Sådan afgøres, om et stof er et reducerende eller oxiderende middel ved hjælp af det periodiske system

Af John Brennan
Opdateret 24. marts 2022

I redoxkemi spores elektronoverførsel gennem oxidationstal. Når et grundstofs oxidationstal stiger - eller bliver mindre negativt - er det blevet oxideret; et fald eller en bevægelse mod mere negativ indikerer reduktion. Husk den mnemoniske OILRIG (Oxidation er tab, reduktion er gevinst) for at holde retningen lige. Et oxidationsmiddel accepterer elektroner og er selv reduceret, mens et reduktionsmiddel donerer elektroner og bliver oxideret.

Trin 1

Skriv den afbalancerede kemiske ligning for reaktionen. For eksempel er forbrændingen af propan repræsenteret som:

C₃ H₈ (g) + 5O₂  → 3CO₂ (g) + 4H₂ O(l)

Trin 2

Tildel oxidationsnumre til hvert element ved hjælp af disse kerneregler:

• Elementer i deres grundstofform har et oxidationstal på 0 (f.eks. O₂ , N₂ ).
• Fluor er altid –1 i forbindelser. Ilt er -2 undtagen i peroxider eller når det er bundet til fluor.
• Brint er +1, når det er bundet til ikke-metaller og -1, når det er bundet til metaller.
• Halogener (gruppe17) er -1, medmindre de er parret med oxygen eller et mere elektronegativt halogen, i hvilket tilfælde de er +1.
• Gruppe 1 metaller er +1; gruppe2 metaller er +2.
• Summen af oxidationstal i et neutralt molekyle er lig med 0; i en ion er det lig med ionens ladning.

For eksempel sulfationen SO₄ ^2– , har en nettoladning på –2, så oxidationstallene for S og O skal lægges til –2.

Trin 3

Sammenlign oxidationstallene på reaktantsiden med dem på produktsiden. En art, hvis antal falder (eller bliver mere negativ) har fået elektroner - reduceret. En art, hvis antal stiger (eller bliver mindre negativ) har mistet elektroner - oxideret.

I eksemplet med propanforbrænding starter oxygen ved 0 og slutter ved –2 i begge CO₂ og H₂ O, så ilt reduceres. Propans carbonatomer går fra –3 (i C₃ H₈ ) til +4 (i CO₂ ), hvilket indikerer oxidation.

Trin 4

Identificer oxidations- og reduktionsmidlerne:

• Det stof, der oxiderer en anden, er oxidationsmidlet .
• Det stof, der reducerer et andet, er reduktionsmidlet .

I propan-iltreaktionen O₂ er oxidationsmidlet og C₃ H₈ er reduktionsmidlet.

Trin 5

Husk, at en forbindelse kan spille begge roller afhængigt af partnerarten. Nogle stoffer taber let elektroner og betragtes typisk som reduktionsmidler; andre udmærker sig ved at acceptere elektroner og fungerer som oxidationsmidler. Den faktiske rolle er dikteret af den specifikke reaktionskontekst.

Ting, der er nødvendige

• Periodisk tabel
• Blyant
• Papir

TL;DR

At mestre oxidationstal kræver øvelse. Prøv at tildele tal til forskellige forbindelser, indtil mønstrene bliver intuitive.

Referencer

• "Chemical Principles, the Quest for Insight, 4. udgave"; Peter Atkins og Loretta Jones; 2008.