Решен пример: Използване на степени на окисление за идентифициране на окисление и редукция

Дадена ни е една реакция, която включва йод, манган, кислород и водород. В това видео ще разгледаме кои елементи се окисляват в тази реакция и кои елементи се редуцират в тази реакция. Спри видеото и виж дали можеш да определиш това, преди да го решим заедно. Добре, сега да го решим заедно. Начинът да направя това – може би и ти го направи, или ти предлагам да го направиш – е да определиш степените на окисление за всеки от елементите в тази реакция – на входа на реакцията и на изхода от реакцията, или от всяка страна на реакцията. Първо да разгледаме този йод тук. Всеки йоден атом има заряд -1. Това е хипотетичен заряд, който не е толкова хипотетичен в този случай, степента му на окисление е -1. Нека преминем към перманганатния йон, който е ето тук. Тук е малко по-сложно да определим степените на окисление. Но по принцип помни, че кислородът е силно електроотрицателен. Той вероятно ще привлече два електрона и когато определяме хипотетичен заряд със степените на окисление, кислородът ще има степен на окисление -2, понеже по принцип привлича два допълнителни електрона. И ако всеки от тези четири кислородни атома има хипотетичен заряд от -2, това ще е общо -8 и можем да видим, че целият йон има заряд -1. Това означава, че манганът трябва да има хипотетичен заряд, степен на окисление от +7. Искам да погледна това отново, понеже е малко по-сложно. Казахме, че кислородът има степен на окисление -2, понеже привлича два електрона. Имаме четири такива атома. Ако събереш всичко това, получаваш -8 а целият йон има заряд -1. Колко трябва да добавим към -8, за да получим -1? Трябва да добавим +7. Това е степента на окисление на мангана, на входа на реакцията в лявата страна. Да разгледаме и водата. Вода – водород и кислород, често ще виждаш това – този кислород има степен на окисление -2 и всеки от водородните атоми ще има степен на окисление +1, понеже в тази водна молекула знаем, че кислородът привлича електроните, това са ковалентни връзки, но ако трябваше да поставим хипотетичен заряд, при който казваме, че кислородът приема тези два електрона, всеки от тези водородни атоми ще загуби електрон и ще има степен на окисление +1. Нека сега разгледаме дясната страна на реакцията. Какво става с тези йодни атоми тук? В тази молекула йод атомите не придобиват и не губят електрони, така че степента им на окисление е 0. После преминаваме към следващото съединение. Всеки от тези кислородни атоми има степен на окисление -2. И каква ще е степента на окисление на мангана? Съединението е неутрално. Два кислородни атома със заряд -2 дават -4. За да е неутрална молекулата, манганът трябва да е +4, със степен на окисление +4. И последно, но не и по важност, ако разгледаме тези хидроксидни аниони, всеки кислороден атом ще има степен на окисление -2, а водородът ще има +1 и можем да потвърдим, че това е логично. -2 + 1 дава -1 за всеки от тези йони. Сега да помислим какво се окислява и какво се редуцира. Спомни си, че окислението представлява загуба на електрони. Редукцията е получаване на електрони. Или редукцията е редуциране на степента на окисление. Първо да разгледаме йода. Преминаваме от степен на окисление -1 на степен 0. За да преминем от степен на окисление -1 към 0, трябва да загубим електрони. Така че той е бил окислен. Окислен. Нека запиша това. Йодът е бил окислен. Сега да разгледаме мангана. Преминаваме от +7 към +4. Степента му на окисление е намаляла. Той се редуцира. Сега да разгледаме кислорода. Навсякъде кислородът има степен на окисление от -2, нямаме промяна на степента на окисление. И същото нещо важи и за водородните атоми. +1 и от двете страни, няма промяна. Тоест йодът е бил окислен, а манганът е бил редуциран.