Oxidationstal Niklas Dahrén Oxidationstalet avslöjar underskott eller överskott på elektroner ü Oxida'onstalet:Oxida'onstaletavslöjaromenatomhare4översko4ellere4undersko4påelektronerjämfört medsi4oladdadegrund'llstånd.Oxida'onstaletavspeglaralltsåhurpassoxiderat/reducerate4ämneär. Oxida'onstalförkortaso?asomOT. ü Oxida'onstaletkanvaraposi'vt,nega'vtellernoll:E4posi'vttalvisara4atomenheltellerdelvis(par'ellt)har förloratelektroner(=oxiderats)medane4nega'vttalvisara4atomenheltellerdelvisharfå4elektroner(= reducerats). ü Oxida'onstaletskrivsmedromerskasiffror: I=1 II=2 III=3 IV=4 V=5 VI=6 VII=7 VIII=8 IX=9 X=10 Framfördenromerskasiffranskriverviminusellerplusberoendepåomtaletärnega'vtellerposi'vt.Omtaletär posi'vtkanviävenväljaa4uteslutaplustecknet;+IIIellerenbartIII. ü ü Oxida'onstaletangesall'dförvarjeenskildatom. Oxida'onstaletanvändsföra:: o Balanserareak'onsformler. o Taredapåome4ämneoxiderasellerreducerasienredoxreak'on. Regler för att bestämma oxidationstalet ü Grundämnensomejingårikemiskaföreningarharoxida'onstalet0:Grundämnensomejingåri kemiskaföreningarharejtagitemotelleravgivitelektronerochhardärföroxida'onstalet0. Exempel:IN2harvarjekväveatomoxida'onstalet0.Imetallennatriumharallanatriumatomer oxida'onstalet0. ü Fluorharall'doxida'onstalet-I:Fluorärdetmestelektronega'vaämnetoch kommerdärförikemiskaföreningarall'dvarabästpåa4a4raheravalenselektroner.Fluorhar7egna valenselektronerochkandärföra4raheray4erligare1valenselektron. Exempel:FluoratomeniNaFhar-IochdebådafluoratomernaiOF2haroxida'onstalet-I(syreatomen har+II). ü Iallakemiskaföreningarharsyreoxida'onstalet-II(förutomiperoxiderelleriföreningarmed fluor):Syreärmycketelektronega'vtochdraråtsigvalenselektronerfråndeflestaandraämnen(ej frånfluorsomärännumerelektronega'vt).Syredraråtsig2elektronerföra4fåädelgasstrukturoch fårdåe4elektronöversko4sombetecknas-II. Exempel:ICO2harvarjesyreatomoxida'onstalet-II(kolatomenhar+IV). Regler för att bestämma oxidationstalet ü Ikemiskaföreningarmedickemetallerharväteoxida'onstalet+I:Väteharlågelektronega'vitet jämförtmedandraickemetalleroch”förlorar”därförsinendavalenselektroniföreningarmed ickemetaller.Vätefårdärföre4elektronundersko4sombetecknas+I. Exempel:ICH4harvarjeväteatomoxida'onstalet+I(kolhar-IV). ü Ikemiskaföreningarmedmetallerharväteoxida'onstalet-I:Väteharhögreelektronega'vitet jämförtmedmetallernaochkommerdärföriföreningarmedmetallera4draåtsigenvalenselektron frånmetallen.Vätefårdåe4elektronöversko4sombetecknas-I.Närväteatomendraråtsigen valenselektronsåbildasens.k.hydridjon,H-. Exempel:Ijonföreningennatriumhydrid(NaH)harväteoxida'onstalet-I(natriumhar+I). Regler för att bestämma oxidationstalet ü Föratomjoneräroxida'onstaletlikamedladdningen:Laddningenavslöjaromämnetharavgiviteller upptagitelektronerochdärmedomämnethare4elektronundersko4ellerelektronöversko4.Därförär laddningenlikamedoxida'onstalet. Exempel:ICa2+harkalciumoxida'onstalet+IIochiO2-äroxida'onstalet-II. ü Ienjonföreningskasummanavjonernasoxida'onstalvaralikamednoll:Omenjonavger2 elektronersåmåstedenandrataemot2elektroner.Ne4oladdningenienjonföreningblirdärförall'd nollochdärförskaävensummanavoxida'onstalenvaralikamednoll. Exempel:ICa2+harkalciumoxida'onstalet+IIochiO2-äroxida'onstalet-II. Regler för att bestämma oxidationstalet ü Iensammansa:jonskasummanavoxida'onstalenblilikamedjonladdningen:Sammansa4ajoner beståravfleraatomersomsi4erihopochbildarenkemiskförening.Menjämförtmedandrakemiska föreningarhardennaföreningsomhelhete4elektronöversko4ellerundersko4(ärladdad).Närvianger oxida'onstaletfördeingåendeatomernasåskasummanvaradetsammasomdentotalaladdningenhos densammansa4ajonen. Exempel:INO3-harvarjesyreatomoxida'onstalet-II.Totaltfinnsdet3syreatomervilketinnebärtotalt -VIioxida'onstalförallasyreatomer.Kväveatomenmåstedåhaoxida'onstalet+Vomdentotala jonladdningenskabli-I. ü Ienoladdadkemiskföreningskasummanavoxida'onstalenblinoll:Omenatomienkemiskförening draråtsig2elektroner(ochdärmedfåroxida'onstalet-II)såmåsteenellerfleraandraatomerisamma kemiskaförening”förlora”2elektroner.Detkanomöjligenvara1eller3elektronersomförloras! Exempel:IH2Oharsyreatomenoxida'onstalet-IIochvarjeväte+I.Summanavoxida'onstalenblirdå noll. Regler för att bestämma oxidationstalet ü Kolatomerkanhaoxida'onstalfrån+IV'll-IV:Kolatomerhar4valenselektronerochkandärför skapamaximalt4bindningar'llandraatomer.Kolatomensoxida'onstalärberoendeavhur elektronega'vadeandraatomernaär.Omkolatomenbinder'll4atomersomärmer elektronega'vaänkolatomenkommerkolatomen”förlora”sina4valenselektronerochdärmedfå oxida'onstalet+IV.Menomkolatomenbindert.ex.4atomersomärmindreelektronega'vaän kolatomensåkommerkolatomenfåoxida'onstalet-IV. Exempel:ICH4harkolatomen-IVioxida'onstale?ersomkolatomenharhögreelektronega'vitet jämförtmedväteatomerna.ICO2hardäremotkolatomen+IVe?ersomsyreatomernaharhögre elektronega'vitet(vik'gta4förståa4summanavoxida'onstalenskavaranoll). Regler för att bestämma oxidationstalet Typavämne: Oxida'onstal: Exempel: Grundämnen(atomer)somejingåri enkemiskförening: 0 SyreatomernaiO2haroxida'onstalet0. FluoratomernaiF2haroxida'onstalet0. Fluoratomerikemiskaföreningar: -I FluoratomernaiOF2haroxida'onstalet-I (syreatomen+II). Syreatomerikemiskaföreningar (förutomiperoxiderelleri föreningarmedfluor): -II (iH2O2harsyre-IochiOF2+II) Vanligajoner(t.ex.Na+,Mg2+,Cl-): Sammasomjonladdningen. SyreatomernaiH2Oharoxida'onstalet-II. SyreatomernaiCO2haroxida'onstalet-II. Na+isaltetNaClharoxida'onstalet+I. Mg2+isaltetMgCl2haroxida'onstalet+II. Jonföreningar: Summanavdeingåendejonernas oxida'onstalskavaralikamednoll. IsaltetMgCl2harMg+IIochvarjeCl-Ivilket innebära4summanärlikamednoll. Sammansa:ajoner(t.ex.NO3-): Summanavoxida'onstalenskavaralika medjonladdningen. INO3-harN+VochvarjeO-IIvilketinnebära4 summanärlikamed-I. Väteatomerikemiskaföreningar medickemetaller: +I VäteatomernaiH2Oharoxida'onstalet+I. VäteatomernaiCH4haroxida'onstalet+I. Väteatomerikemiskaföreningar medmetaller: Väteatomernaförekommerdåsom hydridjoner(H-)ochhardärför oxida'onstalet-I. VäteatomernaiNaHharoxida'onstalet-I. VäteatomernaiKHharoxida'onstalet-I. Regler för att bestämma oxidationstalet Typavämne: Oxida'onstal: Metallerikemiskaföreningar: All'dposi'vaoxida'onstal. Alkalimetallerna(grupp1)i kemiskaföreningar: +I Dealkaliskajordartsmetallerna (grupp2)ikemiskaföreningar: +II Metallernaigrupp3-12i kemiskaföreningar: Berorlitepå.Vissaavdessametallerkanavge olikaantalvalenselektroneriolikasitua'oner. Järnavgert.ex.2eller3valenselektroner. JärnjoneniFeCl2haroxida'onstalet+II. JärnjoneniFeCl3haroxida'onstalet+III. Oladdadekemiskaföreningar: Summanavdeingåendeatomernasoxida'onstal skavara0.Iövrigtgällerdereglersomhar beskrivits'digareförresp.ämne. VäteatomernaiCH4haroxida'onstalet+I. E?ersomsummanskavaralikamednollkanvi listauta4kolatomenhar-IV. kolatomernabinder'll. KolatomeniCH4har-IV. KolatomeniCO2har+IV. Kolatomer: Exempel: Från-IV'll+IVberoendepåvilkaandraatomer NatriumjoneniNaClharoxida'onstalet+I. KaliumjoneniKFharoxida'onstalet+I. MagnesiumjoneniMgOharoxida'onstalet+II. KalciumjoneniCaCl2haroxida'onstalet+II. Uppgift 1: Ange oxidationstalen för de olika atomerna i a) N2 b) NH3 c) CaCl2 d) SO42Svarochförklaring: a) N=0.Oxida'onstaletförvarjekväveatomär0.Allagrundämnenifriformharoxida'onstalet0. b) c) d) N=-III.H=+I.Viveta4väteall'dhar+Iiföreningarmedickemetaller.Vätenahar'llsammans+IIIoch dåmåsteoxida'onstaletförkvävevara-IIIe?ersomsummanskablinoll. S=+VI.O=-II.De4aärensammansa4jon.Syreharistortsä4all'd-IIikemiskaföreningar.E?ersom Ca2+=+II.Cl-=-I.De4aärenjonföreningochdåäroxida'onstaletlikamedjonernasladdning.Kalcium 'llhörgrupp2ochhardärförladdningen2+.Cl'llhörgrupp17ochhardärförladdningen1-. detfinns4syresåärdettotalaoxida'onstaletförallasyreatomer;-VIII.Svavelatomenmåstedåha oxida'onstalet+VIe?ersomsummanskablilikamedjonensladdningsomär2-. Uppgift 2: Ange oxidationstalen för de olika atomslagen i HNO3 Svar: H=+I N=+V O=-II Förklaring: o Oharall'd-II(förutomnågrafåundantag). o 3syremedförtotalt-VI. o Hharall'd+Iiföreningarmedickemetaller. o Ienoladdadkemiskföreningskasummanavoxida'onstalenvaranoll. o Nmåstedåha+V. Uppgift 3: Ange oxidationstalen för de olika atomslagen i PbSO4 Svar: Pb=+II S=+VI O=-II Förklaring: o SO4ärensammansa4jon(sulfatjon)medladdningen2-(SO42-). o Oharall'd-II. o Fyrasyreinnebärtotalt-VIIIioxida'onstalförallasyreatomer'llsammans. o Summanavoxida'onstaleniensammansa4jonskavaralikamedjonensladdning(alltså-II). o Småstealltsåhaoxida'onstalet+VI. o PbSO4äre4salt(metall+ickemetall). o Ie4saltärsummanavladdningarnaall'dnoll. o SO4-jonenharladdningen2-ochdåmåstePbhaladdningen2+.AlltsåSO42-ochPb2+. o Oxida'onstaletförenatomjonärall'dlikamedladdningen. o Pb2+haralltsåoxida'onstalet+II. Metallerna i grupp 3-12 kan ha olika oxidationstal ü Metallernaigrupp3-12ärlite”kons'ga”:Iolikasammanhangkansammametallavgeolikaantal valenselektroner.Järnkant.ex.avge2eller3valenselektronerochbildardåjonernaFe2+respek'veFe3+. ü Oxida'onstalenförjärnblirdå: Fe2+=+II Fe3+=+III ü Föra:kunnalistautoxida'onstalethosdessametallermåstevitahjälpavdennega'vajonensom ingåridenkemiskaföreningenochdenformelsomföreningenhar. ü Exempel:Saltetjärnfluoridförekommeri2former,FeF2ochFeF3.Viveta4fluordrar'llsig1elektron frånjärnochall'dfåroxida'onstalet-I.Medhjälpavantaletfluoridjoneriformelnkanvilistautvilket oxida'onstalsomvarjejärnjonhar(summanskajublinoll!). o FeF2=Järnjonenmåstehaoxida'onstalet+IIomsummanskabli0,namnetpåsaltetblirdåjärn(II)fluorid. o FeF3=Järnjonenmåstehaoxida'onstalet+IIIomsummanskabli0,namnetpåsaltetblirdåjärn(III)fluorid. Uppgift 4: Ange oxidationstalet för järn i FeCl2 resp. FeCl3 Svar: IFeCl2harFeoxida'onstalet+IIochiFeCl3harFeoxida'onstalet+III. Förklaring: o FeCl2ochFeCl3bestårbådaavjärnjonerochkloridjoner. o Kloridjonerharijonföreningarall'dladdningen1-ochdärmedocksåoxida'onstalet-Ie?ersomklortar emot1elektronföra4fåädelgasstruktur. o Omvarjekloridjonharladdningen1-ochoxida'onstalet-Isåvetviävena4saltetFeCl2innehåller järnjonermedbeteckningenFe2+ochoxida'onstalet+IIe?ersomsummanavoxida'onstalenskabli noll. o Vivetdåävena4saltetFeCl3innehållerjärnjonermedbeteckningenFe3+ochoxida'onstalet+III e?ersomsummanavoxida'onstalenskablinoll. o Denförstaföreningenheterjärn(II)kloridochdenandrajärn(III)klorid. Uppgift 5: Ange oxidationstalet för koppar i CuCl resp. i CuCl2 Svar: ICuClharCuoxida'onstalet+IochiCuCl2harCuoxida'onstalet+II. Förklaring: o CuClochCuCl2bestårbådaavkopparjonerochkloridjoner. o Kloridjonerharijonföreningarall'dladdningen1-ochdärmedocksåoxida'onstalet-Ie?ersom klortaremot1elektronföra4fåädelgasstruktur. o Omvarjekloridjonharladdningen1-ochoxida'onstalet-Isåvetviävena4saltetCuClinnehåller kopparjonermedbeteckningenCu+ochoxida'onstalet+Ie?ersomsummanavoxida'onstalenska blinoll. o Vivetdåävena4saltetCuCl2innehållerkopparjonermedbeteckningenFe2+ochoxida'onstalet +IIe?ersomsummanavoxida'onstalenskablinoll. o Denförstaföreningenheterkoppar(I)kloridochdenandrakoppar(II)klorid. Uppgift 6: Skriv formeln för jonföreningen ”koppar(I)oxid” Svar: Cu2O. Lösning: o ”Koppar(I)”avslöjara4kopparjonenharladdningen1+ochdärmedävenoxida'onstalet+I. o Oxidjonerhar-IIioxida'onstal(syredrarall'd,mednågrafåundantag,'llsig2elektronerfrån andraämnen). o Närviskriverformlerförjonföreningarmåstevibalanseraladdningarnaochdärmedäven oxida'onstalen.Detskavaralikamångaplussomminus. o Formelnförjonföreningen(saltet)blirdärför:Cu2O. Cu +I Cu +I + O -II =0 Oxidationstal kan användas för att lista ut vilka ämnen som oxideras resp. reduceras ü Omoxida'onstaletökarföre:ämne(blirmerposi'vt)innebärdeta4ämnetharförlorat elektronerheltellerdelvis.Ämnetharalltsåoxiderats. 0 +II ü Exempel: Cu Cu2+ Ökatoxida'onstal=Oxida'on. ü Omoxida'onstaletminskarföre:ämne(blirmernega'vt)innebärdeta4ämnethartagitemot elektronerheltellerdelvis.Ämnetharalltsåreducerats. +II ü Exempel: Cu2+ 0 Cu Minskatoxida'onstal=Reduk'on. Uppgift 7: Vilket ämne oxideras resp. reduceras i nedanstående reaktion? Lösning: 0 +II +III 0 2Al+3Pb2+2Al3++3Pb Ämne: Oxida'onstalföre reak'onen: Oxida'onstale_er reak'onen: Förändring: Oxida'oneller reduk'on? Aluminium: 0 +III Ökat oxida'onstal Oxida'on Bly: +II 0 Minskat oxida'onstal Reduk'on Svar:Aluminium(Al)oxiderasochbly(Pb2+)reducerasireak'onen. Uppgift 8: Vilket ämne oxideras resp. reduceras i nedanstående reaktion? Lösning: +III -II -II +II 0 +IV-II Fe2O3+3CO2Fe+3CO 2 Ämne: Oxida'onstalföre reak'onen: Oxida'onstale_er reak'onen: Förändring: Oxida'oneller reduk'on? Järn: +III 0 Minskat oxida'onstal Reduk'on Syre: -II -II Oförändrat Ingetharhänt Kol: +II +IV Ökatoxida'onstal Oxida'on Svar:Järnreducerasochkoloxiderasireak'onen.Medsyretskervarkenoxida'onellerreduk'on. SegärnaflerfilmeravNiklasDahrén: h:p://www.youtube.com/Kemilek'oner h:p://www.youtube.com/Medicinlek'oner