Inhoud
Het oxidatiegetal van een element geeft de hypothetische lading van een atoom in een verbinding aan. Het is hypothetisch omdat, in het geval van een verbinding, de elementen niet noodzakelijk ionisch zijn. Wanneer het aantal elektronen dat bij een atoom hoort verandert, verandert ook het oxidatiegetal. Wanneer een element een elektron verliest, neemt het oxidatiegetal toe.
Oxidatieregels
Wanneer een element een elektron verliest, wordt zijn oxidatiegetal altijd positiever. De exacte configuratie van oxidatienummers in een verbinding wordt gespecificeerd door een reeks regels voor oxidatienummers. Deze regels beschrijven de verdeling van oxidatiegetallen binnen een verbinding en schetsen de typische oxidatiegetallen voor sommige elementen. Als u bekend raakt met deze regels, kunt u mogelijk begrijpen en voorspellen welke reactant zal oxideren.
Meerdere oxidatienummers
Sommige elementen hebben veel mogelijke oxidatiegetallen. Als je weet welke elementen dit zijn, kun je in een reactie voorspellen wat er met hun oxidatiegetallen zal gebeuren. IJzer kan bijvoorbeeld oxidatienummers hebben die variëren van -2 tot +6. De meest voorkomende oxidatienummers voor ijzer zijn +2 en +3. Om te onderscheiden welke hiervan in een verbinding aanwezig is, schrijven wetenschappers de oxidatietoestand in Romeinse cijfers in de naam van de verbinding. In de reactie, als het ijzer elektronen verliest, zal de oxidatietoestand veranderen. Dit is het geval wanneer ijzer roest. Vast ijzer wordt geoxideerd tot ijzer (II) door zuurstofatomen. Vervolgens verliezen de ijzer (II) -atomen elektronen wanneer ze reageren met waterstofionen en zuurstof. Deze reactie vormt ijzer (III) ionen, die vervolgens ijzer (III) hydroxide en ijzer (III) oxide kunnen vormen.
Oxidatiemiddelen
Wanneer een verbinding elektronen verliest, moet iets hem daartoe dwingen. Dit wordt het oxidatiemiddel genoemd. Wanneer ijzer bijvoorbeeld roest, is zuurstof een oxidatiemiddel. De zuurstof ontvangt de elektronen die het ijzer verliest. De elektronen die verloren gaan in een reactie moeten ergens anders worden gewonnen om het elektrische potentieel in evenwicht te brengen. Op zijn beurt verandert ook het oxidatiegetal van de zuurstof.
Oxidatie en reductie
Reacties waarbij een element geoxideerd is, omvatten typisch een overeenkomstige reductie in een ander element. Reductie vindt plaats wanneer een element elektronen wint; in dit geval wordt het oxidatiegetal verlaagd. Wanneer ijzer bijvoorbeeld roest, kan zuurstof zich als een oxidatiemiddel gedragen. Terwijl de zuurstof elektronen wint, verandert het van een oxidatiegetal van nul naar een oxidatiegetal van negatieve twee.