Mga Oxidation Number, Redox Agent, ug Pag-balanse sa Half-Reaction

Unsa ang girekord sa oxidation number

Ang oxidation number mao ang charge nga dad-on sa atomo kung ang matag bond tali sa lain-laing mga atomo hingpit nga ionic, uban ang gipaambit nga mga electron gihatag sa mas electronegative nga atomo; ang mga electron nga gipaambit tali sa parehas nga mga atomo gibahin sa patas. Kini pormal nga ihap, dili gisukod nga charge. Sa tubig, ang oxygen gihatagan og −2 ug ang matag hydrogen +1, bisan kung ang tinuod nga partial charge mas gamay kaayo.

Ang oxidation usa ka pagtaas sa oxidation number, nga katumbas sa pagkawala sa mga electron. Ang reduction usa ka pagkunhod sa oxidation number, usa ka pagkuha og mga electron. Kanunay nga mahitabo ang duha nga magkauban, tungod kay ang mga electron nga nawala sa usa ka species kinahanglang makuha sa lain. Sa bisan unsang redox equation, ang kinatibuk-ang pagtaas sa oxidation number katumbas sa kinatibuk-ang pagkunhod, ug ang matag pamaagi sa pag-balanse nagsandig niana nga pagkapareho.

Pag-assign og oxidation number sumala sa priority nga han-ay

Ipadapat ang mga lagda gikan sa ibabaw sa lista paubos. Kung duha ka lagda ang magsumpaki, ang mas taas ang modaog, ug ang katapusang wala mahibaloi nga atomo sa pormula makita pinaagi sa kalainan.

Alang sa dihydrogen phosphate ion, H₂PO₄⁻: 2(+1) + P + 4(−2) = −1, busa P = +5. Alang sa tetrathionate ion, S₄O₆²⁻: 4S + 6(−2) = −2, busa ang upat ka sulfur atom nag-total og +10 ug ang average +2.5. Ang fraction nga resulta nagpasabot nga ang mga atomo sa parehas nga elemento naa sa lain-laing palibot ug ang gireport nga numero average. Ang magnetite, Fe₃O₄, adunay average nga +8/3 tungod kay adunay usa ka Fe²⁺ matag duha ka Fe³⁺.

• Ang atomo sa putli nga elemento 0 (Fe, O₂, S₈).
• Ang monatomic nga ion katumbas sa charge niini (ang Mg²⁺ +2, ang Br⁻ −1).
• Ang mga oxidation number sa pormula nagsuma sa kinatibuk-ang charge niini.
• Ang fluorine −1 sa tanan niyang compound.
• Ang group 1 nga metal +1 ug ang group 2 nga metal +2 sa mga compound.
• Ang hydrogen +1 uban sa mga nonmetal ug −1 sa metal hydride sama sa NaH.
• Ang oxygen kasagaran −2, apan −1 sa peroxide (H₂O₂), −½ sa superoxide (KO₂), ug +2 sa OF₂.
• Ang chlorine, bromine, ug iodine kasagaran −1, gawas kung nakadugtong sa oxygen o sa mas gaan nga halogen.

Pagngalan sa oxidizing agent ug reducing agent

Ang oxidizing agent modawat og electron ug hinungdan nga ang lain ma-oxidize, busa kini mismo ma-reduce. Ang reducing agent mohatag og electron ug kini mismo ma-oxidize. Ngalan-i ang tibuok species imbes ang usa ka atomo.

Hunahunaa ang 2Fe²⁺(aq) + H₂O₂(aq) + 2H⁺(aq) → 2Fe³⁺(aq) + 2H₂O(l). Ang iron motaas gikan sa +2 ngadto sa +3, busa ang Fe²⁺ na-oxidize ug mao ang reducing agent. Ang oxygen mokunhod gikan sa −1 sa peroxide ngadto sa −2 sa tubig, busa ang H₂O₂ na-reduce ug mao ang oxidizing agent. Ang hydrogen nagpabilin nga +1 sa tanan. Ang duha ka iron ion matag usa nawad-an og usa ka electron ug ang duha ka peroxide oxygen atom matag usa nakakuha og usa, busa duha ka electron ang nawala ug duha ang nakuha.

Ang usa ka species mahimong mutuman sa duha ka papel. Sa Cl₂ + 2OH⁻ → Cl⁻ + ClO⁻ + H₂O, ang usa ka chlorine atom gikan sa 0 ngadto sa −1 ug ang lain gikan sa 0 ngadto sa +1. Kini disproportionation, ug ang Cl₂ mao ang oxidizing ug reducing agent.

Pag-balanse sa half-reaction sa acidic nga solusyon

Ang pagbulag sa oxidation gikan sa reduction nagtugot kanimo sa pag-balanse sa matag pagbalhin sa electron nga managlahi, dayon pag-hiusa sa duha ka katunga aron magkansela ang mga electron. Ang tubig naghatag sa mga oxygen atom ug ang H⁺ naghatag sa mga hydrogen atom tungod kay kana ang mga species nga tinuod nga anaa sa acidic nga tubig.

Nasulbad nga ehemplo 1. Sa acid, gi-oxidize sa dichromate ang nitrite: Cr₂O₇²⁻ + NO₂⁻ → Cr³⁺ + NO₃⁻. Ang chromium gikan sa +6 ngadto sa +3 ug ang nitrogen gikan sa +3 ngadto sa +5. Oxidation nga katunga: NO₂⁻ + H₂O → NO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻, nga adunay charge nga −1 sa matag kilid. Reduction nga katunga: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O, nga adunay charge nga +6 sa matag kilid. Ang unom ka electron motugma sa duha ka chromium atom nga nag-usab sa tulo ka yunit matag usa.

Padaghana ang oxidation nga katunga sa 3 aron ang duha ka katunga adunay 6e⁻, dayon idugang: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 3NO₂⁻ + 3H₂O → 2Cr³⁺ + 7H₂O + 3NO₃⁻ + 6H⁺. Kanselaha ang 6H⁺ ug 3H₂O gikan sa matag kilid: Cr₂O₇²⁻ + 8H⁺ + 3NO₂⁻ → 2Cr³⁺ + 3NO₃⁻ + 4H₂O. Pagsusi: Cr 2 ug 2; N 3 ug 3; O 7 + 6 = 13 ug 9 + 4 = 13; H 8 ug 8; charge −2 + 8 − 3 = +3 ug +6 − 3 = +3.

• Bahina ang skeleton nga equation ngadto sa oxidation nga katunga ug reduction nga katunga.
• Balansea ang matag elemento gawas sa O ug H.
• Balansea ang O pinaagi sa pagdugang og H₂O, dayon balansea ang H pinaagi sa pagdugang og H⁺.
• Balansea ang charge pinaagi sa pagdugang og mga electron sa mas positibo nga kilid.
• I-scale ang mga katunga aron motugma ang mga electron, idugang kini, ug kanselaha ang bisan unsa sa duha ka kilid.
• Susiha ang mga atomo ug charge, ug kumpirmaha nga walay nahabilin nga mga electron.

Pag-usab sa pamaagi alang sa basic nga solusyon

Sa basic nga solusyon, daghan ang OH⁻ ug ang katapusang equation kinahanglang walay H⁺. Balansea sama sa acidic ang solusyon, dayon idugang ang igong OH⁻ sa duha ka kilid aron himoong tubig ang matag H⁺. Ang pagdugang sa parehas nga species sa duha ka kilid nagtipig sa balanse sa equation.

Nasulbad nga ehemplo 2. Gi-oxidize sa hypochlorite ang chromium(III) hydroxide ngadto sa chromate sa base: Cr(OH)₃ + ClO⁻ → CrO₄²⁻ + Cl⁻. Ang chromium gikan sa +3 ngadto sa +6 ug ang chlorine gikan sa +1 ngadto sa −1. Oxidation nga katunga: Cr(OH)₃ + H₂O → CrO₄²⁻ + 5H⁺ + 3e⁻. Reduction nga katunga: ClO⁻ + 2H⁺ + 2e⁻ → Cl⁻ + H₂O. Ang least common multiple sa 3 ug 2 mao ang 6, busa doblea ang unang katunga ug tripla ang ikaduha.

Ang pagdugang ug pagkansela naghatag og 2Cr(OH)₃ + 3ClO⁻ → 2CrO₄²⁻ + 3Cl⁻ + 4H⁺ + H₂O. Idugang ang 4OH⁻ sa duha ka kilid; sa tuo, ang 4H⁺ + 4OH⁻ mahimong 4H₂O. Katapusan: 2Cr(OH)₃(s) + 3ClO⁻(aq) + 4OH⁻(aq) → 2CrO₄²⁻(aq) + 3Cl⁻(aq) + 5H₂O(l). Pagsusi: Cr 2 ug 2; Cl 3 ug 3; O 6 + 3 + 4 = 13 ug 8 + 5 = 13; H 6 + 4 = 10 ug 10; charge −7 sa matag kilid.

Kasagarang mga sayop sa pagtala sa redox

Kadaghanan sa mga sayop sa redox mga sayop sa pagtala, ug ang matag usa adunay piho nga pagsusi.

Isip katapusang pagsulay, kumpirmaha gamit lamang ang oxidation number nga ang mga electron nga nawala katumbas sa mga electron nga nakuha. Sa nasulbad nga ehemplo 2, ang duha ka chromium atom matag usa nawad-an og 3 ka electron (6 sa kinatibuk-an) ug ang tulo ka chlorine atom matag usa nakakuha og 2 (6 usab).

• Pagngalan sa atomo isip agent: isulat nga ang Cr₂O₇²⁻ mao ang oxidizing agent, dili ang chromium.
• Pag-ihap sa kausaban matag atomo apan dili matag pormula: ang Cr₂O₇²⁻ → 2Cr³⁺ nagkinahanglan og 6 ka electron, dili 3.
• Pagbutang sa mga electron sa sayop nga kilid: sila mga produkto sa oxidation nga katunga ug mga reactant sa reduction nga katunga. Kung mapakyas ang pagsusi sa charge, tan-awa kini una.
• Pag-balanse sa oxygen gamit ang O, O₂, o O²⁻ imbes sa H₂O. Ang free nga oxide ion wala sa tubig.
• Pagbilin og H⁺ sa tubag sa basic nga solusyon, o paglimot sa pagkansela sa tubig human sa pagdugang og OH⁻.
• Pag-asumir nga ang oxygen kanunay −2: susiha ang mga peroxide, superoxide, ug O–F nga bond.
• Pag-usik-usik sa notasyon: ang oxidation number gisulat nga una ang timaan (+3); ang charge sa ion gisulat nga una ang numero (3+).