Заряд и степень окисления в чем разница
Перейти к содержимому

Заряд и степень окисления в чем разница

  • автор:

Все об экзамене

В заданиях 29 и 30 экзамена нужно быть очень внимательными с этими двумя понятиями. В чем разница между степенью окисления элемента в соединении и зарядом иона? Рассмотрим несколько примеров:

Задание 30.

В растворе сульфат натрия распадется на ионы натрия Na + и сульфат-ионы SO4 2– . Эти ионы существуют в растворе, окруженные молекулами воды (в сольватирующей оболочке, состоящей из молекул воды)

Na2SO4 → 2Na + + SO4 2–

Когда речь идет о реально существующих ионах, мы указваем их заряд, сначала цифру, затем знак: SO4 2– .

Как запомнить порядок цифры и знака? Посмотрите в таблицу растворимости! Там даны именно заряды ионов.

Именно заряды нужно указывать в задании 31 на составление реакции ионного обмена! Сначала цифру, затем знак.

Задание 29.

Рассмотрим любую окислительно-восстановительную реакцию:

2Fe + 6H2S +6 O4(к) → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

+6 — это степень окисления серы; иона S 6+ в растворе не существует, есть только ионы S 2– , SO3 2– и SO4 2– . В случае степени окисления необходимо писать сначала знак и затем цифру: S +6 . Правильнее писать степень окисления над элементом, а не рядом, как в случае заряда, но на это не обращают внимания даже в пособиях для подготовки к ЕГЭ.

В задании 29 на составление окислительно-восстановительной реакции необходимо писать именно степени окисления и в самом уравнении (при желании) и в электронном балансе (обязательно).

Примеры оформления задания 29 из пособия [6] («Комплекс материалов для подготовки учащихся» (А.А, Каверина и др.), стр. 170 и стр. 247):

1) 2Fe(OH)3 + 3Br2 + 10KOH → 2K2FeO4 + 6KBr + 8H2O

2| Fe +3 -3e → Fe +6
3| Br2 0 +2e → 2Br –1

Fe +3 (Fe(OH)3) — восстановитель
Br2 0 — окислитель.

2) Fe(NO3)2 + 2HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O

1| N +5 +e → N +4
1| Fe +2 -e → Fe +3

N +5 (HNO3) — окислитель
Fe +2 (Fe(NO3)2) — восстановитель.

Т.е. везде указаны именно степени окисления. Если она равна -1, то цифру 1 можно не писать, оставив только знак -.

Чем отличаетсь степень окисления от заряда иона?

Если ион простой (из одного хим. элемента) , то его заряд и степень окисления этого элемента совпадают.
В сложном ионе, например, CO2:
Заряд иона — CO2 2-.
Степени окисления хим элементов в ионе — C +4, O -2.
Заряд иона записывается как степень в математике — справа сверху, сначала цифра, потом знак, 0 и 1 опускаются: SO4 2-, K +.
Степень окисления — сверху, начинается со знака, ничего не опускается: S +6, Mg 0.

Остальные ответы

Для иона степень окисления от заряда иона ничем не отличается. Положительная степень окисления показывает, что данный атом отдал бывшие у него электроны внешнего слоя другому атому и стал положительным ионом, а тот другой стал отрицательным ионом. Между ними возникла ионная связь (электростатическое притяжение) .
А вот если говорить о степени окисления при неионной, а полярной связи, там она означает не передачу электронов, а СМЕЩЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ПАРЫ, образующей связь, к одному из атомов, или иначе говоря, какой был бы заряд, если бы данный атом был ионом. 🙂

не, так путаница получается.
степень окисления относится к атомам в химических соединениях ( любых )
заряд иона относится только к ионам. ( целиком к ионам, а не к атомам их образующим, для многоатомных ионов )
пример1: есть сульфат-ион SO4(2-), так вот заряд этого иона как видно из записи -2, он состоит из атомов S и O, у серы формальная степень окисления +6, у кислорода -2
пример2: CH4, у C степень окисления -4, у водорода +1, так как метан ионом не является, про «заряд иона» тут ничего сказать нельзя.

Николь МариничеваЗнаток (403) 4 года назад
Спасибо огромное! Наконец-то поняла.

Степень окисления ЭЛЕМЕНТА считают. А ион также считают, но связь ионная и не всегда это один элемент.

Степень окисления, это условный заряд, ключевое слово «условный» от слова условие. Следовательно степень окисления создаёт условия для того, чтобы образовать ионную связь между 2 химическими элементами. Иначе говоря, степень оксиления — это планирование (фундамент для реализации), а заряд иона — это реализация. Интересный факт, что отличие между зарядом ионов и степнью окисления не наблюлается лишь в соединении самых простых элементов. Например P2О3 степени окисления P +3 и О -2, заряды ионов такие же P 3- и O 2-. А тепеь сравним Ca, P, и О. Ca + P2O3. Степени оксиления: Са +2, Р +3, О-2. Заряды ионов Ca 2+, PO4 3-. Теперь видите отличия? У PO4 заряд ионов у вещества общий, также изменились степени окисления, у PO4 P +5 O-2. Заряд иона общий заряд из атомов химического элемента =-3 +5+(-4)*2= 3-, почему минус после цифр? Это чтобы не путать степень окисления с зарядом ионов

Глава 7.
Понятие об окислительно-восстановительных реакциях

При изучении строения атома, описании свойств некоторых элементов, химической связи неоднократно упоминалось о том, что атомы принимают или отдают электроны. Очевидно, существуют химические реакции, в ходе которых одни атомы отдают электроны, а другие их принимают.

Процесс отдачи электронов называется окислением, а процесс приема электронов – восстановлением. Оба процесса происходят одновременно. Процессы окисления и восстановления, протекающие одновременно, называются окислительно-восстановительными реакциями. При этом атом, отдающий электроны, называется восстановителем, а атом, принимающий электроны, – окислителем. (Такие атомы могут быть нейтральными, в виде радикалов или ионов.)

Что же происходит с такими атомами? Пусть атом меди в каком-то процессе отдаст два электрона:

Если эта реакция происходит в растворе, то можно увидеть, как желто-красный металл медь уменьшится в размерах, а раствор приобретает голубую окраску, характерную для ионов меди. Очевидно, что свойства исходного простого вещества, состоящего из атомов, и полученных ионов – различны.

Этот же процесс может происходить и при окислении меди кислородом:

Но ионов здесь не образуется, хотя признак реакции (изменение цвета) налицо. В таких случаях изменение состояния окисленности обозначают при помощи степени окисления. Так, атому кислорода, который для завершения внешнего энергетического (электронного) уровня должен присоединить 2 электрона, почти во всех соединениях приписывают степень окисления –2. Поскольку молекула СuО электронейтральна – атом меди приобретает степень окисления +2:

З а м е т ь т е ! Заряд иона записывается cбоку; сначала число, потом заряд (причем цифра 1 не пишется):

Степень окисления записывают над символом элемента; сначала заряд, потом число (причем пишется не только цифра 1, но может быть даже дробное число):

Такой формой записи подчеркивают различие этих понятий.

Заряд ионареальный заряд реальной, устойчивой частицы, которая входит в состав твердых веществ, определяет свойства некоторых растворов и т.д.

Степень окисленияусловный заряд воображаемого иона; этот заряд рассчитывается исходя из предположения, что вещество состоит только из ионов (а это чаще всего не так). Степень окисления можно определить исходя из строения атома данного химического элемента.

Рассчитаем, например, степени окисления элементов в химической формуле серной кислоты. Степень окисления кислорода равна –2, а водорода +1 (т.к. он может отдать только один электрон):

Суммарный заряд двух атомов водорода равен +2, а четырех атомов кислорода: 4•(–2) = –8.

Для того чтобы молекула была электронейтральна, не хватает положительных зарядов, следовательно, степень окисления серы в серной кислоте равна +6. (Такого иона серы вообще не существует!)

При расчете степеней окисления следует руководствоваться следующими п р а в и л а м и:

1. Степень окисления атомов химических элементов в простом веществе равна нулю:

2. Степени окисления атомов металлов в соединениях всегда положительны и равны их валентности:

3. Степени окисления постоянны у F – –1, у Н – +1 (кроме гидридов – ), у О – –2 (кроме ).

4. Степени окисления химических элементов в кислотном остатке соли такие же, как в соответствующей кислоте:

5. Алгебраическая сумма степеней окисления в любом соединении равна нулю.

Задание 7.1. Расставьте степени окисления химических элементов в соединениях:

Если вы испытываете затруднения при расстановке степеней окисления, рекомендуется составлять простейшие математические уравнения. Например, требуется установить степени окисления химических элементов в соединении K2Cr2O7.

В соответствии с приведенными выше правилами расставляем известные степени окисления, а неизвестные обозначены х:

Суммируя степени окисления, получаем математическое уравнение, которое решается относительно «х»:

+2 + 2х – 14 = 0,

Таким образом, степень окисления атома хрома в этом соединении равна +6.

Определив степени окисления элементов в уравнении реакции, можно определить, какой атом является окислителем, какой – восстановителем:

Задание 7.2. Определите окислитель и восстановитель в схеме реакций:

Из приведенных примеров видно, что число электронов, принятых окислителем, может отличаться от числа электронов, отданных восстановителем. Но этого быть не должно (!), т.к. при этом нарушается закон сохранения материи. Число отданных электронов должно равняться числу принятых электронов. А для этого следует изменить число атомов окислителя и восстановителя, поставив соответствующие коэффициенты. Например, в случае взаимодействия меди с азотной кислотой:

Коэффициенты 3 и 2 означают, что три атома меди отдают шесть электронов, а два атома азота принимают шесть электронов:

Или в краткой форме:

Теперь осуществлен баланс (равенство) электронов, поэтому именно эти коэффициенты из электронного баланса (3 и 2) должны быть в уравнении реакции:

Но теперь не осуществляется баланс по азоту! Где же допущена ошибка? Дело в том, что в электронном балансе учитываются только электронные процессы окисления и восстановления, т.е. учитываются только те атомы, которые меняют степени окисления, а часть атомов не изменила ее:

Отсюда правило: коэффициенты электронного баланса ставят только к тем атомам, которые с данной степенью окисления встречаются в химическом уравнении один раз.

Исправим ошибку и уравняем атомы остальных элементов:

Проверим по кислороду:

до реакции: 8•3 = 24 атома,

после реакции: 3•3•2 + 2 + 4 = 24 атома.

Правила расстановки коэффициентов
методом электронного баланса

1. Расставить степени окисления.

2. Выписать элементы, изменившие степени окисления, указав число отданных и принятых электронов. Определить окислитель и восстановитель.

3. Поставить дополнительные коэффициенты, уравняв число отданных и принятых электронов.

4. Проверить эти коэффициенты: они должны соответствовать числу атомов данного элемента в молекуле. Например, если дополнительный коэффициент нечетный, а в молекуле четное число атомов (например, Сl2), то оба дополнительных коэффициента удваиваются.

5. Проверенные коэффициенты переносят в уравнение к тем атомам, которые с данной степенью окисления встречаются в уравнении один раз.

6. Уравнивают атомы металлов; неметаллов; водорода.

7. Проверяют по кислороду.

Рассмотрим эти правила на примере. Требуется расставить коэффициенты в схеме реакции:

Выполняем пп. 1–3 правил:

Поскольку число атомов хлора в молекуле четное (2), а коэффициент к хлору нечетный (5), удвоим оба дополнительных коэффициента (в соответствии с п. 4):

Согласно п. 5, переносим коэффициенты к атомам марганца и хлора (кроме , которые встречаются в уравнении реакции три раза):

Обратите внимание, что перед молекулой хлора поставлен коэффициент 5, а не 10, т.к. нужно считать атомы хлора: 5•2 = 10 атомов.

Уравняем остальные атомы:

Атомы кислорода до и после реакции пересчитайте самостоятельно.

Задание 7.3. Уравнять методом электронного баланса:

Научный форум dxdy

Например в-во H20 H — степень окисления + у O -2
PO4 — заряд 3-
Почему степень окисления обозначается -2, а заряд 3- ?

Re: Что такое степень окисления и заряд?
20.01.2013, 10:05
Re: Что такое степень окисления и заряд?
23.01.2013, 13:50

$PO_4$

Вы путаете в данном случае атом и группу атомов, образующих ион.
Степень окисления -2 это у кисорода, а заряд -3 относится ко всей частице

Re: Что такое степень окисления и заряд?
24.01.2013, 19:41

Заслуженный участник

Последний раз редактировалось Droog_Andrey 24.01.2013, 19:42, всего редактировалось 1 раз.

Степень окисления элемента обычно указывается над его химическим символом по схеме «знак число», причём знак пишется для всех степеней окисления, кроме нулевой, а число пишется всегда, даже если оно равно единице.

Заряд частицы обычно указывается верхним индексом после химической формулы частицы по схеме «число знак», причём знак пишется всегда (и в органике иногда обводится кружком), а число не указывается, если оно равно единице. Но при указании величины заряда в тексте знак пишется слева, например:

Цитата:

заряд иона $\mathrm<Cl^->$» /> равен <img decoding=, а заряд иона $\mathrm<UO_2^<2+>>$» /> равен <img decoding=.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *