Stopnie utlenienia i bilans elektronowy

Formalny ładunek atomu w związku przy założeniu, że wszystkie wiązania są w pełni jonowe (elektrony wiążące przypisujemy atomowi bardziej elektroujemnemu). Zapisujemy cyframi rzymskimi, np. +VII, −II.

1) Pierwiastek wolny = 0; 2) suma SU w cząsteczce = 0, w jonie = ładunek jonu; 3) F zawsze −I, metale 1. gr. +I, 2. gr. +II, Al +III; 4) H = +I (wodorki metali −I); 5) O = −II (nadtlenki −I, ponadtlenki −½, OF₂ +II).

Utlenianie = wzrost SU = oddanie elektronów (UTLEnianie = UTrata ELektronów). Redukcja = spadek SU = pobranie elektronów.

Utleniacz zabiera elektrony i sam ulega redukcji (SU maleje). Reduktor oddaje elektrony i sam się utlenia (SU rośnie). W odpowiedzi CKE podajemy substancję/jon, np. „utleniaczem jest KMnO₄ (jon MnO₄⁻)”, nie sam pierwiastek.

Kwaśne → Mn²⁺ (bezbarwny), 5 e⁻; obojętne → MnO₂ (brunatny osad), 3 e⁻; zasadowe → MnO₄²⁻ (zielony manganian(VI)), 1 e⁻.

Cr₂O₇²⁻ + 14 H⁺ + 6 e⁻ → 2 Cr³⁺ + 7 H₂O — chrom z +VI do +III, łącznie 6 elektronów, roztwór zmienia barwę z pomarańczowej na zieloną.

Cr: 2(+I)+2x+7(−II)=0 → +VI. Mn: x+4(−II)=−1 → +VII. S: 2x−6=−2 → +II (wartość średnia dla dwóch różnych atomów S).

Każde wiązanie C–H daje −1, C–O lub C–N daje +1, C–C daje 0. Etanol (C przy OH): −I → aldehyd: +I → kwas: +III — na każdym etapie węgiel oddaje 2 elektrony.

1) Ustal SU atomów, które je zmieniają; 2) zapisz równania połówkowe utleniania i redukcji z liczbą e⁻; 3) wyrównaj liczbę oddanych i pobranych elektronów (mnożniki); 4) wstaw współczynniki i dobilansuj resztę: metale → reszty kwasowe → wodór → tlen.

Bo tlen ma w nim pośredni stopień utlenienia −I: może obniżyć go do −II (H₂O — wtedy H₂O₂ jest utleniaczem) lub podwyższyć do 0 (O₂ — wtedy jest reduktorem).