Vilket oxidationstal har kol i metan
Oxidationstal (OT) existerar en sätt för att hålla koll vid elektronerna beneath enstaka kemisk reaktion.
I hydrider har väte oxidationstalet -1 LiHDetta förmå användas till att snabbt känna igen oxidationer samt reduktioner bara genom för att titta vid ett reaktionsformel. vilket oss bör titta inom enstaka senare nyhet förmå detta även användas till för att balansera reaktionsformler för redoxreaktioner.
Bakgrund
I artikeln angående redoxreaktioner tittade oss vid olika modell vid redoxreaktioner.
nära vissa från dem sker fullständigaelektronövergångar, exempelvis den här:
\(\mathrm{Fe(s) + Cu^{2+}(aq) \longrightarrow Fe^{2+}(aq) + Cu(s)}\,,\)
där detta existerar enkel för att känna igen oxidationen (järn avger elektroner) samt reduktionen (koppar upptar elektroner).
Vid andra redoxreaktioner sker detta endast partiella (delvisa) elektronövergångar.
en modell existerar denna reaktion:
\(\mathrm{2H_2(g) + O_2(g) \longrightarrow 2H_2O(g)}\,.\)
I dessa fall existerar detta ej ständigt således klart vilket tema likt oxideras samt vilket vilket minskas.
Syre i koldioxid och i vatten har -IIinom just detta fallet lyckades oss resonera oss fram mot för att vätet oxideras samt syret minskas, genom för att nyttja elektronegativitet till för att att fatta beslut eller bestämma något vilket atomslag vilket dem olika bindningselektronerna tillhör.
Hur fungerar oxidationstal?
Oxidationstal existerar en sätt för att effektivisera resonemanget oss förde ovan på grund av för att visa för att förbränningen från väte fanns enstaka redoxreaktion.
Grundtanken existerar att man föreställer sig för att varenda relaterade till poler eller motsatser kovalenta bindningar existerar jonbindningar samt kollar vilka laddningar dem olika atomerna får.
Mer detaljerad gäller nästa regler (de numeriskt värde sista följer egentligen från dem numeriskt värde första):
- Kovalenta bindningar görs ifall mot jonbindningar, var varenda bindningselektronerna går mot den maximalt elektronegativa atomen inom varenda bindning.
ifall numeriskt värde likadana atomer binder kovalent mot varandra delas bindningselektronerna upp lika mellan dem.
- Joner får identisk oxidationstal vilket sin laddning.
- Oladdade grundämnen får oxidationstalet 0.
- Summan från varenda oxidationstal inom enstaka förening är lika tillsammans med laddningen på grund av föreningen.
Detta gäller både till molekyler samt joner. (Exempelvis ska summan bli 0 inom H2O samt −2 inom CO32−.)
Notera: Oxidationstal skrivs oftast med indikator samt romerska siffror (exempelvis +IV alternativt −II).
De båda syreatomerna i koldioxid har -II varderaÄven ifall detta existerar mindre klart, förekommer detta ibland för att vanliga arabiska siffror används, samt för att plustecken utelämnas. Lägg även symbol mot för att tecknet till oxidationstal skrivs före siffran; till laddningar (exempelvis 4+ alternativt 2−) existerar detta tvärtom.
Exempel 1Svar
Vilket OT besitter vätena i H2och järnet i Fe2+?
Väteatomerna inom hydrogen äger oxidationstalet 0.
detta förmå oss titta vid numeriskt värde sätt.
Dels genom för att vätgas är en grundämne, samt dels genom för att dela upp bindningselektronerna inom H2 så för att oss får ett valenselektron per väteatom. ett väteatom tillsammans med enstaka valenselektron existerar såsom vän oladdad.
Järnjonen har laddningen 2+, samt därmed äger järnet oxidationstalet +II.
Exempel 2Svar
Sätt ut oxidationstal till reaktanter samt varor inom reaktionen mellan järn samt kopparjoner:
\(\mathrm{Fe(s) + Cu^{2+}(aq) \longrightarrow Fe^{2+} + Cu(s)}\,.\)
\(\mathrm{Fe(s) + Cu^{2+}(aq) \longrightarrow Fe^{2+} + Cu(s)}\)
Fe existerar en oladdat grundämne och besitter därför 0 liksom OT. Cu2+ äger laddningen 2+ samt således OT +II.
Fe2+ äger tillsammans identisk argument även OT +II. Cu äger 0 såsom OT.
Notera för att järns oxidationstal ökar (från 0 mot +II) samt koppars oxidationstal reducerar (från +II mot 0).
Exempel 3Svar
Sätt ut oxidationstal på grund av samtliga atomer inom reaktanter samt varor inom förbränningen från vätgas:
\(\mathrm{2H_2(g) + O_2(g) \longrightarrow 2H_2O(g)}\,.
\)
\(\mathrm{2H_2(g) + O_2(g) \longrightarrow 2H_2O(g)}\)
Vi äger redan sett för att väteatomerna inom H2 äger OT 0.
På motsvarande sätt kommer oss fram mot för att syreatomerna inom O2 också besitter OT 0.
I vattnet föreställer vi oss för att varenda bindningselektroner förändras mot syret.
Syret får då 8 valenselektroner, vilket existerar 2 mer än vad ett neutral syreatom besitter i enlighet med periodiska systemet. Detta innebär för att syreatomen besitter OT −II. Vätet får 0 valenslelektroner, vilket existerar enstaka färre än vilket ett neutral väteatom äger. Detta innebär för att väteatomerna får OT +I.
Notera för att väteatomernas OT ökar ifrån 0 mot +I, samt för att syreatomerna OT reducerar ifrån 0 mot −II.
Hur tolkar man oxidationstal?
När en kurs oxideras blir detta av tillsammans elektroner, får större positiv laddning samt högre (mer positivt) oxidationstal.
då en tema minskas får detta elektroner, får större negativ laddning samt lägre (mer negativt) oxidationstal.
Syrgas (O 2)(En minnesregel till detta existerar för att termen reducera inom vardagliga kontext betyder just minska.) Scrolla gärna upp samt granska för att detta stämmer till reaktionen mellan järn samt kopparjoner, samt reaktionen mellan väte samt syre.
Man är kapabel även uttrycka detta likt att ju högre oxidationstal ett atom besitter, desto mer oxiderad existerar den, samt omvänt: för att ju lägre oxidationstal ett atom besitter, desto mer reducerad existerar den.
Exempel 4Svar
En från farorna tillsammans för att ett fåtal inom sig träsprit (metanol) existerar för att enzymer inom kroppen omvandlar detta mot myrsyra såsom försurar kroppen.
Använd OT till för att att fatta beslut eller bestämma något angående kolatomen inom metanol oxideras alternativt minskas nära denna process.
Slå upp ett tabell tillsammans med elektronegativiteter, om ni ej redan vet för att syre existerar mer elektronegativt än kol, liksom inom sin tur existerar mer elektronegativt än väte. oss låter elektronerna inom varenda bindning övergå mot den maximalt elektronegativa atomen:
Vi ser då för att kolatomen tillsammans med vårt attityd äger 6 valenselektroner innan reaktionen, samt 2 valenselektroner efter reaktionen.
enstaka neutral kolatom äger i enlighet med periodiska systemet 4 valenselektroner. detta betyder för att kolet äger en överskott vid 2 elektroner innan reaktionen, samt därmed OT −II, samt besitter en underskott vid numeriskt värde elektroner efter reaktionen, samt därmed OT +II.
Kolatomen ökar alltså sitt OT beneath reaktionen, samt oxideras således nära processen.
Tips: En god rutin då man beräknar ut OT till atomerna inom enstaka kemisk förening existerar för att kontrollräkna OT således för att summan blir lika tillsammans föreningens laddning.
inom detta fallet får oss 1+1+1+1+(-2)+(-2)=0 till metanol, samt (-2)+(-2)+2+1+1=0 på grund av myrsyra, vilket stämmer tillsammans med för att både metanol samt myrsyra existerar oladdade föreningar.
Tumregler till oxidationstal
Ibland existerar detta jobbigt för att behöva rita rita upp strukturen till detta kurs vars atomer man önskar besluta oxidationstalet vid.
detta förmå då artikel god för att lära sig nästa tumregler utantill:
- F besitter ständigt −I liksom OT inom kemiska föreningar tillsammans andra ämnen.
detta beror vid för att fluor existerar detta maximalt elektronegativa av samtliga atomslagen, samt därmed ständigt kommer för att äga elektronerna inom ett kovalent bindning tillsammans med en annat atomslag. - O besitter ständigt −II likt OT inom kemiska föreningar tillsammans andra ämnen, förutom inom bindning tillsammans F. Detta beror vid för att syre existerar detta maximalt elektronegativa från varenda atomslag näst efter fluor.
Viktiga undantag existerar peroxider, eftersom syre var binder mot syre.
- H besitter oftast +I likt OT inom förening tillsammans med andra icke-metaller.
Detta eftersom väte existerar mindre elektronegativt än nästan varenda icke-metaller. Atomslaget bor (B) existerar en viktigt undantag.
Kom dock minnas för att detta existerar just tumregler.
Regeln angående för att man föreställer sig för att elektronerna går mot den maximalt elektronegativa atomen inom enstaka kovalent bindning är däremot allmängiltig.
Exempel 5Svar
Bestäm OT till varenda atomerna inom O2, F2 och H2.
Alla atomerna besitter OT 0 inom samtliga dessa molekyler, eftersom detta existerar fråga ifall oladdade grundämnen.
Kommentar: Ett vanligt misstag existerar för att svara för att syreatomernas OT existerar −II, för att fluoratomernas OT existerar −I samt för att vätenas OT existerar +I.
utför man detta besitter man tillämpat tumreglerna ovan blint utan för att varken äga läst dem ordentligt alternativt begripet varför dem gäller. fanns ständigt vid din vakt mot liknande misstag!
Exempel 6Svar
Bestäm oxidationstalet till samtliga atomerna i
a) ammoniak, NH3
b) nitratjonen, NO3−.
a) Tumreglerna ovan ger för att varenda väteatom besitter OT +I denna plats.
Betrakta Al 3+ -jonen – är den oxiderad eller reducerad?Vidare vet oss för att NH3 existerar ett oladdad förening. Alltså måste kväveatomen äga en OT sådant för att detta sammanlagda oxidationstalet på grund av ammoniak blir 0. Anta för att kväveatomen äger OT x. Då gäller att
\(1+1+1+x=0\Leftrightarrow x=-3\,.\)
Slutsats: Kväveatomen har OT −III inom ammoniak.
b) inom NO3− vet oss i enlighet med tumregelerna för att varenda syreatom besitter OT −II.
eftersom nitratjonen besitter laddningen 1−, sålunda oss för att oss för att summan från samtliga oxidationstalen bör bli −1. Anta för att kväveatomen besitter x såsom OT. detta ger
\((-2)+(-2)+(-2)+x=-1\Leftrightarrow x=5\,.\)
Slutsats: Kväveatomen äger OT +V inom nitratjonen.
Kommentar: Av detta förmå oss dra slutsatsen för att kväves oxidationstal kan variera kraftigt, samt för att detta därmed ej går för att ge någon utmärkt tumregel på grund av kväves oxidationstal.
testa likt övning gärna för att räkna ut OT för NO2, NO, N2O och N2 även. (Rätt svar existerar +IV, +II, +I samt 0.)
Övningsuppgifter
Testa dig egen tillsammans med nästa övningsuppgifter.
Uppgift 1Svar
Ange den empiriska formeln för järn(III)oxid.
Detta existerar enstaka jonförening bestående från järnjoner samt oxidjoner.
Järnet har uppenbarligen OT +III (det existerar detta man menar då man skriver järn(III)), därför järnjonerna måste äga laddningen 3+ samt existerar alltså Fe3+. dem enda oxidjoner vilket finns existerar O2−, vilket stämmer överens tillsammans tumregeln för att syre besitter OT −II inom föreningar.
En jonförening måste existera oladdad liksom totalitet.
Därmed vet oss för att antalet järnatomer bör existera sådant för att detta tar ut oxidjonernas negativa laddning.
Molekylen är oladdad totaltDetta måste innebära för att mängdförhållande existerar (två järnjoner besitter laddningen 6+, samt tre oxidjoner besitter laddningen 6−). Detta går ej för att göra kortare ytterligare. Alltså existerar den empiriska formeln Fe2O3.
Uppgift 2Svar
Bestäm oxidationstalet på grund av syre inom föreningen OF2.
Fluor besitter ständigt −I såsom OT inom föreningar.
Syre tappar sina elektroner inom bindningarna mot fluor, då fluor existerar mer elektronegativt. Fluor äger −I liksom OT, samt på grund av för att molekylen bör existera oladdad måste syre äga +II liksom OT.
Kommentar: Ett vanligt misstag på denna plats existerar för att glömma försvunnen för att tumregeln för att syre besitter OT −II enbart gäller då syre existerar bundet mot andra atomslag än fluor.
förlorar man detta blir uppgiften olösbar eftersom man får numeriskt värde tumregler liksom verkar motsäga varandra.
Uppgift 3 (medlemsuppgift)
Uppgift 4 (medlemsuppgift)
Uppgift 5Svar
Ange vilket atomslag som oxideras samt vilket atomslag som reduceras nära reaktionen
\(\mathrm{CH_4(g) + 2O_2(g) \longrightarrow CO_2(g) + 2H_2O(g)}\,.\)
Vi sätter ut oxidationstal till varenda atomslag inom reaktanterna respektive produkterna, samt kollar sedan hur dessa oxidationstal ändras beneath reaktionens gång.
Metan (CH4).
Vätena besitter OT +I i enlighet med tumreglerna. eftersom metanmolekylerna existerar oladdade måste kolet därför äga OT −IV.
Syrgas (O2).
Metan (CH 4)Detta existerar en grundämne. Syrena äger därför OT 0.
Koldioxid (CO2). Syrena besitter OT −II i enlighet med tumreglerna. eftersom koldioxidmolekylerna existerar oladdade måste kolet därför äga OT +IV.
Vatten (H2O). Syret äger OT −II, samt vätena äger OT +I i enlighet med tumreglerna.
Kol går ifrån för att äga OT −IV mot för att äga OT +IV.
Detta existerar ett ökning från oxidationstalet. Alltså oxideras kolet (förlorar elektroner).
Väte äger OT +I både före samt efter reaktionen.
Avspeglar alltså hur pass oxiderat/reducerat ett ämne ärAlltså varken oxideras alternativt minskas väte nämnvärt.
Syre går ifrån för att äga OT 0 mot för att äga OT −II. Detta existerar enstaka minskning från oxidationstalet. Alltså minskas syret (vinner elektroner).
Svar: Kol oxideras, syre reduceras.
Kommentar:Jämför gärna detta tillsammans med detta komplicerade resonemang liksom oss förde inom den allmänna artikeln ifall redoxreaktioner.
oss kom mot identisk slutsats, dock detta fanns många jobbigare.