Mini-kurzus
Oxidáció és redukció
Redoxireakcióban elektroneloszlás változik: oxidációkor egy részecske elektront ad le vagy oxidációs száma nő, redukciókor elektront vesz fel vagy oxidációs száma csökken. A két folyamat mindig összekapcsolódik, mert az elektronok nem tűnhetnek el a töltésmérlegből.
Elektronátadás egyszerű példán
Zn → Zn²⁺ + 2e⁻ oxidáció, míg Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu redukció. Az összegzett reakció Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu. A cink a redukálószer, mert elektront ad át és ezzel redukálja a réziont; a Cu²⁺ oxidálószer, mert elektront vesz fel és oxidálja a cinket.
Oxidációs szám
Kovalens vegyületekben az elektronokat nem feltétlenül adja át teljesen egyik atom a másiknak, ezért formális könyvelést használunk. A kötő elektronokat képzeletben az elektronegatívabb atomhoz rendeljük, és ebből kapjuk az oxidációs számot. Ez nem mindig azonos a valódi részleges töltéssel.
Fontos szabályok
Elemi állapotban az oxidációs szám 0. Egyatomos ionnál megegyezik az ion töltésével. Semleges vegyületben az oxidációs számok összege 0, többatomos ionban az ion töltésével egyenlő. Oxigén gyakran −2, hidrogén gyakran +1, de peroxidokban, hidridekben és más speciális esetekben vannak kivételek.
Félreakciós módszer
Összetettebb redoxiegyenletet célszerű oxidációs és redukciós félreakcióra bontani. Először az atomokat, majd a töltést elektronokkal egyenlítjük ki; savas közegben H₂O és H⁺, lúgos közegben OH⁻ is használható. A végén az elektronok száma azonos legyen, majd a félreakciókat összeadjuk.
Töltés és tömeg megmaradása
A helyes redoxiegyenlet mind az elemek atomjainak számát, mind a teljes elektromos töltést megőrzi. Ha az atomok stimmelnek, de a töltés nem, az elektronmérleg hibás. Ez a kettős ellenőrzés gyorsabb és megbízhatóbb, mint pusztán a képlet emlékezetből történő reprodukálása.
Égés és korrózió
A redox nem csak ionos oldatok témája. Szén égésekor C oxidációs száma 0-ról +4-re nő CO₂-ben, az oxigéné 0-ról −2-re csökken. Vas korróziójában a fém oxidálódik, miközben más részecske — gyakran oldott oxigén — redukálódik. A környezet vezetőképessége és nedvessége ezért befolyásolja a folyamatot.
Diszproporcionálódás
Egyetlen elem ugyanabban a reakcióban egyszerre oxidálódhat és redukálódhat, ha különböző termékekben eltérő oxidációs állapotokat vesz fel. Ezt diszproporcionálódásnak nevezzük. Ilyenkor sem sérül az elektronmérleg: az egyik részecske által leadott elektronokat ugyanazon elem másik részecskéi veszik fel.
Próbáld ki
A Fe²⁺ → Fe³⁺ átalakulás oxidáció vagy redukció? Írd fel az elektronos félreakciót.
Megoldás
Oxidáció, mert az oxidációs szám +2-ről +3-ra nő és egy elektron távozik: Fe²⁺ → Fe³⁺ + e⁻.