Stopnie utlenienia

Stopniem utlenienia pierwiastka w danej substancji nazywamy liczbę ładunków elektrycznych, która byłaby przypisana atomowi tego pierwiastka, jeżeli substancja ta miałaby budowę jonową. Stopień utlenienia jest pojęciem umownym i odbywa się według następujących zasad:

1)      Suma stopni utlenienia wszystkich atomów  w cząsteczce musi być równa zeru lub całkowitemu ładunkowi elektrycznemu cząsteczki, jeżeli jest ona kationem lub anionem.

2)      Pierwiastki w stanie wolnym mają stopień utlenienia 0.

3)      Fluor we wszystkich związkach ma stopień utlenienia –I

4)      Tlen we wszystkich związkach przyjmuje stopień utlenienia –II, za wyjątkiem nadtlenków (stopień utlenienia –I), ponadtlenków (stopień utlenienia -1/2), jonów oksygenylowych O2+ (stopień utlenienia +1/2) i związku OF2 (stopień utlenienia tlenu -II)

5)      Wodór we wszystkich związkach przyjmuje stopień utlenienia +I, za wyjątkiem wodorków pierwiastków pierwszej i drugiej grupy układu okresowego (litowce, berylowce), w których wodór jest na –I stopniu utlenienia

Stopnie utlenienia pierwiastków w związkach chemicznych zaznacza się w nazwach, za pomocą cyfr rzymskich umieszczonych w nawiasach, po nazwie pierwiastka (np. chlorek miedzi(II)).

Wiele pierwiastków chemicznych może przyjmować różne wartości stopnia utlenienia i zależnie od tych wartości – wykazywać różne właściwości chemiczne. Przykłady pierwiastków przyjmujących różne stopnie utlenienia i ich związków są zebrane w tabeli poniżej.

Istnieją również związki chemiczne, w których jeden pierwiastek występuje na różnych stopniach utlenienia, np. magnetyt, Fe3O4, w którym dwa atomy żelaza są na +III stopniu utlenienia, a jeden – na +II, azotan amonu (saletra amonowa), NH4NO3, gdzie azot reszty kwasu azotowego jest na +V stopniu utlenienia, a azot w kationie amonowym – na –I stopniu, kwas tiosiarkowy, H2S2O3, gdzie jeden atom siarki (połączony z atomami tlenu i atomem siarki(-II)) jest na +VI stopniu utlenienia, a drugi (połączony z atomem wodoru i atomem siarki(VI)) jest na –II stopniu utlenienia (patrz – rysunek).

Pierwiastek

Stopień utlenienia

Przykładowe związki

Tlen

-II

Tlenki metali, np. MgO, ZnO, Cu2O; woda H2O

-I

Nadtlenki, np. H2O2 – nadtlenek wodoru

+II

OF2 - fluorek tlenu

Azot

-III

Amoniak NH3 i jego pochodne – aminy, kation amonowy NH4+

III

Kwas azotowy(III), HNO2 i jego sole – azotany(III), zwane również azotynami, np. NaNO2

V

Kwas azotowy(V), HNO3 i jego sole – azotany, np. KNO3 – saletra potasowa

Siarka

-II

Siarkowodór H2S i siarczki – sole kwasu siarkowodorowego, np. ZnS

IV

Dwutlenek siarki SO2, Kwas siarkowy(IV), H2SO4 i jego sole -  siarczyny, np. Na2SO4

VI

Kwas siarkowy(VI), H2SO4 i jego sole – siarczany(VI), np. CuSO­4

Chlor

-I

Sole kwasu chlorowodorowego- chlorki, np. chlorek sodu – sól kuchenna, NaCl

I

Kwas chlorowy(I), HClO i jego sole – podchloryny, np. podchloryn sodu, NaClO. Podchloryn sodu używany jest jako źródło aktywnego chloru w wybielaczach i środkach dezynfekujących.

III

Kwas chlorowy(III), HClO2 i jego sole - chloryny

V

Kwas chlorowy(V), HClO3 i jego sole – chlorany, np. KClO3 – chloran potasu. Chloran potasu uzywany jest w pirotechnice jako utleniacz.

VII

Kwas chlorowy(VII) (nadchlorowy), HClO4 i jego sole – nadchlorany, np. KClO4 nadchloran potasu. Kwas chlorowy(VII) jest jednym z najsilniejszych kwasów nieorganicznych. Jego sole używane są często jako silne utleniacze

Miedź

I

Tlenek miedzi(I) – Cu2O, sole miedzi(I) – CuCl, CuBr. Sole miedzi(I) są bardzo słabo rozpuszczalne w wodzie, w odróżnieniu od soli miedzi(II)

II

Tlenek miedzi(II), siarczan miedzi(II)

Mangan

II

Sole manganu(II), np. siarczan manganu MnSO4 – zwykle dobrze rozpuszczalne w wodzie, bezbarwne lub o delikatnym zabarwieniu.

IV

Tlenek manganu(IV). Brunatne ciało stałe, słabo rozpuszcza się w wodzie. Może być stosowany jako katalizator lub jako utleniacz w środowisku kwaśnym.

VI

Manganian(VI) potasu, K2MnO4. Związki Mn na stopniu utlenienia (VI) są nietrwałe, stabilne tylko w określonych warunkach.

VII

Nadmanganian potasu, KMnO4 – powszechnie stosowany jako silny utleniacz i środek dezynfekujący, ma charakterystyczny silny fioletowy kolor.

Polecamy również:

  • Szereg napięciowy metali

    Ułożenie metali według wzrastającej wartości potencjału redoks pozwala na stworzenie szeregu napięciowego metali. Metale położone na szczycie szeregu, takie jak lit, sód, czy potas mają silną tendencję do oddawania elektronów i w efekcie łatwo tworzą jony dodatnie (świadczy o tym duża ujemna wartość... Więcej »

  • Bilansowanie reakcji redoks

    Reakcje redoks to takie procesy chemiczne, w których jedne substancje ulegają utlenianiu, a inne – redukcji. Oznacza to, że zmienia się ich stopień utlenienia. Dla substancji utlenianej – rośnie, a dla redukowanej – maleje. Przykładem może być reakcja nadmanganianu potasu z siarczanem (IV)... Więcej »

  • Otrzymywanie wodoru, tlenu i innych pierwiastków

    Czysty wodór i tlen można łatwo otrzymać na drodze elektrolitycznego rozkładu wody. Czyste gazy wydzielają się wtedy na odpowiednich elektrodach – wodór na katodzie, na anodzie – tlen, zgodnie z równaniami cząstkowymi (1) – dla wodoru i (2) dla tlenu. Więcej »

  • Zastosowanie elektrolizy

    Proces elektrolizy znajduje wiele różnorodnych zastosowań, zarówno w przemyśle, jak i w laboratorium. Przemysłowe zastosowania elektrolizy to przede wszystkim otrzymywanie metali szlachetnych, szczególnie miedzi, o wysokiej czystości. Więcej »

  • Czym są reakcje dysproporcjonowania i synproporcjonowania?

    Reakcje dysproporcjonowania i synproporcjonowania to reakcje redoks o nietypowym przebiegu. W przypadku dysproporcjonowania (dysmutacji) część atomów jednego pierwiastka ulega redukcji, a część utlenieniu do różnych stopni utlenienia. Z kolei o synproporcjonowaniu mówi się, gdy atomy danego... Więcej »

Komentarze (0)
Wynik działania 2 + 5 =
Ostatnio komentowane
żoną Jaroslawa Iwaszkiewicza była pisarka i tłumaczka Anna Iwaszkiewiczowa z domu Lilp...
Iwona • 2021-07-19 18:40:47
"Oda do radości" to utwór Beethovena. Schiller napisał "Do Radości".
Germanista • 2021-07-10 02:59:47
Zgromadzenie Narodowe (Konwent) nie było "rządem rewolucyjnym", a parlamentem.
Andrzej • 2021-07-06 08:15:34
Czy naprawdę nie dało się tego bardziej spłycić? Gdzie jest drugi syn? Ten który p...
Andrzej Koraben • 2021-06-30 11:34:39
Ciekawe jak daleko czasowo sięgają Politycy. 2050 ? Czyli doprzodu do tyłu 2023. Grolsz...
Nick Radek • 2021-06-27 07:22:58