OXIDATION OCH REDUKTION

Detta avsnitt förknippas mest med metaller – de flesta oxiderar och är det järn kallar vi det rost. Metaller reagerar också på olika sätt med andra metaller och detta utnyttjas till exempel vid korrosionsskydd och för tillverkning av batterier. Allt har att göra med hur elektronerna rör sig.

Ordet oxidation användes ursprungligen om reaktioner där ämnen förenade sig med syre och bildade oxider. En reaktion som innebar att syre avlägsnades från en oxid kallades reduktion. Idag känner vi bättre till elektronernas roll vid kemiska reaktioner, så båda begreppen har omformulerats:

    Oxidation = avgivande av elektroner
    Reduktion = upptagande av elektroner

Daniells element

Oxidationstal

För att och bokföra elektronerna i en reaktion och för att avgöra om en reaktion är en redoxreaktion eller inte kan man använda begreppet oxidationstal.

1.    Oxidationstalet för ämnen i fri (ren) form är alltid 0.
          0    0    0
        Fe, H2, O2

2.    Oxidationstalet för syre är alltid -II. Undantaget är väteperoxid (H2O2) där det är -I.
               -II       -II    -II       -II    -II           
        Na2O, MgO, CO, H2O, CO2

3.    Oxidationstalet för väte är alltid +I. Undantaget är till exempel NaH, där det är -I.
        +I       +I      +I
        H2O, HCl, H2SO4

4.    Summan av oxidationstalen för atomerna i en molekyl är 0.
      -III +I     +V  -II      +V  -II
        NH3,     N2O5,     P4O10

5.    Oxidationstalet för en atomjon är lika med jonens laddning.
        +1    +2      +3     -3     -2    -1
        K+, Mg2+, Al3+, N3-, S2-, Br-

6.    Summan av oxidationstalen för atomerna i en sammansatt jon är lika med jonens laddning.
      +VI  -II      -III  +1
        SO42-,      NH4+

    Oxidation = oxidationstalet ökar
    Reduktion = oxidationstalet minskar

Balansering av formler med hjälp av oxidationstal

  1. Skriv upp reaktanterna och produkterna. Vänta dock med H2O, H3O+ och OH- om inte väte eller syre ändrar oxidationstal.
  2. Markera oxidationstalen för de olika atomslagen hos produkterna och reaktanterna.
  3. Beräkna ändringen i oxidationstal för atomslaget som oxideras respektive atomslaget som reduceras.
  4. Välj koefficienter så att den sammanlagda ökningen i oxidationstal blir lika stor som den sammanlagda minskningen. 
  5.  Balansera jonladdningen med H3O+  om reaktionen sker i sur lösning eller med OH- om reaktionen sker i basisk lösning.
  6. Balansera antalet väte med hjälp av vatten.
  7. Nu skall antalet syre vara lika stort i höger och vänster led. Kontrollera detta.
  8. För säkerhets skull kan du avsluta med att kontrollera att antalet atomer och laddningar stämmer samt att koefficienterna är minst möjliga heltal.

Övningar

Provexempel

Laborationer

Under detta avsnitt kommer vi att göra två laborationer – en där vi testar olika galvaniska element och en med elektrolys.