Вычисления степеней окисления

1. Степень окисления (C.О.) кислорода в большинстве соединений равна -2 за исключением пероксидов (Н₂О₂) и дифторида кислорода (OF₂) . С.О. в них равна -1 и +2, соотвтственно.

2. С.О. водорода равна +1 за исключением гидридов металлов (NaH, CaH₂ и др. С.О.= -1).

3. Алгебраическая сумма степеней окисления в молекуле всегда равна 0, а в сложном ионе - заряду иона.

4. Степень окисления элемента в простых веществах принимается за 0.

Алгоритм вычисления степени окисления в бинарной (состоящей из двух химических элементов) молекуле.

_{Пример : MnO2}

1	Записываем формулу вещества	MnO2
2	Ставим известную степень окисления над химическим элементом, а неизвестную степень окисления обозначаем через Х	х -2 MnO2
3	Алгебраическая сумма степеней окисления в молекуле равна 0 (т.е., молекула заряда не имеет)	х -2 (MnO2) 0
4	Cоставляем уравнение	х + (-2)∙ 2 = 0
5	Решаем уравнение	х - 4 = 0; х = +4

Вывод: степень окисления марганца в MnO₂ равна + 4.

• В оксидах с нечетным числом атомов кислорода степень окисления элемента (если произвести расчет) равна этому нечетному числу («перекрестное» правило)

со знаком + : х -2

Э₂О₃

х -2

Э₂О₃ 2∙х = - [3 ∙ (-2)]

- [3 ∙ (-2)]

х = ----------- = +3

2

Алгоритм вычисления степени окисления в сложной молекуле.

_{Пример : H2Cr2O7}

1	Записываем формулу вещества	H2Cr2O7
2	Ставим известные степени окисления над химическими элементами, а неизвестную степень окисления обозначаем через Х	+1 х -2 H2Cr2O7
3	Алгебраическая сумма степеней окисления в молекуле равна 0 (т.е., молекула заряда не имеет)	+1 х -2 (H2Cr2O7)0
4	Cоставляем уравнение	(+1) ∙ 2 + х ∙ 2 + (-2)∙ 7 = 0
5	Решаем уравнение	2+2х -14 = 0 2х = 14-2; 2х = 12; х = +6

Вывод: степень окисления хрома в хромовой кислоте равна +6.

7.

Алгоритм вычисления степени окисления в сложном ионе.

^{Пример : РO43-}

1	Записываем формулу иона	РO43-
2	Ставим известные степени окисления над химическими элементами, а неизвестную степень окисления обозначаем через х	х -2 РO43-
3	Алгебраическая сумма степеней окисления в ионе равна заряду иона	-3
4	Cоставляем уравнение	х + (-2) ∙ 4 = -3
5	Решаем уравнение	х = +8-3 = +5

Вывод: степень окисления фосфора в ортофосфат - ионе равна +5.

• Если вы вычислили степень элемента в составе сложного аниона или сложного катиона один раз, а этот ион встречается в уравнении повторно, например H₃PO₄ и Ca₃(PO₄)₂ , то степень окисления у фосфора будет та же самая +5.

Задание для самоконтроля № 2.

Вычислите степени окисления азота в соединениях: NaNO₃, NO₂, HNO_2, NH₄OH, NH₄NO₂, HNO₃, N₂H₄, NH₂OH, N₂, NH₃.

Задание для самоконтроля № 3.

Вычислите степени окисления элементов в ионах: СO₃^2-, PH₄⁺, SO₄^2-,

S₂O₃^2-, SiO₄^4-.

Вычисления степеней окисления атома углерода в органических соединениях.

Пример № 1

Вычислить степень окисления атомов углерода в пропане.

1. Делим молекулу на части, отделяя каждый атом углерода с присоединенными к нему атомами водорода:

С Н₃ - СН₂ - СН₃ СН₃ - СН₂ - СН₃

пропан а) б) в)

2. Общий заряд каждой части принимают за 0.

3. По суммарной степени окисления всех атомов, которые окружают атом углерода, приняв степень окисления углерода за Х, рассчитываем искомую степень окисления, то есть, Х:

для а) и в) х +1

(СН₃) ⁰  х ∙ 1 + (+1) ∙3 = 0; х = -3

для б) х +1

(СН₂) ⁰  х ∙ 1 + (+1) ∙ 2 = 0; х = -2

Иногда рассчитывают среднюю степень окисления атома углерода через эмпирическую (молекулярную) формулу:

8

Х +1

С₃Н₈ 3х + 8 = 0  3х = -8  х = 8 : 3 = + 2,66

_пропан

Таким образом, получено дробное значение степени окисления, пользоваться им неудобно.

Пример № 2

Вычислить степень окисления атомов углерода в уксусной кислоте:

СН₃СООН

-2

О

х +1 у// -2 +1

CH₃ - C - O - H

а) б)

По первому способу:

для а)

х +1

(СН₃) ⁰  х ∙ 1 + (+1) ∙3 = 0; х = -3

для б)

у -2 -2 +1

(С О О Н)⁰  у + (-2) ∙ 2 + 1 ∙ (+1) = 0

у = 4 -1 = +3

х +1 -2

По второму способу: С₂Н₄О₂  х ∙ 2 + 4 ∙ (+1) + 2 ∙ (-2) = 0

2х + 4 - 4 = 0; 2х = 0; х = 0