Door John Brennan
Bijgewerkt op 24 maart 2022

In de redoxchemie wordt de elektronenoverdracht gevolgd via oxidatiegetallen. Wanneer het oxidatiegetal van een element stijgt – of minder negatief wordt – is het geoxideerd; een afname, of een beweging naar negatiever, duidt op een afname. Denk aan het geheugensteuntje OILRIG (Oxidatie is verlies, reductie is winst) om de richting recht te houden. Een oxidatiemiddel accepteert elektronen en wordt zelf gereduceerd, terwijl een reductiemiddel elektronen doneert en wordt geoxideerd.

Stap 1

Schrijf de uitgebalanceerde chemische vergelijking voor de reactie. De verbranding van propaan wordt bijvoorbeeld weergegeven als:

C₃ H₈ (g) + 5O₂  → 3CO₂ (g) + 4H₂ O(l)

Stap 2

Wijs oxidatiegetallen toe aan elk element met behulp van deze kernregels:

• Elementen in hun elementaire vorm hebben een oxidatiegetal van0 (bijvoorbeeld O₂ , N₂ ).
• Fluor is altijd –1 in verbindingen. Zuurstof is –2, behalve in peroxiden of wanneer gebonden aan fluor.
• Waterstof is +1 bij binding aan niet-metalen en –1 bij binding aan metalen.
• Halogenen (groep 17) zijn –1, tenzij ze gepaard gaan met zuurstof of een meer elektronegatief halogeen, in welk geval ze +1 zijn.
• Groep1-metalen zijn +1; metalen uit groep 2 zijn +2.
• De som van de oxidatiegetallen in een neutraal molecuul is gelijk aan 0; in een ion is dit gelijk aan de lading van het ion.

Bijvoorbeeld het sulfaation, SO₄ ^2– , heeft een netto lading van –2, dus de oxidatiegetallen van S en O moeten optellen tot –2.

Stap 3

Vergelijk de oxidatiegetallen aan de kant van de reactanten met die aan de productkant. Een soort waarvan het aantal daalt (of negatiever wordt) heeft minder elektronen gekregen. Een soort waarvan het aantal stijgt (of minder negatief wordt) heeft elektronen verloren – geoxideerd.

In het voorbeeld van propaanverbranding begint zuurstof bij 0 en eindigt bij –2 in zowel CO₂ en H₂ O, dus zuurstof wordt verminderd. De koolstofatomen van propaan gaan van –3 (in C₃ H₈ ) tot +4 (in CO₂ ), wat oxidatie aangeeft.

Stap 4

Identificeer de oxidatie- en reductiemiddelen:

• De stof die een ander oxideert, is het oxidatiemiddel .
• De stof die een ander reduceert is het reductiemiddel .

Bij de propaan-zuurstofreactie dus O₂ is het oxidatiemiddel en C₃ H₈ is het reductiemiddel.

Stap 5

Houd er rekening mee dat een verbinding beide rollen kan spelen, afhankelijk van de partnersoort. Sommige stoffen verliezen gemakkelijk elektronen en worden doorgaans gezien als reductiemiddelen; anderen blinken uit in het accepteren van elektronen en fungeren als oxidatiemiddelen. De feitelijke rol wordt bepaald door de specifieke reactiecontext.

Dingen die nodig zijn

• Periodiek systeem
• Potlood
• Papier

TL;DR

Het beheersen van oxidatiegetallen vergt oefening. Probeer getallen toe te wijzen aan verschillende samenstellingen totdat de patronen intuïtief worden.

Referenties

• "Chemische principes, de zoektocht naar inzicht, 4e editie"; Peter Atkins en Loretta Jones; 2008.