วิธีการหาจำนวนของการเกิดออกซิเดชัน

เนื้อหา

• ขั้นตอน
• ส่วนที่ 1 การหาจำนวนออกซิเดชันจากกฎทางเคมี
• ส่วนที่ 2 กำหนดหมายเลขออกซิเดชันสำหรับอะตอมที่ไม่ปฏิบัติตามกฎเฉพาะ

ในทางเคมีคำว่า "ออกซิเดชัน" และ "การลด" หมายถึงปฏิกิริยาที่อะตอม (หรือกลุ่มของอะตอม) สูญเสียหรือได้รับอิเล็กตรอนตามลำดับ หมายเลขออกซิเดชั่นเป็นตัวเลขที่กำหนดให้กับอะตอม (หรือกลุ่มของอะตอม) ที่ช่วยให้นักเคมีทราบว่าสามารถถ่ายโอนอิเล็กตรอนได้จำนวนเท่าใดและรีเอเจนต์ผ่านการออกซิเดชั่นหรือลดลงระหว่างปฏิกิริยาหรือไม่ กระบวนการที่กำหนดหมายเลขอะตอมให้กับอะตอมนั้นสามารถทำได้ง่ายและซับซ้อนมากขึ้นอยู่กับหน้าที่ของอะตอมและองค์ประกอบทางเคมีของโมเลกุลที่พวกมันอยู่ อะตอมบางตัวอาจมีเลขออกซิเดชันมากกว่าสองหมายเลข โชคดีที่การกำหนดหมายเลขออกซิเดชั่นเป็นไปตามกฎที่กำหนดไว้อย่างดีซึ่งง่ายต่อการใช้งานแม้ว่ามันอาจจะมีประโยชน์ในการมีความรู้ด้านเคมีและพีชคณิต

ขั้นตอน

ส่วนที่ 1 การหาจำนวนออกซิเดชันจากกฎทางเคมี

1. 
   

   
   ระบุว่าผลิตภัณฑ์ที่คุณกำลังทำงานเป็นอะตอมของธาตุหรือไม่ หมายเลขออกซิเดชันของอะตอมเบื้องต้นซึ่งเป็นอิสระและไม่รวมกับองค์ประกอบอื่น ๆ จะเป็น 0 เสมอนี่เป็นความจริงสำหรับอะตอมที่มีรูปแบบองค์ประกอบประกอบด้วยอะตอมที่เรียบง่ายนี้ แต่ยังสำหรับอะตอมที่มีรูปแบบองค์ประกอบ เป็นไดอะตอมมิกหรือ polyatomic
   • ตัวอย่างเช่นอัล_(S) และ Cl₂ ทั้งสองมีหมายเลขออกซิเดชันเท่ากับ 0 เพราะอยู่ในรูปแบบที่ไม่มีองค์ประกอบ
   • โปรดทราบว่ารูปแบบองค์ประกอบของซัลเฟอร์₈หรือ octasulfur แม้ว่าจะไม่สม่ำเสมอก็มีหมายเลขออกซิเดชันเท่ากับ 0

2. 
   

   
   ระบุว่าผลิตภัณฑ์ที่เป็นปัญหานั้นอยู่ในรูปแบบแตกตัวเป็นไอออนหรือไม่ หมายเลขออกซิเดชันของไอออนเท่ากับจำนวนประจุ นี่เป็นความจริงสำหรับไอออนที่ไม่ได้เชื่อมโยงกับองค์ประกอบอื่น ๆ แต่ยังสำหรับไอออนที่เป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบไอออนิก
   • ตัวอย่างเช่นหมายเลขออกซิเดชั่นของ Cl ไอออนคือ -1
   • Cl ไอออนมีคุณสมบัติ เสมอ หมายเลขออกซิเดชันของ -1 เมื่อมันเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบ NaCl เนื่องจากประจุของ Na ion ตามคำจำกัดความคือ +1 เรารู้ว่าประจุของ Cl ion คือ -1 ดังนั้นเลขออกซิเดชันของมันคือ -1 เสมอ

3. 
   

   
   
   
   สำหรับไอออนของโลหะอาจมีหมายเลขออกซิเดชั่นหลายตัว องค์ประกอบโลหะหลายชิ้นมีภาระมากกว่าหนึ่ง ตัวอย่างเช่นธาตุเหล็ก (Fe) อาจอยู่ในรูปไอออนไนซ์โดยมีประจุเป็น +2 หรือ +3 ประจุของโลหะไอออน (และดังนั้นหมายเลขออกซิเดชันของพวกเขา) สามารถถูกกำหนดเป็นหน้าที่ของประจุของอะตอมอื่นของสารประกอบที่พวกเขาเป็นส่วนหนึ่งหรืออื่น ๆ โดยใช้ตัวเลขโรมันเมื่อข้อมูลถูกเขียนในรูปแบบของ e (เป็น ในประโยค: "ประจุของไอออนเหล็ก (III) คือ +3")
   • นำตัวอย่างของสารประกอบที่มีอะลูมิเนียมโลหะไอออน สารประกอบ AlCl₃ มีประจุทั้งหมดเป็น 0 เรารู้ว่า Cl ions มีประจุเป็น -1 และมี 3 อยู่ในสารประกอบดังนั้นอัลไอออนจะต้องมีประจุ +3 ดังนั้นประจุทั้งหมด ของไอออนทั้งหมดเท่ากับ 0 ดังนั้นเลขออกซิเดชันของอัลคือ +3

4. 
   

   
   กำหนดหมายเลขออกซิเดชันของออกซิเจนที่ -2 (มีข้อยกเว้น) ใน มากที่สุด ในบางกรณีอะตอมออกซิเจนมีหมายเลขออกซิเดชันของ -2 อย่างไรก็ตามมีข้อยกเว้นบางประการสำหรับกฎนี้:
   • เมื่อออกซิเจนอยู่ในสถานะองค์ประกอบ (O₂) หมายเลขออกซิเดชันของมันคือ 0 เช่นเดียวกับกรณีของอะตอมพื้นฐานทั้งหมด
   • เมื่อออกซิเจนเป็นส่วนหนึ่งของ เปอร์ออกไซด์ดังนั้นเลขออกซิเดชันคือ -1 เปอร์ออกไซด์เป็นสารประกอบที่มีพันธะออกซิเจน - ออกซิเจน (หรือไอออนเปอร์ออกไซด์) อย่างง่าย₂) ตัวอย่างเช่นในโมเลกุลของ H₂O₂ (ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์) จำนวนออกซิเดชันของออกซิเจน (และประจุ) คือ -1
   • เมื่อออกซิเจนถูกจับกับฟลูออรีนจำนวนออกซิเดชันของมันคือ +2 สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมอ่านกฎสำหรับฟลูออไรด์ในบทความนี้

5. 
   

   
   
   
   กำหนดหมายเลขออกซิเดชันของ +1 ให้กับไฮโดรเจน (โดยมีข้อยกเว้น) สำหรับออกซิเจนจำนวนการออกซิเดชั่นของไฮโดรเจนนั้นขึ้นอยู่กับกรณีพิเศษ โดยทั่วไปจำนวนการออกซิเดชั่นของไฮโดรเจนคือ +1 (ยกเว้นอีกครั้งว่ามันอยู่ในรูปขององค์ประกอบคือ H)₂) อย่างไรก็ตามในกรณีของสารประกอบไฮบริดพิเศษที่เรียกว่าไฮโดรเจนมีเลขออกซิเดชันของ -1
   • ตัวอย่างเช่นในโมเลกุลของ H₂O เรารู้ว่าไฮโดรเจนมีเลขออกซิเดชันของ +1 เนื่องจากออกซิเจนมีประจุ -2 และเราต้องการประจุ 2 + 1 สำหรับประจุโดยรวมของสารประกอบนั้นเป็น 0อย่างไรก็ตามในรูปแบบไฮบริดของโซเดียมไฮดรอกไซด์ NaH ไฮโดรเจนมีเลขออกซิเดชันของ -1 เนื่องจาก Na ไอออนมีค่า +1 ดังนั้นสำหรับประจุทั้งหมดของสารประกอบจึงเป็นศูนย์ประจุไฮโดรเจน (และเลขออกซิเดชันของมัน) จะต้องเท่ากับ -1

6. 
   

   
   Fluor มี เสมอ หมายเลขออกซิเดชันของ -1 ดังที่เราได้กล่าวไปแล้วจำนวนของการเกิดออกซิเดชันขององค์ประกอบบางอย่างอาจแตกต่างกันไปด้วยหลายสาเหตุ (นี่คือกรณีของไอออนโลหะอะตอมออกซิเจนในเปอร์ออกไซด์ ฯลฯ ) อย่างไรก็ตามฟลูออรีนมีเลขออกซิเดชันเป็น -1 และสิ่งนี้ไม่เคยเปลี่ยนแปลง นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าฟลูออรีนเป็นองค์ประกอบที่มีอิเลคโตรเนกาติตีมากที่สุด - กล่าวคือเป็นองค์ประกอบที่มีโอกาสน้อยที่สุดที่จะให้อิเล็กตรอนตัวใดตัวหนึ่งและมีแนวโน้มที่จะรับหรือ อิเล็กตรอนขององค์ประกอบอื่น นั่นเป็นเหตุผลที่ค่าใช้จ่ายของเขาไม่เปลี่ยนแปลง

7. 
   

   
   พิจารณาเลขออกซิเดชันของสารประกอบเท่ากับประจุของสารประกอบนั้น ผลรวมของเลขออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดของสารประกอบจะต้องเท่ากับค่าใช้จ่ายของสารประกอบนี้ ตัวอย่างเช่นหากสารประกอบไม่ถูกเรียกเก็บผลรวมของเลขออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดจะต้องเท่ากับ 0 ถ้าสารประกอบนั้นเป็นประจุโพลีโทมิกประจุไอออน -1 ดังนั้นผลรวมของหมายเลขออกซิเดชั่นต้องเป็น -1 และต่อไป
   • นี่เป็นวิธีที่ดีในการตรวจสอบว่าคุณทำงานได้ดีหรือไม่ถ้าผลรวมของเลขออกซิเดชันของสารประกอบของคุณไม่เท่ากับค่าใช้จ่ายทั้งหมดของสารประกอบคุณก็มั่นใจได้ว่าคุณทำผิดพลาด ที่ไหนสักแห่งในการกำหนดหมายเลขออกซิเดชันของคุณ

ส่วนที่ 2 กำหนดหมายเลขออกซิเดชันสำหรับอะตอมที่ไม่ปฏิบัติตามกฎเฉพาะ

1. 
   

   
   ค้นหาอะตอมที่ไม่มีกฎในการกำหนดหมายเลขออกซิเดชั่น สำหรับอะตอมบางตัวไม่มีกฎเฉพาะสำหรับการพิจารณาหมายเลขออกซิเดชัน หากอะตอมของคุณไม่ปรากฏในวรรคก่อนหน้านี้และคุณไม่แน่ใจเรื่องค่าใช้จ่ายของมัน (ตัวอย่างเช่นมันเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบที่มีขนาดใหญ่กว่าและไม่ได้มีการคิดค่าใช้จ่ายส่วนบุคคลสำหรับมัน) คุณสามารถ หาจำนวนออกซิเดชันของอะตอมโดยดำเนินการโดยการกำจัด ขั้นแรกคุณจะต้องกำหนดหมายเลขออกซิเดชันของอะตอมอื่น ๆ ของสารประกอบแต่ละตัวก่อนที่จะพิจารณาจำนวนของอะตอมที่คุณสนใจตามค่าใช้จ่ายโดยรวมของสารประกอบ
   • ตัวอย่างเช่นในสารประกอบ Na₂SO₄ประจุของซัลเฟอร์ (S) ไม่เป็นที่รู้จัก - ทั้งหมดที่เราสามารถพูดได้ก็คือประจุของมันแตกต่างจาก 0 เพราะมันไม่ได้อยู่ในรูปของธาตุ มันเป็นทางเลือกที่ดีในการใช้วิธีการทางพีชคณิตในการหาจำนวนออกซิเดชัน

2. 
   

   
   ค้นหาหมายเลขออกซิเดชันขององค์ประกอบอื่น ๆ ของสารประกอบ ใช้กฎทางเคมีในการกำหนดหมายเลขออกซิเดชั่นค้นหาหมายเลขออกซิเดชั่นของอะตอมอื่นของสารประกอบ ใส่ใจกับกรณีพิเศษสำหรับ O, H อะตอม ฯลฯ
   • ตามกฎทางเคมีที่ระบุไว้ในส่วนก่อนหน้าเรารู้ว่าในสารประกอบนา₂SO₄ Na ions มีประจุ (ดังนั้นเลขออกซิเดชัน) ของ +1 และอะตอมออกซิเจนมีเลขออกซิเดชันของ -2

3. 
   

   
   สำหรับแต่ละอะตอมให้คูณจำนวนของพวกเขาด้วยเลขออกซิเดชัน ตอนนี้เรารู้ว่าหมายเลขออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดของเรายกเว้นอะตอมที่น่าสนใจเราต้องคำนึงว่าอะตอมเหล่านี้บางอย่างอาจปรากฏมากกว่าหนึ่งครั้งในสารประกอบ คูณค่าสัมประสิทธิ์ตัวเลขของแต่ละอะตอม (เขียนในดัชนีหลังสัญลักษณ์ทางเคมีของอะตอมในสารประกอบ) ด้วยเลขออกซิเดชัน
   • ในบริเวณนาสาร₂SO₄เรารู้ว่ามี 2 อะตอมของ Na และ 4 อะตอมของ O ดังนั้นเราต้องคูณ +1 (จำนวนออกซิเดชันของ Na) ด้วย 2 เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ 2 แล้วคูณ -2 (จำนวน ออกซิเดชันของ O) 4 เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ของ -8

4. 
   

   
   เพิ่มผลลัพธ์ เพิ่มผลลัพธ์ของการคูณของคุณเพื่อรับเลขออกซิเดชัน ไม่มี คำนึงถึงจำนวนออกซิเดชันของอะตอมที่เราสนใจ
   • ในตัวอย่างของนา₂SO₄มันจำเป็นต้องเพิ่ม 2 และ -8 เพื่อรับ -6

5. 
   

   
   คำนวณหมายเลขออกซิเดชันที่ไม่รู้จักตามประจุของสารประกอบ ตอนนี้คุณมีข้อมูลทั้งหมดที่จำเป็นในการค้นหาหมายเลขออกซิเดชันที่เราสนใจโดยใช้กฎพีชคณิตแบบง่าย สร้างสมการตามผลลัพธ์ของขั้นตอนก่อนหน้ารวมทั้งหมายเลขออกซิเดชันที่ไม่รู้จักเท่ากับค่าประจุโดยรวมของสารประกอบ ในคำอื่น ๆ : (ผลรวมของหมายเลขออกซิเดชันที่ทราบ) + (หมายเลขออกซิเดชันที่ไม่รู้จัก) = (ประจุแบบผสม)
   • โดยนำตัวอย่างของนา₂SO₄นี่คือวิธีการ:
     • (ผลรวมของหมายเลขออกซิเดชันที่รู้จัก) + (หมายเลขออกซิเดชันที่ไม่รู้จัก) = (ประจุแบบผสม)
     • -6 + S = 0
     • S = 0 + 6
     • S = 6 หมายเลขออกซิเดชันของ S เท่ากับ 6 ในสารประกอบนา₂SO₄.