Oxidatinstal Niklas Dahrén
Oxidatinstalet avslöjar undersktt eller översktt på elektrner Oxida'nstalet: Oxida'nstalet avslöjar m en atm har e4 översk4 eller e4 undersk4 på elektrner jämfört med si4 laddade grund'llstånd. Oxida'nstalet avspeglar alltså hur pass xiderat/reducerat e4 ämne är. Oxida'nstal förkrtas?a sm OT. Oxida'nstalet kan vara psi'vt, nega'vt eller nll: E4 psi'vt tal visar a4 atmen helt eller delvis (par'ellt) har förlrat elektrner (= xiderats) medan e4 nega'vt tal visar a4 atmen helt eller delvis har få4 elektrner (= reducerats). Oxida'nstalet skrivs med rmerska siffrr: I= 1 II= 2 III= 3 IV= 4 V= 5 VI= 6 VII= 7 VIII= 8 IX= 9 X= 10 Framför den rmerska siffran skriver vi minus eller plus berende på m talet är nega'vt eller psi'vt. Om talet är psi'vt kan vi även välja a4 utesluta plustecknet; +III eller enbart III. Oxida'nstalet anges all'd för varje enskild atm. Oxida'nstalet används för a:: Balansera reak'nsfrmler. Ta reda på m e4 ämne xideras eller reduceras i en redxreak'n.
Regler för att bestämma xidatinstalet Grundämnen sm ej ingår i kemiska föreningar har xida'nstalet 0: Grundämnen sm ej ingår i kemiska föreningar har ej tagit emt eller avgivit elektrner ch har därför xida'nstalet 0. Exempel: I N 2 har varje kväveatm xida'nstalet 0. I metallen natrium har alla natriumatmer xida'nstalet 0. Flur har all'd xida'nstalet -I: Flur är det mest elektrnega'va ämnet ch kmmer därför i kemiska föreningar all'd vara bäst på a4 a4rahera valenselektrner. Flur har 7 egna valenselektrner ch kan därför a4rahera y4erligare 1 valenselektrn. Exempel: Fluratmen i NaF har -I ch de båda fluratmerna i OF 2 har xida'nstalet -I (syreatmen har +II). I alla kemiska föreningar har syre xida'nstalet -II (förutm i perxider eller i föreningar med flur): Syre är mycket elektrnega'vt ch drar åt sig valenselektrner från de flesta andra ämnen (ej från flur sm är ännu mer elektrnega'vt). Syre drar åt sig 2 elektrner för a4 få ädelgasstruktur ch får då e4 elektrnöversk4 sm betecknas -II. Exempel: I CO 2 har varje syreatm xida'nstalet -II (klatmen har +IV).
Regler för att bestämma xidatinstalet I kemiska föreningar med ickemetaller har väte xida'nstalet +I: Väte har låg elektrnega'vitet jämfört med andra ickemetaller ch förlrar därför sin enda valenselektrn i föreningar med ickemetaller. Väte får därför e4 elektrnundersk4 sm betecknas +I. Exempel: I CH 4 har varje väteatm xida'nstalet +I (kl har -IV). I kemiska föreningar med metaller har väte xida'nstalet -I: Väte har högre elektrnega'vitet jämfört med metallerna ch kmmer därför i föreningar med metaller a4 dra åt sig en valenselektrn från metallen. Väte får då e4 elektrnöversk4 sm betecknas -I. När väteatmen drar åt sig en valenselektrn så bildas en s.k. hydridjn, H -. Exempel: I jnföreningen natriumhydrid (NaH) har väte xida'nstalet -I (natrium har +I).
Regler för att bestämma xidatinstalet För atmjner är xida'nstalet lika med laddningen: Laddningen avslöjar m ämnet har avgivit eller upptagit elektrner ch därmed m ämnet har e4 elektrnundersk4 eller elektrnöversk4. Därför är laddningen lika med xida'nstalet. Exempel: I Ca 2+ har kalcium xida'nstalet +II ch i O 2- är xida'nstalet -II. I en jnförening ska summan av jnernas xida'nstal vara lika med nll: Om en jn avger 2 elektrner så måste den andra ta emt 2 elektrner. Ne4laddningen i en jnförening blir därför all'd nll ch därför ska även summan av xida'nstalen vara lika med nll. Exempel: I Ca 2+ har kalcium xida'nstalet +II ch i O 2- är xida'nstalet -II.
Regler för att bestämma xidatinstalet I en sammansa: jn ska summan av xida'nstalen bli lika med jnladdningen: Sammansa4a jner består av flera atmer sm si4er ihp ch bildar en kemisk förening. Men jämfört med andra kemiska föreningar har denna förening sm helhet e4 elektrnöversk4 eller undersk4 (är laddad). När vi anger xida'nstalet för de ingående atmerna så ska summan vara detsamma sm den ttala laddningen hs den sammansa4a jnen. Exempel: I NO 3 - har varje syreatm xida'nstalet -II. Ttalt finns det 3 syreatmer vilket innebär ttalt -VI i xida'nstal för alla syreatmer. Kväveatmen måste då ha xida'nstalet +V m den ttala jnladdningen ska bli -I. I en laddad kemisk förening ska summan av xida'nstalen bli nll: Om en atm i en kemisk förening drar åt sig 2 elektrner (ch därmed får xida'nstalet -II) så måste en eller flera andra atmer i samma kemiska förening förlra 2 elektrner. Det kan möjligen vara 1 eller 3 elektrner sm förlras! Exempel: I H 2 O har syreatmen xida'nstalet -II ch varje väte +I. Summan av xida'nstalen blir då nll.
Regler för att bestämma xidatinstalet Klatmer kan ha xida'nstal från +IV 'll -IV: Klatmer har 4 valenselektrner ch kan därför skapa maximalt 4 bindningar 'll andra atmer. Klatmens xida'nstal är berende av hur elektrnega'va de andra atmerna är. Om klatmen binder 'll 4 atmer sm är mer elektrnega'va än klatmen kmmer klatmen förlra sina 4 valenselektrner ch därmed få xida'nstalet +IV. Men m klatmen binder t.ex. 4 atmer sm är mindre elektrnega'va än klatmen så kmmer klatmen få xida'nstalet -IV. Exempel: I CH 4 har klatmen -IV i xida'nstal e?ersm klatmen har högre elektrnega'vitet jämfört med väteatmerna. I CO 2 har däremt klatmen +IV e?ersm syreatmerna har högre elektrnega'vitet (vik'gt a4 förstå a4 summan av xida'nstalen ska vara nll).
Regler för att bestämma xidatinstalet Typ av ämne: Oxida'nstal: Exempel: Grundämnen (atmer) sm ej ingår i en kemisk förening: 0 Syreatmerna i O 2 har xida'nstalet 0. Fluratmerna i F 2 har xida'nstalet 0. Fluratmer i kemiska föreningar: -I Fluratmerna i OF 2 har xida'nstalet -I (syreatmen +II). Syreatmer i kemiska föreningar (förutm i perxider eller i föreningar med flur): -II (i H 2 O 2 har syre -I ch i OF 2 +II) Syreatmerna i H 2 O har xida'nstalet -II. Syreatmerna i CO 2 har xida'nstalet -II. Vanliga jner (t.ex. Na +, Mg 2+, Cl - ): Samma sm jnladdningen. Na + i saltet NaCl har xida'nstalet +I. Mg 2+ i saltet MgCl 2 har xida'nstalet +II. Jnföreningar: Sammansa:a jner (t.ex. NO 3- ): Väteatmer i kemiska föreningar med ickemetaller: Väteatmer i kemiska föreningar med metaller: Summan av de ingående jnernas xida'nstal ska vara lika med nll. Summan av xida'nstalen ska vara lika med jnladdningen. I saltet MgCl 2 har Mg +II ch varje Cl -I vilket innebär a4 summan är lika med nll. I NO 3 - har N +V ch varje O -II vilket innebär a4 summan är lika med -I. +I Väteatmerna i H 2 O har xida'nstalet +I. Väteatmerna i CH 4 har xida'nstalet +I. Väteatmerna förekmmer då sm hydridjner (H - ) ch har därför xida'nstalet -I. Väteatmerna i NaH har xida'nstalet -I. Väteatmerna i KH har xida'nstalet -I.
Regler för att bestämma xidatinstalet Typ av ämne: Oxida'nstal: Exempel: Metaller i kemiska föreningar: All'd psi'va xida'nstal. Alkalimetallerna (grupp 1) i kemiska föreningar: De alkaliska jrdartsmetallerna (grupp 2) i kemiska föreningar: Metallerna i grupp 3-12 i kemiska föreningar: Oladdade kemiska föreningar: Klatmer: +I Natriumjnen i NaCl har xida'nstalet +I. Kaliumjnen i KF har xida'nstalet +I. +II Berr lite på. Vissa av dessa metaller kan avge lika antal valenselektrner i lika situa'ner. Järn avger t.ex. 2 eller 3 valenselektrner. Summan av de ingående atmernas xida'nstal ska vara 0. I övrigt gäller de regler sm har beskrivits 'digare för resp. ämne. Från -IV 'll +IV berende på vilka andra atmer klatmerna binder 'll. Magnesiumjnen i MgO har xida'nstalet +II. Kalciumjnen i CaCl 2 har xida'nstalet +II. Järnjnen i FeCl 2 har xida'nstalet +II. Järnjnen i FeCl 3 har xida'nstalet +III. Väteatmerna i CH 4 har xida'nstalet +I. E?ersm summan ska vara lika med nll kan vi lista ut a4 klatmen har -IV. Klatmen i CH 4 har -IV. Klatmen i CO 2 har +IV.
Uppgift 1: Ange xidatinstalen för de lika atmerna i a) N 2 b) NH 3 c) CaCl 2 d) SO 4 2- Svar ch förklaring: a) N= 0. Oxida'nstalet för varje kväveatm är 0. Alla grundämnen i fri frm har xida'nstalet 0. b) N= -III. H= +I. Vi vet a4 väte all'd har +I i föreningar med ickemetaller. Vätena har 'llsammans +III ch då måste xida'nstalet för kväve vara -III e?ersm summan ska bli nll. c) Ca 2+ = +II. Cl - = -I. De4a är en jnförening ch då är xida'nstalet lika med jnernas laddning. Kalcium 'llhör grupp 2 ch har därför laddningen 2+. Cl 'llhör grupp 17 ch har därför laddningen 1-. d) S= +VI. O= -II. De4a är en sammansa4 jn. Syre har i strt sä4 all'd -II i kemiska föreningar. E?ersm det finns 4 syre så är det ttala xida'nstalet för alla syreatmer; -VIII. Svavelatmen måste då ha xida'nstalet +VI e?ersm summan ska bli lika med jnens laddning sm är 2-.
Uppgift 2: Ange xidatinstalen för de lika atmslagen i HNO 3 Svar: H= +I N= +V O= -II Förklaring: O har all'd -II (förutm några få undantag). 3 syre medför ttalt -VI. H har all'd +I i föreningar med icke metaller. I en laddad kemisk förening ska summan av xida'nstalen vara nll. N måste då ha +V.
Uppgift 3: Ange xidatinstalen för de lika atmslagen i PbSO 4 Svar: Pb= +II S= +VI O= -II Förklaring: SO 4 är en sammansa4 jn (sulfatjn) med laddningen 2- (SO4 2- ). O har all'd -II. Fyra syre innebär ttalt -VIII i xida'nstal för alla syreatmer 'llsammans. Summan av xida'nstalen i en sammansa4 jn ska vara lika med jnens laddning (alltså -II). S måste alltså ha xida'nstalet +VI. PbSO 4 är e4 salt (metall + icke metall). I e4 salt är summan av laddningarna all'd nll. SO 4 -jnen har laddningen 2- ch då måste Pb ha laddningen 2+. Alltså SO4 2- ch Pb 2+. Oxida'nstalet för en atmjn är all'd lika med laddningen. Pb 2+ har alltså xida'nstalet +II.
Metallerna i grupp 3-12 kan ha lika xidatinstal Metallerna i grupp 3-12 är lite kns'ga : I lika sammanhang kan samma metall avge lika antal valenselektrner. Järn kan t.ex. avge 2 eller 3 valenselektrner ch bildar då jnerna Fe 2+ respek've Fe 3+. Oxida'nstalen för järn blir då: Fe 2+ = +II Fe 3+ = +III För a: kunna lista ut xida'nstalet hs dessa metaller måste vi ta hjälp av den nega'va jnen sm ingår i den kemiska föreningen ch den frmel sm föreningen har. Exempel: Saltet järnflurid förekmmer i 2 frmer, FeF 2 ch FeF 3. Vi vet a4 flur drar 'll sig 1 elektrn från järn ch all'd får xida'nstalet -I. Med hjälp av antalet fluridjner i frmeln kan vi lista ut vilket xida'nstal sm varje järnjn har (summan ska ju bli nll!). FeF 2 = Järnjnen måste ha xida'nstalet +II m summan ska bli 0, namnet på saltet blir då järn(ii)flurid. FeF 3 = Järnjnen måste ha xida'nstalet +III m summan ska bli 0, namnet på saltet blir då järn(iii)flurid.
Uppgift 4: Ange xidatinstalet för järn i FeCl 2 resp. FeCl 3 Svar: I FeCl 2 har Fe xida'nstalet +II ch i FeCl 3 har Fe xida'nstalet +III. Förklaring: FeCl 2 ch FeCl 3 består båda av järnjner ch klridjner. Klridjner har i jnföreningar all'd laddningen 1- ch därmed ckså xida'nstalet -I e?ersm klr tar emt 1 elektrn för a4 få ädelgasstruktur. Om varje klridjn har laddningen 1- ch xida'nstalet -I så vet vi även a4 saltet FeCl 2 innehåller järnjner med beteckningen Fe 2+ ch xida'nstalet +II e?ersm summan av xida'nstalen ska bli nll. Vi vet då även a4 saltet FeCl 3 innehåller järnjner med beteckningen Fe 3+ ch xida'nstalet +III e?ersm summan av xida'nstalen ska bli nll. Den första föreningen heter järn(ii)klrid ch den andra järn(iii)klrid.
Uppgift 5: Ange xidatinstalet för kppar i CuCl resp. i CuCl 2 Svar: I CuCl har Cu xida'nstalet +I ch i CuCl 2 har Cu xida'nstalet +II. Förklaring: CuCl ch CuCl 2 består båda av kpparjner ch klridjner. Klridjner har i jnföreningar all'd laddningen 1- ch därmed ckså xida'nstalet -I e?ersm klr tar emt 1 elektrn för a4 få ädelgasstruktur. Om varje klridjn har laddningen 1- ch xida'nstalet -I så vet vi även a4 saltet CuCl innehåller kpparjner med beteckningen Cu + ch xida'nstalet +I e?ersm summan av xida'nstalen ska bli nll. Vi vet då även a4 saltet CuCl 2 innehåller kpparjner med beteckningen Fe 2+ ch xida'nstalet +II e?ersm summan av xida'nstalen ska bli nll. Den första föreningen heter kppar(i)klrid ch den andra kppar(ii)klrid.
Uppgift 6: Skriv frmeln för jnföreningen kppar(i)xid Svar: Cu 2 O. Lösning: Kppar(I) avslöjar a4 kpparjnen har laddningen 1+ ch därmed även xida'nstalet +I. Oxidjner har -II i xida'nstal (syre drar all'd, med några få undantag, 'll sig 2 elektrner från andra ämnen). När vi skriver frmler för jnföreningar måste vi balansera laddningarna ch därmed även xida'nstalen. Det ska vara lika många plus sm minus. Frmeln för jnföreningen (saltet) blir därför: Cu 2 O. Cu +I Cu +I + O = 0 -II
Oxidatinstal kan användas för att lista ut vilka ämnen sm xideras resp. reduceras Om xida'nstalet ökar för e: ämne (blir mer psi'vt) innebär det a4 ämnet har förlrat elektrner helt eller delvis. Ämnet har alltså xiderats. 0 +II Exempel: Cu Cu 2+ Ökat xida'nstal= Oxida'n. Om xida'nstalet minskar för e: ämne (blir mer nega'vt) innebär det a4 ämnet har tagit emt elektrner helt eller delvis. Ämnet har alltså reducerats. +II 0 Exempel: Cu 2+ Cu Minskat xida'nstal= Reduk'n.
Uppgift 7: Vilket ämne xideras resp. reduceras i nedanstående reaktin? Lösning: 0 +II +III 0 2Al + 3Pb 2+ 2Al 3+ + 3Pb Ämne: Oxida'nstal före reak'nen: Oxida'nstal e_er reak'nen: Förändring: Aluminium: 0 +III Ökat xida'nstal Bly: +II 0 Minskat xida'nstal Oxida'n eller reduk'n? Oxida'n Reduk'n Svar: Aluminium (Al) xideras ch bly (Pb 2+ ) reduceras i reak'nen.
Uppgift 8: Vilket ämne xideras resp. reduceras i nedanstående reaktin? Lösning: Ämne: +III -II +II -II 0 +IV -II Fe 2 O 3 + 3CO 2Fe + 3CO 2 Oxida'nstal före reak'nen: Oxida'nstal e_er reak'nen: Förändring: Järn: +III 0 Minskat xida'nstal Oxida'n eller reduk'n? Reduk'n Syre: -II -II Oförändrat Inget har hänt Kl: +II +IV Ökat xida'nstal Oxida'n Svar: Järn reduceras ch kl xideras i reak'nen. Med syret sker varken xida'n eller reduk'n.
Se gärna fler filmer av Niklas Dahrén: h:p://www.yutube.cm/kemilek'ner h:p://www.yutube.cm/medicinlek'ner