Comment calculer l'indice d'oxydation d'une substance: 12 étapes (avec photos)

Teneur

Pas
- Partie 1 sur 2: Attribution des nombres d`oxydation en fonction des règles de la chimie
- Partie 2 sur 2: Attribuer des nombres aux atomes sans les règles du nombre d`oxydation
Des astuces
Nécessités

En chimie, les termes signifient "oxydation" et "réduction" ces réactions dans lesquelles un atome (ou un groupe d`atomes) perd ou gagne des électrons respectivement. Les nombres d`oxydation sont des nombres attribués aux atomes (ou groupes d`atomes) pour aider les chimistes à vérifier combien d`électrons sont disponibles pour être déplacés et si des réactifs donnés s`oxydent ou se réduisent au cours d`une réaction. Le processus d`attribution des nombres d`oxydation aux atomes peut aller du plus simple au plus complexe, selon la charge des atomes et la composition chimique des molécules dont ils font partie. Pour compliquer les choses, certains atomes peuvent avoir plusieurs nombres d`oxydation. Heureusement, l`attribution des nombres d`oxydation est régie par des règles bien définies et faciles à suivre, mais une compréhension de base de la chimie et de l`algèbre rendra l`utilisation de ces règles beaucoup plus facile.

Pas

Partie 1 sur 2: Attribution des nombres d`oxydation en fonction des règles de la chimie

Image intitulée Find Oxidation Numbers Step 1

1. Déterminer si la substance en question est élémentaire. Les atomes libres et non liés ont toujours un nombre d`oxydation de 0. Cela est vrai à la fois pour les atomes constitués d`un seul atome et pour les atomes dont la forme élémentaire est diatomique ou polyatomique.

Par exemple, Al_(s) et Cl₂ les deux ont le nombre d`oxydation 0 car ce ne sont pas des atomes composés.
Notez que le soufre sous sa forme élémentaire, S₈ (octasulfur), bien qu`irrégulier, a également un indice d`oxydation de 0.

Image intitulée Find Oxidation Numbers Step 2

2. Déterminer si la substance en question est un ion. Les ions ont un nombre d`oxydation égal à leur charge. Cela est vrai pour les ions non liés et les ions qui font partie d`un ion composé.

Par exemple, l`ion Cl a un indice d`oxydation -1.

Le Cl-ion a toujours un nombre d`oxydation de -1 lorsqu`il fait partie du composé NaCl. Puisque l`ion Na, par définition, a une charge de +1, nous savons que l`ion Cl a une charge de -1, donc le nombre d`oxydation est toujours de -1.

Image intitulée Find Oxidation Numbers Step 3

3. Dans le cas des ions métalliques, il est bon de rappeler que plusieurs nombres d`oxydation sont possibles. De nombreux métaux peuvent avoir plus d`un palier. Par exemple, le fer métallique (Fe) peut être un ion de charge +2 ou +3. la charge des ions métalliques (et donc aussi de leurs nombres d`oxydation) peut être déterminée par rapport à la charge des autres atomes dans la composition desquels ils font partie, ou, lorsqu`elles sont écrites sous forme de texte, par la notation en chiffres romains (tels comme dans le sens : "L`ion fer (III) a une charge de +3.").

Par exemple, examinons un composé contenant un ion aluminium. Le composé AlCl₃ a une charge 0. Puisque nous savons que les ions Cl ont une charge de -1 et qu`il y a 3 ions Cl dans le composé, l`ion Al doit avoir une charge de +3, de sorte que la charge de tous les ions additionnés est de 0. Ainsi, le nombre d`oxydation de Al est +3.

Image intitulée Find Oxidation Numbers Step 4

4. Attribuer un nombre d`oxydation -2 à l`oxygène (sauf exceptions). Dans presque tous les cas, les atomes d`oxygène ont un nombre d`oxydation de -2. Il y a quelques exceptions à cette règle:

Lorsque l`oxygène est à l`état élémentaire (O₂), alors le nombre d`oxydation est 0, ce qui est le cas pour tous les atomes élémentaires.

Lorsque l`oxygène fait partie de peroxyde, alors le nombre d`oxydation est -1. Les peroxydes sont une classe de substances composées qui ont une liaison oxygène-oxygène (ou l`anion peroxyde O₂). Par exemple, dans la molécule H₂ô₂ (peroxyde d`hydrogène), l`oxygène a un indice d`oxydation (et une charge) de -1.De plus, lorsque l`oxygène fait partie d`un superoxyde, le nombre d`oxydation -0.5 est.

Lorsque l`oxygène est lié au fluor, le nombre d`oxydation est de +2. Voir la règle du fluor ci-dessous pour plus d`informations. Dans (O₂F₂) est-ce +1.

Image intitulée Find Oxidation Numbers Step 5

5. Attribuer un nombre d`oxydation de +1 à l`hydrogène (sauf exceptions). Comme pour l`oxygène, le nombre d`oxydation de l`hydrogène dépend de cas exceptionnels. En général, l`hydrogène a un nombre d`oxydation +1 (sauf sous forme élémentaire, H₂). Mais dans le cas d`un composé spécial appelé hybrides, l`hydrogène a un indice d`oxydation de -1.

Par exemple, de H₂Oh, nous savons que l`hydrogène a un nombre d`oxydation de +1 parce que l`oxygène a une charge de -2 et nous avons besoin de 2 +1 charges pour faire un composé avec une charge totale de zéro. Mais dans le cas de l`hydrure de sodium, NaH, l`hydrogène a un indice d`oxydation de -1 car l`ion Na a une charge de +1 et, pour rendre la charge totale du composé 0, l`hydrogène a une charge (et donc un indice d`oxydation ) de - 1.

Image intitulée Find Oxidation Numbers Step 6

6. Le fluor a toujours un nombre d`oxydation de -1. Comme mentionné ci-dessus, les nombres d`oxydation de certains éléments peuvent varier en raison de divers facteurs (ions métalliques, atomes d`oxygène dans les peroxydes, etc.). Le fluor, en revanche, a un indice d`oxydation de -1, et cela ne change jamais. C`est parce que le fluor est l`élément le plus électronégatif, ou en d`autres termes, c`est l`élément le moins disposé à céder des électrons et le plus susceptible de reprendre les électrons d`autres atomes. Par conséquent, le nombre d`oxydation ne changera pas.

Image intitulée Find Oxidation Numbers Step 7

sept. Les nombres d`oxydation dans un composé sont égaux à la charge du composé. Le nombre d`oxydation de tous les atomes d`un composé est égal à la charge de ce composé. Par exemple, si un composé n`a pas de charge, alors la somme de tous les nombres d`oxydation sera zéro ; si le composé est un ion polyatomique avec une charge de -1, alors les nombres d`oxydation additionnés doivent être égaux à -1, etc.

C`est un bon moyen de vérifier votre réponse - si les nombres d`oxydation d`un composé ne correspondent pas à la charge de ce composé, alors vous savez que vous avez fait une erreur.

Partie 2 sur 2: Attribuer des nombres aux atomes sans les règles du nombre d`oxydation

Image intitulée Find Oxidation Numbers Step 8

1. Trouver des atomes sans règles de nombre d`oxydation. Certains atomes ne suivent pas les règles pour trouver les nombres d`oxydation. Si un atome ne répond pas aux règles ci-dessus et que vous n`êtes pas sûr de sa charge (par exemple, s`il fait partie d`un composé plus grand et que la charge individuelle est inconnue), vous pouvez alors trouver le nombre d`oxydation de cet atome par élimination. Vous déterminez d`abord l`oxydation de chaque autre atome du composé. Ensuite, vous résolvez la somme des inconnues dans l`équation, sur la base de la charge totale du composé.

Par exemple, dans le composite Na₂ALORS₄, la charge de soufre (S) est inconnue - ce n`est pas sous la forme élémentaire, donc ce n`est pas 0, mais c`est tout ce que nous savons. C`est un bon candidat pour appliquer cette méthode pour déterminer algébriquement le nombre d`oxydation.

Image intitulée Find Oxidation Numbers Step 9

2. Déterminer les nombres d`oxydation connus des autres éléments du composé. En utilisant les règles d`attribution du nombre d`oxydation, nous déterminons quels nombres d`oxydation les autres atomes du composé ont. Notez les exceptions telles que O, H, etc.

à Nac₂ALORS₄, nous savons, d`après notre ensemble de règles, que l`ion Na a une charge (et donc un nombre d`oxydation) de +1 et que les atomes d`oxygène ont des nombres d`oxydation de -2.

Image intitulée Find Oxidation Numbers Step 10

3. Multiplier le nombre de chaque atome par le nombre d`oxydation. Maintenant que nous connaissons les nombres d`oxydation de tous les atomes sauf l`inconnu, nous devrons considérer que certains de ces atomes peuvent apparaître plus d`une fois. Multipliez chaque coefficient (écrit en indice après le symbole de l`atome dans le composé) par le nombre d`oxydation.

Quant à Na₂ALORS₄, nous savons qu`il y a 2 atomes de Na et 4 atomes d`O. Nous effectuons maintenant le calcul suivant, 2 × +1, pour obtenir le nombre d`oxydation de Na, 2, et nous multiplions 4 × -2 , le nombre d`oxydation de O, -8.

Image intitulée Find Oxidation Numbers Step 11

4. Additionner les résultats ensemble. L`addition des résultats de ces multiplications donne le nombre d`oxydation du composé,sans pour autant prendre en compte le nombre d`oxydation de l`atome inconnu.

Dans notre exemple avec Na₂ALORS₄, on ajoute 2 à -8 pour obtenir -6.

Image intitulée Find Oxidation Numbers Step 12

5. Calculer le nombre d`oxydation inconnu en fonction de la charge du composé. Vous avez maintenant toutes les données pour trouver le nombre d`oxydation inconnu en utilisant une simple algèbre. Nous utilisons une équation et la réponse de l`étape précédente, plus la charge du composé. En d`autres termes: (Somme des nombres d`oxydation inconnus) + (le nombre d`oxydation inconnu que vous voulez connaître) = (charge du composé).

Dans l`exemple de Na₂ALORS₄, nous résolvons ceci comme suit :

(Somme des nombres d`oxydation connus) + (nombre d`oxydation inconnu que vous souhaitez résoudre) = (charge du composé)

-6 + S = 0

S = 0 + 6

S = 6. S a un nombre d`oxydation ou 6 à Nac₂ALORS₄.

Des astuces

Les atomes sous leur forme de base ont toujours un nombre d`oxydation 0. Un ion composé de 1 atome a un nombre d`oxydation égal à la charge. Les métaux du groupe 1A tels que l`hydrogène, le lithium et le sodium ont un indice d`oxydation +1 ; Les métaux du groupe 2A, tels que le magnésium et le calcium, ont un indice d`oxydation de +2. L`hydrogène et l`oxygène peuvent avoir 2 nombres d`oxydation différents en fonction de leur liaison.
Dans un composé, la somme de tous les nombres d`oxydation doit être égale à 0. S`il y a un ion avec 2 atomes, alors la somme des nombres d`oxydation doit être égale à la charge de l`ion.
Il est très utile de savoir comment lire le tableau périodique, et où trouver les métaux et les non-métaux.