Kidolgozott mintafeladat: Az oxidáció és a redukció azonosítása az oxidációs számok segítségével

Itt van ez a reakció, amiben jód, mangán, oxigén és hidrogén vesz részt. Ebben a videóban azt szeretnénk megnézni, hogy mely elemek oxidálódnak ebben a folyamatban, és mely elemek redukálódnak ebben a reakcióban. Állítsd meg a videót, és próbáld meg kitalálni, mielőtt megnézzük együtt. Akkor most nézzük meg együtt. Az én módszerem az, ahogy talán te magad is csináltad, vagy ahogy szerintem megoldható, hogy meghatározom minden atom oxidációs számát kiinduláskor és a reakció lejátszódása után. Vagy mondhatjuk úgy is, hogy a reakcióegyenlet mindkét oldalán. Először nézzük a jódot itt. A jodidionnak egyszeresen negatív töltése van, amit hipotetikus töltésnek nevezünk, de ez esetben nem is annyira hipotetikus, ez -1-es oxidációs számot ad. Most nézzük meg a permanganátiont itt. Ennél egy kicsit bonyolultabb meghatározni az oxidációs számot. Emlékszünk arra, hogy az oxigén elektronegativitása nagy. Valószínűleg magához vonz két elektront, és ha a hipotetikus töltést vesszük oxidációs számnak, az oxigénnek összesen -8 lesz az oxidációs száma, mert szívesen felveszi a két plusz elektront. Ha mind a négy oxigénnek két negatív hipotetikus töltése van, az összesen -8 lenne, és látjuk, hogy az ion egészének -1 töltése van. Ez azt jelenti, hogy a mangánnak is lesz hipotetikus töltése, aminek a +7 oxidációs szám felel meg. Még egyszer vegyük át, mivel ez egy kicsit bonyolultabb. Megállapítottuk, hogy az oxigénnek -2 töltése van, mert szívesen vesz fel két elektront. Négy van belőle. Ezért ha összeadjuk, az -8 lesz, és az ion összességében -1 töltésű. Tehát mennyi kell ahhoz, hogy a -8 töltésből -1 legyen? +7 kell. Tehát ez a mangán oxidációs száma kiinduláskor ezen az oldalon. Most nézzük meg a vizet. A víz hidrogénből és oxigénből áll, amikkel sokszor fogsz találkozni. Az oxigénnek -2 az oxidációs száma, és mindkét hidrogénatomnak +1 az oxidációs száma, mivel ebben a vízmolekulában... tudjuk, hogy az oxigén vonzza az elektronokat, ezek itt kovalens kötések. De ha képzeletben töltést rendelünk hozzá, akkor, ahogy mondtuk, az oxigén felveszi ezt a két elektront, és mindkét hidrogén lead egy-egy elektront, amivel az oxidációs számuk +1 lesz. Most nézzük meg a reakció jobb oldalát. Mi történik a jóddal itt? Ebben a jódmolekulában a jód nem vesz fel vagy ad le elektront, tehát az oxidációs száma nulla. Nézzük a következő vegyületet. Ezeknek az oxigénatomoknak az oxidációs száma -2. Mi lesz akkor a mangán oxidációs száma? A vegyület semleges töltésű. A két oxigénatomnak egyenként -2 oxidációs számmal -4 lesz. Így ahhoz, hogy semleges legyen, a mangánnak +4 kell, +4-es oxidációs szám. Végül, de nem utolsó sorban, ha megnézzük ezeket a hidroxidanionokat, minden oxigénnek -2 az oxidációs száma. A hidrogénnek pedig +1, és ez így értelemszerű. -2 meg +1, az -1 ezeknél az ionoknál. Nézzük meg, melyik oxidálódott, és melyik redukálódott. Ne feledd, hogy az oxidáció elektronleadást jelent. A redukció elektronfelvétel, illetve a redukció az oxidációs szám csökkenése. Nézzük meg először a jódot. A -1-es oxidációs számból nulla lesz. Ahhoz, hogy -1-es oxidációs számból nulla legyen, elektronokat kell leadni. Tehát ez oxidálódott. Oxidálódott. Hadd írjam le. A jód oxidálódott. Nézzük most a mangánt. +7-ről +4-re változik. Az oxidációs szám csökkent. Redukálódott. Nézzük az oxigént. Az oxigén oxidációs száma mindenhol -2, tehát itt nem történik semmi. Ugyanez vonatkozik a hidrogénre. Mindkét oldalon +1, semmi nem történik. Tehát a jód oxidálódott, a mangán pedig redukálódott.