Oxidationstal - Uppgifter och lösningar PDF

Oxidationstal - Uppgifter och lösningar Niklas Dahrén  Uppgift 1: Ange oxidationstalen för de olika atomslagen i HNO3 Svar: H= +I N= +V O= -II Lösning: o O har alltid -II (förutom några få undantag). o 3 syre medför totalt -VI....

Oxidationstal - Uppgifter och lösningar Niklas Dahrén  Uppgift 1: Ange oxidationstalen för de olika atomslagen i HNO3 Svar: H= +I N= +V O= -II Lösning: o O har alltid -II (förutom några få undantag). o 3 syre medför totalt -VI. +I +V -II o H har alltid +I i föreningar med ickemetaller. o I en oladdad kemisk förening ska summan av oxidationstalen vara noll. HNO3 o N måste då ha +V. +I +V -VI o -VI + I + V= 0 0  Uppgift 2: Ange oxidationstalen för de olika atomerna i a) N2 b) NH3 c) CaCl2 d) SO42- Svar och lösning: a) N= 0. Oxidationstalet för varje kväveatom är 0. Alla grundämnen i fri form har oxidationstalet 0. b) N= -III. H= +I. Vi vet att väte alltid har +I i föreningar med ickemetaller. Vätena har tillsammans +III och då måste oxidationstalet för kväve vara -III eftersom summan ska bli noll. c) Ca2+ = +II. Cl-= -I. Detta är en jonförening och då är oxidationstalet lika med jonernas laddning. Kalcium tillhör grupp 2 och har därför laddningen 2+. Cl tillhör grupp 17 och har därför laddningen 1-. Oxidationstalen blir därför +II och -I. Vi ser även att summan av alla oxidationstal blir noll.  Uppgift 2: Ange oxidationstalen för de olika atomerna i a) N2 b) NH3 c) CaCl2 d) SO42- Svar och lösning: d) S= +VI. O= -II. Detta är en sammansatt jon. Syre har i stort sätt alltid -II i kemiska föreningar. Eftersom det finns 4 syre så är det totala oxidationstalet för alla syreatomer -VIII. Svavelatomen måste då ha oxidationstalet +VI eftersom summan ska bli lika med jonens laddning som är 2-. +VI -II SO42- Summan av oxidationstalen ska +VI -VIII vara lika med jonladdningen för den sammansatta jonen. -II  Uppgift 3: Saltet järnfluorid förekommer i 2 olika former; FeF3 resp. FeF2. Vilket oxidationstal har järn i de båda salterna? Svar: +III resp. +II. Lösning: o Vi vet att fluor drar till sig 1 elektron från järn och alltid får oxidationstalet -I. Med hjälp av antalet fluoridjoner i formeln kan vi lista ut vilket oxidationstal som varje järnjon har (summan ska ju bli noll!). o FeF3= Järnjonen måste ha oxidationstalet +III om summan ska bli 0, namnet på saltet blir då järn(III)fluorid. o FeF2= Järnjonen måste ha oxidationstalet +II om summan ska bli 0, namnet på saltet blir då järn(II)fluorid. +III -I +II -I FeF3 FeF2 +III -III +II -II 0 0  Uppgift 4: Blyjoner slår sig samman med sulfatjoner (SO42-) och bildar jonföreningen PbSO4. Ange oxidationstalen för de olika atomslagen i Svar: jonföreningen. Pb= +II S= +VI O= -II Lösning: o Steg 1 - Lista ut oxidationstalet på metalljonen med hjälp av den negativa jonen: Pb kan ha olika laddning och olika oxidationstal beroende på sammanhang. I ett salt är summan av laddningarna alltid noll (både jonladdningarna och oxidationstalen) och då måste Pb ha laddningen 2+ eftersom sulfatjonen har laddningen 2-. Saltet består alltså av jonerna Pb2+ och SO42-. Pb2+ har därmed oxidationstalet +II eftersom oxidationstalet ska vara lika med jonladdningen (om det är atomjoner). o Steg 2 – Lista ut oxidationstalen hos atomerna i sulfatjonen: Summan av alla oxidationstal i den sammansatta jonen SO42- ska vara -II (lika som laddningen). O har alltid -II. Fyra syre innebär totalt -VIII i oxidationstal för alla syreatomer tillsammans. S måste därför ha oxidationstalet +VI om summan ska vara lika med -II. o Tillsammans ska allting bli lika med noll: Om vi lägger ihop alla oxidationstal så ser vi att den totala summan i hela jonföreningen blir noll. +II +VI -II Pb S O4 +II +VI -VIII (-II * 4) 0  Uppgift 5: Ange oxidationstalet som järn har i jonföreningen Fe2O3 Svar: I Fe2O3 har Fe oxidationstalet +III. Lösning: o Järn kan ha olika oxidationstal (+II eller +III). Vi måste därför titta på den negativa jonen för att avgöra vilket oxidationstal järn har i just den här föreningen. o Syre har alltid -II i oxidationstal i kemiska föreningar (förutom i förening med fluor). o Om varje syre har -II så blir det totalt -VI (3. -II= -VI). o Den totala summan av alla oxidationstal i en jonförening ska vara noll. O O O Fe Fe -II -II -II + +III +III =0 o Järnjonernas oxidationstal måste därför vara +III (2. III= VI). Föreningen kan därför skrivas på följande sätt; ”järn(III)oxid”.  Uppgift 6: Ange oxidationstalet för koppar i CuCl resp. i CuCl2 Svar: I CuCl har Cu oxidationstalet +I och i CuCl2 har Cu oxidationstalet +II. Lösning: o CuCl och CuCl2 består båda av kopparjoner och kloridjoner. o Kloridjoner har i jonföreningar alltid laddningen 1- och därmed också oxidationstalet -I eftersom klor tar emot 1 elektron för att få ädelgasstruktur (klor tillhör grupp 17 och har 7 valenselektroner). o Om varje kloridjon har laddningen 1- och oxidationstalet -I så vet vi även att saltet CuCl innehåller kopparjoner med beteckningen Cu+ och oxidationstalet +I eftersom summan av oxidationstalen ska bli noll. o Vi vet då även att saltet CuCl2 innehåller kopparjoner med beteckningen Cu2+ och oxidationstalet +II eftersom summan av oxidationstalen ska bli noll. o Vi kan även skriva de båda föreningarna på följande sätt för att visa vilka resp. oxidationstal kopparjonerna har i de båda föreningarna; ”koppar(I)klorid” resp. ”koppar(II)klorid”.  Uppgift 7: Skriv formeln (kemiska beteckningen) för jonföreningen ”koppar(I)oxid” Svar: Cu2O. Lösning: o ”Koppar(I)” avslöjar att kopparjonen har oxidationstalet +I. o Syre har -II i oxidationstal (syre drar alltid, med några få undantag, till sig 2 elektroner från andra ämnen). o När vi skriver formler för jonföreningar måste vi balansera laddningarna och därmed även oxidationstalen. Det ska vara lika många plus som minus. o Formeln för jonföreningen (saltet) blir därför: Cu2O. Cu +I Cu + O -II =0 +I  Uppgift 8: Vilket ämne oxideras resp. reduceras i nedanstående reaktion? 0 +II +III 0 2Al + 3Pb2+ 2Al3+ + 3Pb Lösning: 1. Sätt ut alla oxidationstal. 2. Undersök om oxidationstalet för de olika ämnena har ökat eller minskat (efter att reaktionen har skett). 3. Avgör utifrån förändringen av oxidationstalet om ämnena har genomgått en oxidation eller reduktion. Ämne: Oxidationstal före Oxidationstal efter Förändring: Oxidation eller reaktionen: reaktionen: reduktion? Aluminium: 0 +III Ökat oxidationstal Oxidation Bly: +II 0 Minskat oxidationstal Reduktion Svar: Aluminium (Al) oxideras och bly (Pb2+) reduceras i reaktionen.  Uppgift 9: Vilket ämne oxideras resp. reduceras i nedanstående reaktion? +III -II +II -II 0 +IV -II Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 Lösning: 1. Sätt ut alla oxidationstal. 2. Undersök om oxidationstalet för de olika ämnena har ökat eller minskat (efter att reaktionen har skett). 3. Avgör utifrån förändringen av oxidationstalet om ämnena har genomgått en oxidation eller reduktion. Ämne: Oxidationstal före Oxidationstal efter Förändring: Oxidation eller reaktionen: reaktionen: reduktion? Järn: +III 0 Minskat oxidationstal Reduktion Syre: -II -II Oförändrat Inget har hänt Kol: +II +IV Ökat oxidationstal Oxidation Svar: Järn (Fe3+) reduceras och kol (C) oxideras i reaktionen. Se gärna fler filmer av Niklas Dahrén: http://www.youtube.com/Kemilektioner http://www.youtube.com/Medicinlektioner