Dalam kimia, istilah pengoksidaan dan pengurangan merujuk kepada reaksi di mana atom (atau sekumpulan atom), berturut-turut, kehilangan atau memperoleh elektron. Nombor pengoksidaan adalah nombor yang diberikan kepada atom (atau sekumpulan atom) yang membantu ahli kimia mengesan berapa banyak elektron yang tersedia untuk dipindahkan dan jika reaktan tertentu dioksidasi atau dikurangkan dalam suatu tindak balas. Proses pemberian nombor pengoksidaan kepada atom berkisar antara sangat mudah hingga sangat kompleks, berdasarkan muatan dalam atom dan komposisi kimia molekul yang membentuk atom. Untuk menjadikan keadaan lebih rumit, beberapa atom mempunyai lebih daripada satu nombor pengoksidaan. Nasib baik, penentuan nombor pengoksidaan dilakukan dengan peraturan yang jelas dan mudah diikuti, walaupun pengetahuan tentang asas kimia dan aljabar akan menjadikan penjelasan peraturan ini lebih mudah.
Langkah
Kaedah 1 dari 2: Menentukan Nombor Pengoksidaan Berdasarkan Peraturan Kimia
Langkah 1. Tentukan sama ada bahan yang dimaksudkan adalah unsur
Atom unsur bebas selalu mempunyai bilangan pengoksidaan 0. Ini berlaku untuk atom yang bentuk unsurnya terdiri daripada satu atom, serta atom yang bentuk unsurnya adalah diatomik atau poliatomik.
- Contohnya, kedua-dua Al(s) begitu juga Cl2 mempunyai bilangan pengoksidaan 0 kerana mereka adalah bentuk unsur yang tidak terikat dengan unsur lain.
- Perhatikan bahawa unsur unsur Sulfur, S8, atau octasulfur, walaupun tidak normal, juga mempunyai bilangan pengoksidaan 0.
Langkah 2. Tentukan sama ada bahan yang dimaksudkan adalah ion
Ion mempunyai nombor pengoksidaan yang sama dengan casnya. Ini berlaku untuk ion yang tidak terikat dengan unsur lain, dan juga ion yang merupakan sebahagian daripada sebatian ion.
- Contohnya, ion Cl- mempunyai bilangan pengoksidaan -1.
- Ion Cl masih mempunyai bilangan pengoksidaan -1 apabila Cl adalah sebahagian daripada sebatian NaCl. Oleh kerana ion Na, secara definisi, mempunyai muatan +1, kita tahu bahawa ion Cl mempunyai muatan -1, jadi bilangan pengoksidaan tetap -1.
Langkah 3. Kenali bahawa ion logam mungkin mempunyai beberapa keadaan pengoksidaan
Banyak unsur logam mempunyai lebih daripada satu cas. Sebagai contoh, Besi logam (Fe) boleh menjadi ion dengan cas +2 atau +3. Muatan ion logam (dan dengan demikian nombor pengoksidaannya) dapat ditentukan, baik dari segi cas atom konstituen lain dalam sebatian itu, atau, ketika ditulis dalam bentuk teks dalam notasi angka Rom (seperti dalam kalimat, The ion besi (III) mempunyai muatan + 3.).
Sebagai contoh, mari kita periksa sebatian yang mengandungi aluminium ion logam. Sebatian AlCl3 mempunyai cas keseluruhan 0. Oleh kerana kita tahu bahawa ion Cl- mempunyai cas -1 dan terdapat 3 ion Cl- dalam sebatian tersebut, ion Al mesti mempunyai muatan +3 sehingga jumlah muatan semua ion adalah 0. Oleh itu, bilangan pengoksidaan Al adalah +3.
Langkah 4. Berikan nombor pengoksidaan -2 kepada oksigen (tanpa pengecualian)
Dalam hampir semua kes, atom oksigen mempunyai bilangan pengoksidaan -2. Terdapat beberapa pengecualian untuk peraturan ini:
- Apabila oksigen dalam bentuk unsurnya (O2, nombor pengoksidaan adalah 0, kerana ini adalah peraturan untuk semua atom unsur.
- Apabila oksigen adalah sebahagian daripada peroksida, nombor pengoksidaannya adalah -1. Peroksida adalah sekumpulan sebatian yang mengandungi ikatan tunggal oksigen-oksigen (atau peroksida anion O2-2). Contohnya, dalam molekul H.2O2 (hidrogen peroksida), oksigen mempunyai bilangan pengoksidaan (dan muatan) -1. Juga, apabila oksigen adalah sebahagian daripada superoksida, nombor pengoksidaannya adalah -0.5.
- Apabila oksigen terikat ke fluorin, bilangan pengoksidaannya adalah +2. Lihat peraturan Fluor di bawah untuk maklumat lebih lanjut. Di (O2F2, nombor pengoksidaannya ialah +1.
Langkah 5. Berikan nombor pengoksidaan +1 kepada hidrogen (tanpa pengecualian)
Seperti oksigen, bilangan pengoksidaan hidrogen adalah kes khas. Secara umum, Hidrogen mempunyai bilangan pengoksidaan +1 (kecuali, seperti di atas, dalam bentuk unsurnya, H2). Walau bagaimanapun, bagi sebatian khas yang disebut hidrida, hidrogen mempunyai bilangan pengoksidaan -1.
Contohnya, di H2O, kita tahu bahawa hidrogen mempunyai bilangan pengoksidaan +1 kerana oksigen mempunyai muatan -2 dan kita perlu memerlukan cas 2 + 1 untuk menjadikan muatan sebatian itu sifar. Walau bagaimanapun, dalam natrium hidrida, NaH, hidrogen mempunyai bilangan pengoksidaan -1 kerana cas pada ion mempunyai muatan +1, dan untuk jumlah cas pada sebatian menjadi sifar, muatan hidrogen (dan dengan itu nombor pengoksidaan) mestilah -1.
Langkah 6. Fluorin selalu mempunyai bilangan pengoksidaan -1
Seperti yang dinyatakan di atas, bilangan pengoksidaan unsur-unsur tertentu boleh berbeza kerana beberapa faktor (ion logam, atom oksigen dalam peroksida, dll.) Namun, Fluorin, mempunyai bilangan pengoksidaan -1, yang tidak pernah berubah. Ini kerana fluorin adalah unsur yang paling elektronegatif - dengan kata lain, ia adalah unsur yang paling mungkin melepaskan elektronnya dan kemungkinan besar akan mengambil atom unsur lain. Oleh itu, caj tidak berubah.
Langkah 7. Jadikan nombor pengoksidaan dalam sebatian sama dengan cas pada sebatian
Nombor pengoksidaan semua atom dalam sebatian mestilah sama dengan muatan pada sebatian tersebut. Sebagai contoh, jika sebatian tidak mempunyai cas, bilangan pengoksidaan setiap atom mesti meningkat hingga sifar; jika sebatian tersebut adalah ion polyatom dengan muatan -1, nombor pengoksidaan mesti bertambah hingga -1, dll.
Ini adalah kaedah yang baik untuk memeriksa kerja anda - jika nombor pengoksidaan di kompaun anda tidak bertambah dengan cas pada kompaun anda, anda tahu anda telah menetapkan satu atau lebih nombor pengoksidaan yang salah
Kaedah 2 dari 2: Menetapkan Nombor kepada Atom Tanpa Peraturan Nombor Pengoksidaan
Langkah 1. Cari atom tanpa peraturan nombor pengoksidaan
Beberapa atom tidak mempunyai peraturan khusus mengenai nombor pengoksidaan. Sekiranya atom anda tidak muncul dalam peraturan di atas dan anda tidak pasti berapa cajnya (contohnya, jika atom adalah sebahagian daripada sebatian yang lebih besar dan dengan itu tidak menunjukkan cas masing-masing), anda boleh menemui atomnya nombor pengoksidaan dengan proses penghapusan. Mula-mula anda akan menentukan keadaan pengoksidaan semua atom dalam sebatian, maka anda hanya akan menyelesaikan atom yang tidak diketahui berdasarkan jumlah muatan sebatian tersebut.
Contohnya, di sebatian Na2JADI4, muatan Sulfur (S) tidak diketahui - atomnya tidak dalam bentuk unsur, jadi nombor pengoksidaannya tidak 0, tetapi hanya itu yang kita tahu. Ini adalah contoh baik kaedah algebra ini untuk menentukan bilangan pengoksidaan.
Langkah 2. Cari nombor pengoksidaan yang diketahui bagi unsur lain dalam sebatian
Dengan menggunakan peraturan untuk menetapkan nombor pengoksidaan, tentukan nombor pengoksidaan atom lain dalam sebatian. Berhati-hati dengan kes khas seperti O, H, dll.
Di Na2JADI4, kita tahu bahawa, menurut peraturan kita, ion Na mempunyai muatan (dan dengan itu nombor pengoksidaannya) +1 dan atom oksigen mempunyai bilangan pengoksidaan -2.
Langkah 3. Gandakan bilangan atom dengan nombor pengoksidaannya
Sekarang kita mengetahui bilangan pengoksidaan semua atom kita kecuali yang tidak diketahui, kita mesti mempertimbangkan fakta bahawa beberapa atom ini mungkin muncul lebih dari satu kali. Darabkan setiap bilangan pekali setiap atom (ditulis kecil di bawah selepas simbol kimia atom dalam sebatian) dengan nombor pengoksidaannya.
Di Na2JADI4, kita tahu bahawa terdapat 2 atom Na dan atom 4 O. Kita akan mengalikan 2 × +1, nombor pengoksidaan Na, untuk mendapatkan jawapan 2, dan kita akan mengalikan 4 × -2, nombor pengoksidaan O, untuk mendapatkan jawapannya -8.
Langkah 4. Tambah hasilnya
Menambah produk darab anda akan memberi anda nombor pengoksidaan sebatian tanpa mengira bilangan pengoksidaan atom anda yang tidak diketahui.
Dalam contoh Na2JADI4 kita, kita akan menambah 2 hingga -8 untuk mendapatkan -6.
Langkah 5. Hitung nombor pengoksidaan yang tidak diketahui berdasarkan muatan sebatian
Sekarang, anda mempunyai semua yang anda perlukan untuk mencari nombor pengoksidaan yang tidak diketahui menggunakan algebra sederhana. Buat persamaan: jawapan anda pada langkah sebelumnya, ditambah nombor pengoksidaan yang tidak diketahui sama dengan cas keseluruhan kompaun. Dengan kata lain: (Jumlah nombor pengoksidaan yang diketahui) + (nombor pengoksidaan yang tidak diketahui, yang dicari) = (cas kompaun).
-
Dalam contoh Na2JADI4 kami, kami akan menyelesaikannya seperti berikut:
- (jumlah nombor pengoksidaan yang diketahui) + (nombor pengoksidaan yang tidak diketahui, yang dicari) = (cas kompaun)
- -6 + S = 0
- S = 0 + 6
-
S = 6. S mempunyai nombor pengoksidaan
Langkah 6. di Na2JADI4.
Petua
- Atom dalam bentuk unsur selalu mempunyai bilangan pengoksidaan 0. Ion monatom mempunyai bilangan pengoksidaan yang sama dengan muatannya. Logam 1A dalam bentuk unsurnya, seperti hidrogen, litium, dan natrium, mempunyai bilangan pengoksidaan +1; Logam 2A dalam bentuk unsur, seperti magnesium dan kalsium, mempunyai bilangan pengoksidaan +2. Kedua-dua hidrogen dan oksigen mempunyai dua keadaan pengoksidaan yang berbeza yang mungkin bergantung pada ikatan.
- Dalam sebatian, jumlah semua nombor pengoksidaan mestilah sama 0. Jika ion mempunyai 2 atom, misalnya, jumlah nombor pengoksidaan mesti sama dengan muatan ion.
- Sangat berguna untuk mengetahui cara membaca jadual berkala elemen dan lokasi logam dan bukan logam.
