Mga Oxidation Number, Redox nga mga Agent, ngan Pag-balanse pinaagi han Half-Reaction

Ano an gintatala han oxidation number

An oxidation number amo an karga nga dadad-on han atomo kun an kada bugkos tali han lain-lain nga mga atomo bug-os nga ionic, nga an mga electron nga ginpapaambit gintutugyan ngadto ha mas electronegative nga atomo; an mga electron nga ginpapaambit tali han pariho nga mga atomo ginbabahin nga patas. Pormal ini nga ihap, dire sinukat nga karga. Ha tubig, an oxygen ginhahatagan hin −2 ngan an kada hydrogen +1, bisan mas gutiay gud an tinuod nga partial nga karga.

An oxidation amo an pagtaas han oxidation number, nga katugbang han pagkawara hin mga electron. An reduction amo an pag-ubos han oxidation number, pagkuha hin mga electron. Kanunay nga nagkakaupod an duha, tungod kay an mga electron nga nawara han usa nga species angay makuha han lain. Ha bisan ano nga redox nga ekwasyon, an kabug-osan nga pagtaas han oxidation number pariho han kabug-osan nga pag-ubos, ngan an kada pamaagi han pag-balanse nasasandig hini nga pagkapantay.

Pagtudlok han mga oxidation number sumala han han-ay han prayoridad

Ipadapat an mga lagda tikang ha ibabaw han lista paubos. Kun duha nga lagda an nagkikiangay, an mas taas an nananaug, ngan an katapusan nga diri hibaro nga atomo ha pormula makukuha pinaagi han kalainan.

Para ha dihydrogen phosphate nga ion, H₂PO₄⁻: 2(+1) + P + 4(−2) = −1, salit P = +5. Para ha tetrathionate nga ion, S₄O₆²⁻: 4S + 6(−2) = −2, salit an upat nga atomo han sulfur nagkakabug-os hin +10 ngan an abereyds +2.5. An resulta nga may bahin nagpapasabot nga an mga atomo han pariho nga elemento naglalain-lain an palibot ngan an numero nga gin-report abereyds. An Magnetite, Fe₃O₄, abereyds nga +8/3 tungod kay may usa nga Fe²⁺ kada duha nga Fe³⁺.

• An atomo ha putli nga elemento 0 (Fe, O₂, S₈).
• An monatomic nga ion pariho han iya karga (an Mg²⁺ +2, an Br⁻ −1).
• An mga oxidation number ha pormula nagdudugang ngadto ha kabug-osan nga karga hini.
• An fluorine −1 ha ngatanan nga compound hini.
• An group 1 nga mga metal +1 ngan an group 2 nga mga metal +2 ha mga compound.
• An hydrogen +1 upod an nonmetal ngan −1 ha metal hydride sugad han NaH.
• An oxygen kasagaran −2, kundi −1 ha mga peroxide (H₂O₂), −½ ha mga superoxide (KO₂), ngan +2 ha OF₂.
• An chlorine, bromine, ngan iodine kasagaran −1, gawas kun nakabugkos ha oxygen o ha mas gaan nga halogen.

Pagngaran han oxidizing agent ngan han reducing agent

An oxidizing agent nakadawat hin mga electron ngan nagpapahinabo nga an lain ma-oxidize, salit ito mismo an na-reduce. An reducing agent nagtutugyan hin mga electron ngan ito mismo an na-oxidize. Ngarani an bug-os nga species imbes han usa nga atomo.

Hunahunaa an 2Fe²⁺(aq) + H₂O₂(aq) + 2H⁺(aq) → 2Fe³⁺(aq) + 2H₂O(l). An iron nagtataas tikang ha +2 paingod ha +3, salit an Fe²⁺ na-oxidize ngan amo an reducing agent. An oxygen nag-uubos tikang ha −1 ha peroxide paingod ha −2 ha tubig, salit an H₂O₂ na-reduce ngan amo an oxidizing agent. An hydrogen nagpapabilin nga +1 ha ngatanan. An duha nga iron ion tagsa-tagsa nawara hin usa nga electron ngan an duha nga atomo han oxygen ha peroxide tagsa-tagsa nakakuha hin usa, salit duha nga electron an nawara ngan duha an nakuha.

An usa nga species puyde mag-obra ha duha nga papel. Ha Cl₂ + 2OH⁻ → Cl⁻ + ClO⁻ + H₂O, an usa nga atomo han chlorine tikang ha 0 paingod ha −1 ngan an usa pa tikang ha 0 paingod ha +1. Ini disproportionation, ngan an Cl₂ amo an duha, an oxidizing ngan reducing nga agent.

Pag-balanse pinaagi han half-reaction ha asido nga solusyon

An pagbulag han oxidation ngan reduction nagtutugot nga imo ma-balanse an kada pagbalhin han electron nga managlahi, unya isanib an mga bahin basi magkansela an mga electron. An tubig naghahatag hin mga atomo han oxygen ngan an H⁺ naghahatag hin mga atomo han hydrogen tungod kay ini an mga species nga tinuod nga yana ha asido nga tubig.

Halimbawa 1. Ha asido, an dichromate nag-ooxidize han nitrite: Cr₂O₇²⁻ + NO₂⁻ → Cr³⁺ + NO₃⁻. An chromium tikang ha +6 paingod ha +3 ngan an nitrogen tikang ha +3 paingod ha +5. Oxidation nga bahin: NO₂⁻ + H₂O → NO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻, upod an karga nga −1 ha kada sapit. Reduction nga bahin: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O, upod an karga nga +6 ha kada sapit. An unom nga electron nag-uuyon ha duha nga atomo han chromium nga nagbabalhin hin tag-tulo nga yunit.

Imultiplikar an oxidation nga bahin ha 3 basi an duha nga bahin may 6e⁻, unya isanib: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 3NO₂⁻ + 3H₂O → 2Cr³⁺ + 7H₂O + 3NO₃⁻ + 6H⁺. Kansela an 6H⁺ ngan 3H₂O tikang ha kada sapit: Cr₂O₇²⁻ + 8H⁺ + 3NO₂⁻ → 2Cr³⁺ + 3NO₃⁻ + 4H₂O. Pagsusi: Cr 2 ngan 2; N 3 ngan 3; O 7 + 6 = 13 ngan 9 + 4 = 13; H 8 ngan 8; karga −2 + 8 − 3 = +3 ngan +6 − 3 = +3.

• Bahina an skeleton nga ekwasyon ngadto ha oxidation nga bahin ngan reduction nga bahin.
• I-balanse an kada elemento gawas han O ngan H.
• I-balanse an O pinaagi ha pagdugang hin H₂O, unya i-balanse an H pinaagi ha pagdugang hin H⁺.
• I-balanse an karga pinaagi ha pagdugang hin mga electron ha mas positibo nga sapit.
• Isukad an mga bahin basi magpareho an mga electron, isanib ini, ngan kanselaha an bisan ano nga makita ha duha nga sapit.
• Susiha an mga atomo ngan karga, ngan pamatuda nga waray nahibilin nga electron.

Pagbalhin han pamaagi para ha base nga solusyon

Ha base nga solusyon, damo an OH⁻ ngan an katapusan nga ekwasyon angay waray H⁺. I-balanse sugad nga asido an solusyon, unya dugangi hin igo nga OH⁻ an duha nga sapit basi himuon nga tubig an kada H⁺. An pagdugang han pariho nga species ha duha nga sapit nagpapabilin nga balanse an ekwasyon.

Halimbawa 2. An hypochlorite nag-ooxidize han chromium(III) hydroxide ngadto ha chromate ha base: Cr(OH)₃ + ClO⁻ → CrO₄²⁻ + Cl⁻. An chromium tikang ha +3 paingod ha +6 ngan an chlorine tikang ha +1 paingod ha −1. Oxidation nga bahin: Cr(OH)₃ + H₂O → CrO₄²⁻ + 5H⁺ + 3e⁻. Reduction nga bahin: ClO⁻ + 2H⁺ + 2e⁻ → Cl⁻ + H₂O. An pinakagutiay nga komon nga multiple han 3 ngan 2 amo an 6, salit i-doble an syahan nga bahin ngan i-tulo an ikaduha.

An pagsanib ngan pagkansela naghahatag hin 2Cr(OH)₃ + 3ClO⁻ → 2CrO₄²⁻ + 3Cl⁻ + 4H⁺ + H₂O. Dugangi hin 4OH⁻ an duha nga sapit; ha too, an 4H⁺ + 4OH⁻ nagigin 4H₂O. Katapusan: 2Cr(OH)₃(s) + 3ClO⁻(aq) + 4OH⁻(aq) → 2CrO₄²⁻(aq) + 3Cl⁻(aq) + 5H₂O(l). Pagsusi: Cr 2 ngan 2; Cl 3 ngan 3; O 6 + 3 + 4 = 13 ngan 8 + 5 = 13; H 6 + 4 = 10 ngan 10; karga −7 ha kada sapit.

Kasagaran nga mga sayop ha pagrekord han redox

Kadam-an han sayop ha redox sayop ha pagrekord, ngan an kada usa may espesipiko nga pagsusi.

Sugad nga katapusan nga pagsulay, pamatuda gamit la an mga oxidation number nga an mga electron nga nawara pariho han mga electron nga nakuha. Ha halimbawa 2, an duha nga atomo han chromium tagsa-tagsa nawara hin 3 ka electron (6 ha kabug-osan) ngan an tulo nga atomo han chlorine tagsa-tagsa nakakuha hin 2 (6 liwat).

• Pagngaran hin atomo sugad nga agent: isulat nga an Cr₂O₇²⁻ amo an oxidizing agent, dire an chromium.
• Pag-ihap han pagbag-o kada atomo kundi dire kada pormula: an Cr₂O₇²⁻ → 2Cr³⁺ nagkikinahanglan hin 6 nga electron, dire 3.
• Pagbutang han mga electron ha sayop nga sapit: mga produkto sira ha oxidation nga bahin ngan mga reactant ha reduction nga bahin. Kun napapakyas an pagsusi han karga, ini an syahan nga tan-awon.
• Pag-balanse han oxygen pinaagi han O, O₂, o O²⁻ imbes han H₂O. Waray libre nga oxide nga mga ion ha tubig.
• Pagbilin han H⁺ ha tubag para ha base nga solusyon, o pagkalimot nga kanselaha an tubig pagkatapos magdugang hin OH⁻.
• Pagpasugad nga an oxygen kanunay −2: susiha an mga peroxide, superoxide, ngan O–F nga mga bugkos.
• Pagsagol han notasyon: an oxidation number ginsusulat nga una an timaan (+3); an karga han ion ginsusulat nga una an numero (3+).