- Bagaimana untuk mendapatkan nombor pengoksidaan?
- Electroneutrality
- Valencias
- Peraturan umum
- Operasi aritmetik
- Contoh
- Oksigen
- Nitrogen
- Klorin
- Potasium
- Sulfur
- Karbon
- Padankan
- Rujukan
Yang nombor pengoksidaan , juga dikenali sebagai keadaan pengoksidaan, adalah salah satu yang menggambarkan keuntungan atau kehilangan elektron dalam atom, dengan anggapan bahawa sebatian yang mana ia adalah sebahagian yang mempunyai watak semata-mata ionik. Oleh itu, apabila bercakap mengenai nombor pengoksidaan, diasumsikan bahawa semua atom dijumpai sebagai ion yang berinteraksi secara elektrostatik.
Walaupun gambaran sebenar lebih rumit daripada mempunyai ion di mana-mana, bilangan pengoksidaan benar-benar berguna untuk menafsirkan tindak balas pengurangan oksida (redoks). Mengubah nombor ini menunjukkan spesies mana yang telah teroksidasi atau kehilangan elektron, atau jika elektron telah dikurangkan atau diperoleh.
Lapisan oksida yang merangkumi hiasan besi dan patung dibuat di bahagian anion O2, di mana oksigen mempunyai bilangan pengoksidaan -2. Sumber: Dracénois
Muatan ion ion monatom sepadan dengan nombor pengoksidaannya. Sebagai contoh, anion oksida, O2- , salah satu yang paling banyak terdapat dalam mineral yang tidak terkira banyaknya, mempunyai bilangan pengoksidaan -2. Ini ditafsirkan sebagai berikut: ia mempunyai dua elektron tambahan berbanding atom oksigen dalam keadaan tanah O.
Nombor pengoksidaan mudah dikira dari formula molekul, dan selalunya lebih berguna dan relevan dalam sebatian anorganik yang mengandungi ion. Sementara itu, dalam kimia organik ia tidak mempunyai kepentingan yang sama, kerana hampir semua ikatannya pada dasarnya adalah kovalen.
Bagaimana untuk mendapatkan nombor pengoksidaan?
Electroneutrality
Jumlah cas ion dalam sebatian mestilah sama dengan sifar untuk menjadi neutral. Hanya ion yang boleh mempunyai cas positif atau negatif.
Oleh itu, harus diandaikan bahawa jumlah nombor pengoksidaan juga mesti sama dengan sifar. Mengingat ini, dan melakukan beberapa pengiraan aritmetik, kita dapat mengekstrak atau menentukan bilangan pengoksidaan atom dalam sebatian apa pun.
Valencias
Valens tidak boleh dipercayai dalam menentukan bilangan pengoksidaan atom, walaupun terdapat beberapa pengecualian. Sebagai contoh, semua unsur kumpulan 1, logam alkali, mempunyai nilai valensi 1, dan oleh itu bilangan pengoksidaan yang tidak berubah-ubah +1. Perkara yang sama berlaku dengan logam bumi alkali, iaitu kumpulan 2, dengan bilangan pengoksidaan +2.
Perhatikan bahawa nombor pengoksidaan positif selalu didahului oleh simbol '+': +1, +2, +3, dll. Dan dengan cara yang sama negatif: -1, -2, -3, dll.
Peraturan umum
Terdapat beberapa peraturan umum yang mesti diambil kira semasa menentukan nombor pengoksidaan:
Nombor pengoksidaan untuk oksigen dan sulfur ialah -2: O 2- dan S 2-
-Elemen tulen mempunyai bilangan pengoksidaan 0: Fe 0 , P 4 0 , S 8 0
- Atom hidrogen, bergantung kepada siapa ia terikat, mempunyai bilangan pengoksidaan +1 (H + ) atau -1 (H - )
-Halogen, selagi tidak terikat dengan oksigen atau fluorin, mempunyai bilangan pengoksidaan -1: F - , Cl - , Br - dan I -
-Untuk ion poliatomik, seperti OH - , jumlah nombor pengoksidaan tidak boleh sama dengan sifar tetapi dengan cas ion, yang mungkin -1 untuk OH - (O 2- H + ) -
-Metal dalam keadaan biasa mempunyai bilangan pengoksidaan positif
Operasi aritmetik
Katakan kita mempunyai sebatian PbCO 3 . Sekiranya kita mengenal pasti anion karbonat, CO 3 2- , pengiraan semua nombor pengoksidaan akan mudah. Kita mulakan dengan karbonat yang sama, mengetahui bahawa bilangan oksidasi oksigen adalah -2:
(C x O 3 2- ) 2-
Jumlah nombor pengoksidaan mestilah sama dengan -2:
x + 3 (-2) = -2
x -6 = -2
x = +4
Oleh itu, bilangan pengoksidaan karbon adalah +4:
(C 4+ O 3 2- ) 2-
PbCO 3 akan kelihatan seperti:
Pb z C 4+ O 3 2-
Sekali lagi, kami menambahkan nombor pengoksidaan sehingga sama dengan sifar:
z + 4 - 6 = 0
z = +2
Oleh itu, plumbum mempunyai bilangan pengoksidaan +2, sehingga diasumsikan bahawa ia wujud sebagai kation Pb 2+ . Sebenarnya, tidak perlu melakukan pengiraan ini, kerana mengetahui bahawa karbonat mempunyai muatan -2, plumbum, penyusunnya semestinya mempunyai cas +2 agar terdapat elektronutrisi.
Contoh
Beberapa contoh nombor pengoksidaan untuk pelbagai unsur dalam sebatian yang berbeza akan disebutkan di bawah.
Oksigen
Semua oksida logam mempunyai oksigen seperti O 2- : CaO, FeO, Cr 2 O 3 , BeO, Al 2 O 3 , PbO 2 , dll. Walau bagaimanapun, dalam anion peroksida, O 2 2- , setiap atom oksigen mempunyai bilangan pengoksidaan -1. Begitu juga, dalam anion superoksida, O 2 - , setiap atom oksigen mempunyai bilangan pengoksidaan -1/2.
Sebaliknya, apabila oksigen mengikat fluor, ia memperoleh nombor pengoksidaan positif. Sebagai contoh, dalam oksigen difluorida, OF 2 , oksigen mempunyai bilangan pengoksidaan positif. Yang mana? Mengetahui bahawa fluorin adalah -1 kita mempunyai:
O x F 2 -1
x + 2 (-1) = 0
x -2 = 0
x = +2
Oleh itu, oksigen mempunyai bilangan pengoksidaan +2 (O 2+ ) dalam OF 2 (O 2+ F 2 - ).
Nitrogen
Nombor pengoksidaan utama nitrogen ialah -3 (N 3- H 3 +1 ), +3 (N 3+ F 3 - ) dan +5 (N 2 5+ O 5 2- ).
Klorin
Salah satu nombor pengoksidaan utama untuk klorin ialah -1. Tetapi semuanya berubah apabila digabungkan dengan oksigen, nitrogen atau fluorin, lebih banyak unsur elektronegatif. Apabila ini berlaku, ia memperoleh nombor pengoksidaan positif, seperti: +1 (N 3- Cl 3 + , Cl + F - , Cl 2 + O 2- ), +2, +3 (ClO 2 - ), +4, +5 (ClO 2 + ), +6 dan +7 (Cl 2 7+ O 7 2- ).
Potasium
Kalium dalam semua sebatiannya mempunyai bilangan pengoksidaan +1 (K + ); Kecuali ia adalah keadaan yang sangat istimewa, di mana ia dapat memperoleh bilangan pengoksidaan -1 (K - ).
Sulfur
Kes sulfur serupa dengan klorin: ia mempunyai bilangan pengoksidaan -2, asalkan tidak bergabung dengan oksigen, fluorin, nitrogen, atau klorin yang sama. Contohnya, nombor pengoksidaan anda yang lain adalah: -1, +1 (S 2 +1 Cl 2 - ), +2 (S 2+ Cl 2 - ), +3 (S 2 O 4 2- ), +4 ( S 4+ O 2 2- ), +5 dan +6 (S 6+ O 3 2- ).
Karbon
Keadaan pengoksidaan utama karbon ialah -4 (C 4- H 4 + ) dan +4 (C 4+ O 2 2- ). Di sinilah kita mula melihat kegagalan konsep ini. Baik dalam metana, CH 4 , dan juga karbon dioksida, CO 2 , kita mempunyai karbon sebagai ion C 4- atau C 4+ , tetapi membentuk ikatan kovalen.
Nombor pengoksidaan lain untuk karbon, seperti -3, -2, -1 dan 0, terdapat dalam formula molekul sebilangan sebatian organik. Walau bagaimanapun, dan sekali lagi, sangat mustahil untuk menanggung muatan ion pada atom karbon.
Padankan
Dan akhirnya, bilangan pengoksidaan utama fosfor adalah -3 (Ca 3 2+ P 2 3- ), +3 (H 3 + P 3+ O 3 2- ), dan +5 (P 2 5+ O 5 2- ).
Rujukan
- Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi keempat). Bukit Mc Graw.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia (Edisi ke-8.) Pembelajaran CENGAGE.
- Clark J. (2018). Keadaan Pengoksidaan (Nombor Pengoksidaan). Dipulihkan dari: chemguide.co.uk
- Wikipedia. (2020). Keadaan pengoksidaan. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
- Kristy M. Bailey. (sf). Menetapkan Nombor Pengoksidaan. Dipulihkan dari: occc.edu