilor de O, H și așa mai departe.

      • Pentru Na 2 SO 4, folosind regulile noastre, aflăm că sarcina (și, prin urmare, starea de oxidare) a ionului Na este +1, iar pentru fiecare dintre atomii de oxigen este -2.
   3. În compuși, suma tuturor stărilor de oxidare trebuie să fie egală cu sarcina. De exemplu, dacă compusul este un ion diatomic, suma stărilor de oxidare ale atomilor trebuie să fie egală cu sarcina ionică totală.
   4. Este foarte util să poți folosi tabelul periodic și să știi unde se află în el elementele metalice și nemetalice.
   5. Starea de oxidare a atomilor în formă elementară este întotdeauna zero. Starea de oxidare a unui singur ion este egală cu sarcina acestuia. Elementele din grupa 1A a tabelului periodic, cum ar fi hidrogenul, litiul, sodiul, în forma lor elementară au o stare de oxidare de +1; Metalele din grupa 2A, cum ar fi magneziul și calciul, au o stare de oxidare de +2 în forma lor elementară. Oxigenul și hidrogenul, în funcție de tipul de legătură chimică, pot avea 2 stări de oxidare diferite.

Unul dintre conceptele de bază în chimie, utilizat pe scară largă în elaborarea ecuațiilor reacțiilor redox, este starea de oxidare atomi.

În scopuri practice (când se compun ecuații pentru reacțiile redox), este convenabil să se reprezinte sarcinile atomilor din moleculele cu legături polare ca numere întregi egale cu sarcinile care ar apărea pe atomi dacă electronii de valență ar fi transferați complet la atomi mai electronegativi, adică e. dacă legăturile erau complet ionice. Aceste valori de sarcină se numesc stări de oxidare. Starea de oxidare a oricărui element dintr-o substanță simplă este întotdeauna 0.

În moleculele substanțelor complexe, unele elemente au întotdeauna o stare de oxidare constantă. Majoritatea elementelor se caracterizează prin stări de oxidare variabile, care diferă atât ca semn, cât și ca mărime, în funcție de compoziția moleculei.

Adesea numărul de oxidare este egal cu valența și diferă de acesta doar prin semn. Dar există compuși în care starea de oxidare a unui element nu este egală cu valența acestuia. După cum sa menționat deja, în substanțele simple starea de oxidare a unui element este întotdeauna zero, indiferent de valența acestuia. Tabelul compară valențele și stările de oxidare ale unor elemente din diverși compuși.

Starea de oxidare a unui atom (element) într-un compus este sarcina condiționată calculată în ipoteza că compusul este format numai din ioni. Când se determină starea de oxidare, se presupune în mod convențional că electronii de valență dintr-un compus sunt transferați la mai mulți atomi electronegativi și, prin urmare, compușii constau din ioni încărcați pozitiv și negativ. În realitate, în majoritatea cazurilor, nu există o donație completă de electroni, ci doar o deplasare a unei perechi de electroni de la un atom la altul. Apoi putem da o altă definiție: starea de oxidare este sarcina electrică care ar apărea asupra unui atom dacă perechile de electroni cu care este conectat la alți atomi din compus ar fi transferate la mai mulți atomi electronegativi, iar perechile de electroni care leagă atomi identici ar fi fost împărțit între ei.

La calcularea stărilor de oxidare, se utilizează o serie de reguli simple:

1 . Starea de oxidare a elementelor din substanțele simple, atât monoatomice cât și moleculare, este zero (Fe 0, O 2 0).

2 . Starea de oxidare a unui element sub forma unui ion monoatomic este egală cu sarcina acestui ion (Na +1, Ca +2, S –2).

3 . În compușii cu o legătură polară covalentă, o sarcină negativă se referă la atomul mai electronegativ, iar o sarcină pozitivă la atomul mai puțin electronegativ, iar stările de oxidare ale elementelor iau următoarele valori:

Starea de oxidare a fluorului în compuși este întotdeauna -1;

Starea de oxidare a oxigenului din compuși este -2 (); cu excepția peroxizilor, unde este formal egal cu -1 (), fluorură de oxigen, unde este egală cu +2 (), precum și a superoxizilor și ozonidelor, în care starea de oxidare a oxigenului este -1/2;

Starea de oxidare a hidrogenului în compuși este +1 (), cu excepția hidrurilor metalice, unde este -1 ( );

Pentru elementele alcaline și alcalino-pământoase, stările de oxidare sunt +1 și, respectiv, +2.

Majoritatea elementelor pot prezenta stări de oxidare variabile.

4 . Suma algebrică a stărilor de oxidare într-o moleculă neutră este egală cu zero, într-un ion complex este egală cu sarcina ionului.

Pentru elementele cu stare de oxidare variabilă, valoarea acesteia este ușor de calculat, cunoscând formula compusului și folosind regula nr. 4. De exemplu, este necesar să se determine gradul de oxidare a fosforului în acidul fosforic H 3 PO 4. Deoarece oxigenul are CO = –2, iar hidrogenul are CO = +1, atunci pentru ca fosforul să aibă o sumă zero, starea de oxidare trebuie să fie +5:

De exemplu, în NH 4 Cl, suma stărilor de oxidare ale tuturor atomilor de hidrogen este 4×(+1), iar starea de oxidare a clorului este -1, prin urmare, starea de oxidare a azotului trebuie să fie egală cu -3. În ionul SO 4 2– sulfat, suma stărilor de oxidare ale celor patru atomi de oxigen este -8, deci sulful trebuie să aibă o stare de oxidare de +6 pentru ca sarcina totală a ionului să fie -2.

Conceptul de stare de oxidare pentru majoritatea compușilor este condiționat, deoarece nu reflectă sarcina efectivă reală a unui atom, dar acest concept este foarte utilizat în chimie.

Maximul, iar pentru nemetale, starea minimă de oxidare are o dependență periodică de numărul de serie din D.I. Mendeleev, care se datorează structurii electronice a atomului.

În reacțiile chimice trebuie îndeplinită regula păstrării sumei algebrice a stărilor de oxidare ale tuturor atomilor. În ecuația completă a unei reacții chimice, procesele de oxidare și de reducere trebuie să se compenseze exact între ele. ecuații ale reacțiilor redox, în al doilea rând, pentru a prezice proprietățile redox ale elementelor dintr-un compus.

Multe elemente sunt caracterizate de mai multe valori ale stărilor de oxidare, iar prin calcularea stării de oxidare a acesteia se pot prezice proprietăți redox: un element în starea de oxidare negativă cea mai înaltă poate doar dona electroni (oxida) și poate fi un agent reducător, în cea mai mare stare de oxidare. stare de oxidare pozitivă poate accepta doar electroni (reduce) și poate fi un agent oxidant, în stări intermediare de oxidare - atât oxidează, cât și reduc.

Oxido-reducerea este un proces unic, interconectat. Oxidare corespunde unei creșteri a stării de oxidare a elementului și recuperare - reducerea acestuia.

Multe manuale aderă la interpretarea oxidării ca pierdere de electroni și a reducerii ca câștig al acestora. Această abordare, propusă de omul de știință rus Pisarzhevsky (1916), este aplicabilă proceselor electrochimice pe electrozi și se referă la descărcarea (încărcarea) ionilor și moleculelor.

Cu toate acestea, explicația modificărilor stărilor de oxidare ca procese de îndepărtare și adăugare de electroni este în general incorectă. Poate fi aplicat unor ioni simpli, cum ar fi

CI--®CI0.

Pentru a schimba starea de oxidare a atomilor din ionii complecși, cum ar fi

CrO42-®Cr +3

o scădere a stării de oxidare pozitivă a cromului de la +6 la +3 corespunde unei creșteri reale mai mici a sarcinii pozitive (pe Cr în CrO 4 2 - sarcină reală „+0,2 sarcină de electroni, iar pe Cr +3 - de la +2 la +1,5 în diferite conexiuni).

Transferul de sarcină de la agentul de reducere la agentul de oxidare, egal cu schimbarea stării de oxidare, are loc cu participarea altor particule, de exemplu, ionii H +:

Cr042- + 8H + + 3®Cr +3 + 4H2O.

Intrarea prezentată se numește semireacții .

Informații conexe.