Innehållsförteckning

Oxidationstal (ox-tal). Reaktionstyper. Oxidationstalsmetoden (ox-talsmetoden)

Exempel: Ox-tal. Ox-talsmetoden

Oxidationstal (ox-tal)

Anges normalt med romerska siffror ovanför atomen/molekylen

Syfte

Balansera formler
Vad oxideras eller reduceras?

Innebär

Ensam atom & molekyl: 0
Summan i förening: 0
- Men de olika atomerna kan ha olika laddning
Jon: Laddningen
Väte (H) och icke-metaller: +1
Metaller: -1
Syre (o): -2
- $OF_2$ : +2
- Peroxider (innehåller en peroxidgrupp, $O_2^{2-}$ ): -1

Reaktionstyper

Rektant till produkt. Vilka typer finns?

Fasomvandling

Intermolekylära krafter. Från ett tillstånd till ett annat.

$H_2O(l)\to H_2o(s)$

Upplösning/utfällning

En substans är inte löslig i lösningsmedlet och det bildas en fällning

Lösning i vatten (aq): $PbCl_2(s)\to Pb^{2+}(aq)+2Cl^-(aq)$

Syra/bas

”Flytt av vätejoner”

$H_2O+H_2SO_4\to H^++HSO_4^-+H_3O^+$

Reduktion – oxidation (red/Ox eller redox)

Ox-talet förändras, elektronerna flyttar. I dagligt tal: reaktion med syre.

$Zn(s)+2H^+(aq)\to Zn^{2+}(aq)+H_2(g)$

Förbränning

Bränsle reagerar med oxidationsmedel och värme bildas

Bladning mellan metanol och vatten: $C_2H_5OH+3O_2(g)\to 3H_2O(l)+2CO_2(g)$

Oxidationstalsmetoden (ox-talsmetoden)

En metod för att balansera redox-reaktioner.

Identifiera oxiderande- och reducerande ämnen
Ange redoxarnas ox-tal
Beräkna antalet redox-steg
Beräkna kvoten $\frac{\text{Red}}{\text{Ox}}$ eller $\frac{\text{Ox}}{\text{Red}}$
Använd kvoten för att balansera
- Balansera syre ( $O$ ) med vatten ( $H_2O$ )
- Balansera väte ( $H$ ) med vätejoner ( $H^+$ )
Kontrollera massbalans och laddning.

Exempel

Ex.: Ox-tal

a) $SO_4^{2-}$ ?

Kan enligt ovan räkna ut laddningen på syret: $4 \cdot -2=-8$ .

Jonens laddning: $-2$ . Så $S+(-8)=-2\Leftrightarrow S=6$ .

Svar: $S(-VI)O(-II)_4^{-2}$

b) $H_2O$ ?

Vet: H: +1 och O: -2 alltså blir det: $H(I)_2O(-II)$ . Stämmer? Koll: $2\cdot I+2\cdot (-2)=0$ . Summan i förening ska vara noll. Stämmer alltså!

Ex.: Ox-talsmetoden

Skriv formeln för:
Arsenik(III)sulfid reagerar med salpetersyra varvid det bildas arsenatjon, sulfatjon och kväve(IV)oxid.

Lösning

Oxiderande och reducerande ämnen
- Arsenik(III)sulfid: $As^{(III)}_2S_3$ . Får laddningen 6 från $As^{III}_2$ alltså måste $S_3$ ha laddningen -II. Vilket ger: $As^{III}_2S^{-II}_3$ .
- Salpetersyra: $NO_3^-$
- Arsenatjon: $AsO_4^{3-}$
- Sulfatjon: $SO_4^{2-}$
- Kväve(IV)oxid: $N^{IV}O^{-II}_2$ .
- Den obalanserade reaktionsformeln blir alltså: $As^{(III)}_2S^{(II)}_3+NO_3^-\not\to AsO_4^{3-}+SO_4^{2-}+N^{(IV)}O_2^{(-II)}$
Identifiera redoxarnas ox-tal
- $NO_3^-$ : Varje O ger -2 och totala laddningen är -1. Alltså är laddningen för N 5. $N^{(V)}O_3^{(-II)-}$
- $AsO_4^{3-}$ : Syret: -8. Totalt -3 Alltså As 5. $As^{(V)}O^{(-II)3-}_4$
- $SO_4^{2-}$ . Syret: -8, totalt -2 ger S=6. $S^{(VI)}O^{(-II)2-}_4$
- Den nya reaktionsformeln blir: $As^{(III)}_2S^{(-II)}_3+N^{(V)}O_3^{(-II)-}\not\to As^{(V)}O^{(-II)3-}_4+S^{(VI)}O^{(-II)2-}_4+N^{(IV)}O_2^{(-II)}$
Beräkna antalet redox-steg
- As: går från (III) till (V) och det fanns initialt två atomer: (5-3)*2=4.
- S: går från (-II) till (VI) och det fanns initialt tre atomer: (6-(-2))*3=24.
- Totalt avges alltså 28 e-.
- N: går från (V) till (IV) och det fanns en atom: Upptar en e-
Kvoten eller
- $\frac{28}{1}=28$
Balansera formeln. med , med samt övriga.
- Massbalans och kvoten ovan: $As^{(III)}_2S^{(-II)}_3+28N^{(V)}O_3^{(-II)-}\not\to 2As^{(V)}O^{(-II)3-}_4+3S^{(VI)}O^{(-II)2-}_4+28N^{(IV)}O_2^{(-II)}$
- Syret (O). VL: $28\cdot 3=84$ . HL: $2\cdot 4+3\cdot 4+28\cdot 2=76$ . Lägger in 8 $H_2O$ .
- Vätet (H). VL: 0(!). HL: $8\cdot 2=16$ (kommer från vattnet ovan). Lägger alltså till 8 st $H^+$ på VL.
- Den slutliga formeln blir alltså: $16H^++As_2S_3+28NO_3^-\to 2AsO_4^{3-}+3SO_4^{2-}+28NO_2+8H_2O$ .
Massbalansen och laddningen?
- H: $16=8\cdot 2=16$ ok.
- As: $2=2\cdot 1=2$ ok.
- S: $3=3\cdot 1=3$ ok.
- N: $28=28$ ok.
- O: $28\cdot 3=2\cdot 4+3\cdot 4+28\cdot 2+8\cdot 1=84$
- Laddningen? VL: -12. HL: $2\cdot(-3)+3\cdot(-2)=-12$