Oxidációs szám

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

Az oxidációs szám a kémiában az egyes atomok oxidációs állapotának leírására szolgáló előjeles egész szám. Az elemi állapotú anyagok oxidációs száma 0 (nulla), a pozitív értékek oxidált, a negatív értékek pedig redukált állapotra utalnak. Az oxidációs számok a redoxireakciók (lásd még: reakciók) során változhatnak meg.

Az oxidációs szám jelzi az egyes atomok fiktív vagy valós elektromos töltését.

Az oxidációs számok kiszámolásának szabályai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Az elemi állapotú anyagok oxidációs száma mindig 0 (például az elemi kén, a hidrogéngáz, oxigén stb.)
  • Egyatomos ionoknak az oxidációs száma megegyezik az ion töltésével.
  • A fluor mindig −1 oxidációs számot kap a vegyületeiben.
  • Vegyületeiben az oxigén legtöbbször −2 oxidációfokú, kivéve a peroxidokat és a szuperoxidokat, ezekben −1, illetve −0,5; valamint a fluorral alkotott vegyületeit, melyekben +1.
  • Vegyületeiben a hidrogént (illetve az I. főcsoport elemeit) mindig +1 oxidációs számmal jellemezhetjük, kivéve a fém-hidrideket, ahol ez −1.
  • Több atomból álló atomcsoport (vegyületek, molekulák) esetén az egyes atomok oxidációs számainak összege megegyezik az atomcsoport elektromos töltésével. Tehát a kifelé semleges töltést mutató molekulák esetén az oxidációs számok összege 0. Ha az oxidációs számok összege nem 0, akkor a részecske elektromos töltéssel rendelkezik, amelyet egyszerű, vagy összetett ionnak nevezünk.

A fenti szabályok alapján gyakorlatilag minden esetben ki tudjuk számolni az oxidációs számokat.

Az oxidációs számok változásai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az oxidációs számok változása oxidációt illetve redukciót jelent. (A két folyamat egymástól sohasem választható el!) Az ilyen változással járó folyamatokat redoxi-reakcióknak nevezzük.

Az oxidációs számokat a kémiai egyenletekben az adott atomok vegyjele fölé írjuk, így könnyen számolhatunk velük, és követhetjük a változásokat.

Példa:

+7        +2           +2       +3
MnO4  + 5 Fe2+  + 8H+ → Mn2+ + 5 Fe3+ +4 H2O

Ebben a példában a permanganátban lévő mangán(VII) savas közegben 5 elektron felvételével mangán(II)-vé redukálódott, miközben a vas(II) (ferro-ion) 1 elektron leadásával vas(III) (ferri) ionná oxidálódott. Mivel a redoxi-reakció során a felvett és leadott elektronok száma megegyezik, ezért a fenti esetben egy permanganát-ion 5 Fe2+ iont oxidál.

Az oxidációfok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Vannak változó vegyértékű elemek – mint a fentebbi példában a mangán és a vas – amelyeknek az oxidációs száma többféle is lehet. Ha egy molekula tartalmaz legalább két azonos, de különböző oxidációs számú atomot – például Fe3O4-ban a Fe –, akkor abban az atom oxidációs számainak a súlyozott számtani átlagát oxidációfoknak nevezzük.

Példa:

       +2 +3 +3 4·(-2)
Fe3O4   Fe Fe Fe O4

A vegyületben a vas oxidációs száma + 2 és + 3, az oxidációfoka pedig + 8/3.