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Die Oxidationszahl eines Elements gibt die hypothetische Ladung eines Atoms in einer Verbindung an. Dies ist hypothetisch, da die Elemente im Zusammenhang mit einer Verbindung nicht unbedingt ionisch sein müssen. Wenn sich die Anzahl der einem Atom zugeordneten Elektronen ändert, ändert sich auch seine Oxidationszahl. Wenn ein Element ein Elektron verliert, erhöht sich seine Oxidationszahl.
Oxidationsregeln
Wenn ein Element ein Elektron verliert, wird seine Oxidationszahl immer positiver. Die genaue Konfiguration der Oxidationszahlen in einer Verbindung wird durch eine Reihe von Oxidationszahlenregeln angegeben. Diese Regeln beschreiben die Verteilung der Oxidationszahlen innerhalb einer Verbindung und skizzieren die typischen Oxidationszahlen für einige Elemente. Wenn Sie mit diesen Regeln vertraut sind, können Sie möglicherweise verstehen und vorhersagen, welcher Reaktant oxidiert.
Mehrere Oxidationszahlen
Einige Elemente haben viele mögliche Oxidationszahlen. Wenn Sie wissen, welche Elemente dies sind, können Sie vorhersagen, was mit ihren Oxidationszahlen in einer Reaktion geschehen wird. Beispielsweise kann Eisen Oxidationszahlen im Bereich von -2 bis +6 aufweisen. Die häufigsten Oxidationszahlen für Eisen sind +2 und +3. Um zu unterscheiden, welche davon in einer Verbindung vorhanden sind, schreiben die Wissenschaftler die Oxidationsstufe in römischen Ziffern in den Namen der Verbindung. Wenn das Eisen bei der Reaktion Elektronen verliert, ändert sich sein Oxidationszustand. Dies ist der Fall, wenn Eisen rostet. Festes Eisen wird durch Sauerstoffatome zu Eisen (II) oxidiert. Dann verlieren die Eisen (II) -Atome Elektronen, wenn sie mit Wasserstoffionen und Sauerstoff reagieren. Diese Reaktion bildet Eisen (III) -Ionen, die Eisen (III) -hydroxid und Eisen (III) -oxid bilden können.
Oxidationsmittel
Wenn eine Verbindung Elektronen verliert, muss etwas sie dazu zwingen. Dies wird als Oxidationsmittel bezeichnet. Wenn beispielsweise Eisen rostet, ist Sauerstoff ein Oxidationsmittel. Der Sauerstoff erhält die Elektronen, die das Eisen verliert. Die Elektronen, die bei einer Reaktion verloren gehen, müssen woanders gewonnen werden, um das elektrische Potential auszugleichen. Die Oxidationszahl des Sauerstoffs ändert sich wiederum ebenfalls.
Oxidation und Reduktion
Reaktionen, bei denen ein Element oxidiert wird, haben typischerweise eine entsprechende Reduktion in einem anderen Element zur Folge. Reduktion geschieht, wenn ein Element Elektronen gewinnt; In diesem Fall wird die Oxidationszahl verringert. Wenn beispielsweise Eisen rostet, kann sich Sauerstoff als Oxidationsmittel verhalten. Wenn der Sauerstoff Elektronen gewinnt, ändert er sich von einer Oxidationszahl von Null zu einer Oxidationszahl von negativ zwei.