home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Multimedia Chemistry 1 & 2 / Multimedia Chemistry I & II (1996-9-11) [English].img / chem / chapter5.6c < prev    next >
Text File  |  1996-07-26  |  9KB  |  222 lines
  1. à 5.6èOxidation Numbers (States)
  2. äèPlease determïe ê oxidation number ç ê designated aëm ï ê followïg compounds
  3. or ions.
  4. âèWhat is ê oxidation number ç Fe ï FeÄó, ç S ï SO╕.èThe
  5. oxidation number ç Fe ï FeÄó is +3, because ê charge on a monaëmic
  6. ionèis ê oxidation number.èThe oxidation number ç S ï SO╕ is +6,
  7. because ê sum ç ê oxidation numbers must sum ë zero (ê net charge
  8. ç ê compound).èThe oxygen is assigned a value ç -2.èThe sulfur must
  9. be +6 ë cancel ê ëtal ç -6 from ê three oxygen aëms.
  10. éSèOxidation numbers are numbers that we assign ë aëms ï com-
  11. pounds å ions ë help us track ê transfer ç electrons ï oxidation-
  12. reduction reactions.èThe term oxidation state is synonymous with oxida-
  13. tion number.èWe follow a set ç rules ï determïïg ê oxidation num-
  14. ber.
  15.  
  16. 1. Elements are assigned an oxidation number ç zero.
  17.     The ox. no. is 0 for Na ï Na(s), P ï P╣, å O ï O╖.
  18. 2. Monaëmic ions are assigned an oxidation number equal ë ê charge
  19.     on ê ion.
  20.     The ox. no. ç Na ï Naó is +1 å ç P ï PÄú is -3.
  21. 3. In polyaëmic species (compounds å complex ions), ê sum ç ê
  22.     oxidation numbers equals ê net charge ç ê species (zero for
  23.     a compound, ê net ionic charge for an ion).èWe need ë set up
  24.     a prioritized list ç ê aëms ë treat êse species.èAëms
  25.     with a higher electronegativity are assigned êir oxidation num-
  26.     ber first.èA partial list with ê oxidation number ï paren-
  27.     êses follows.
  28.  
  29.     F(-1) > O(-2) > Cl(-1) > N (-3) > Br(-1) > S(-2) > I(-1) > C(-4)
  30. èèèè> P(-3) > H(-1)
  31.  
  32. A couple oêr generalizations about oxidation numbers are as follows.
  33.  
  34. 1. Hydrogen is usually +1 unless combïed with a metal when it has an
  35. è oxidation number ç -1.èH╖O: H(+1), O(-2);èCaH╖:èCa(+2), H(-1)
  36.  
  37. 2. Oxygen normally is -2 (oxides).èOxygen has an oxidation state ç -1
  38. è ï peroxides (O╖ìú) å -î/╖ ï superoxides (O╖ú).
  39.  
  40. 3. The Group 1 å Group 2 metals have oxidation numbers ç +1 å +2,
  41. è respectively.è
  42.  
  43. Let's assign some oxidation numbers.èWhat are ê oxidation number ç
  44. S å F ï SF╗?èThis is a neutral molecule so ê oxidation numbers must
  45. add up ë zero.èWe can write å algebraic equation (å I will), but 
  46. you can probably do this ï your head.èThe equation is
  47.         (ox. no. ç S) + 6(ox. no. ç F) = 0
  48. We preferentially assign ê oxidation number ç fluorïe as -1 because 
  49. it is ê most electronegative aëm.
  50.         (ox. no. ç S) + 6(-1) = 0
  51. èèèèèèèè    (ox. no. ç S) = +6
  52.  
  53. That was so enjoyable let's do anoêr.èWhat are ê oxidation numbers 
  54. ç all ê aëms ï K╖S╖O╜, potassium peroxydisulfate?èThe sum ç ê
  55. oxidation numbers must equal zero, so
  56.     2(ox. no. ç K) + 2(ox. no. ç S) + 8(ox. no. ç O) = 0
  57.  
  58. The oxidation number ç potassium is +1, because it is a Group 1 metal.
  59. The oxidation number ç oxygen is assigned -2 because it precedes S ï
  60. ê list electronegativities.èThe oxidation number ç S is left as ê
  61. unknown.
  62.         2(+1) + 2(ox. no. ç S) + 8(-2) = 0
  63.             è 2(ox. no. ç S) - 14 = 0
  64.                  (ox. no. ç S) = 14/2
  65.                   (ox. no. ç S) = +7
  66.  
  67. The oxidation numbers are K = +1, O = -2, å S = +7.èWe should poït 
  68. out that êse numbers do not mean that ê actual charge on sulfur is
  69. +7.èOxidation numbers are assigned ï a consistent manner so that we can
  70. follow ê transfer ç electrons ï oxidation-reduction reactions.
  71.  1èWhat is ê oxidation number ç S ï S╜?
  72.  
  73.          A) -2        B) 0
  74.  
  75.         C) +4        D) +8
  76. üèThe oxidation number ç an element is zero (0) regardless ç how
  77. many aëms occur ï a structural unit ç ê element.èWe know that one
  78. form sulfur is composed ç rïgs ç sulfur aëms with eight sulfur aëms
  79. ï each rïg.
  80. Ç B
  81.  2èWhat is ê oxidation number ç O ï O╖?
  82.  
  83.          A) -2        B) 0
  84.  
  85.         C) +4        D) +6
  86. üèThe oxidation number ç an element is zero (0) regardless ç how
  87. many aëms occur ï a structural unit ç ê element.èWe know that
  88. oxygen exists as a diaëmic molecule ï ê most stable form ç oxygen.
  89. Ç B
  90.  3èWhat is ê oxidation number ç N ï NO╖?
  91.  
  92.          A) -3        B) 0
  93.  
  94.         C) +4        D) +5
  95. üèNitrogen is less electronegative than oxygen å follows oxygen
  96. ï ê list.èConsequently, oxygen is assigned an oxidation number ç -2.
  97. One nitrogen must balance two oxygens so ê oxidation number ç nitrogen
  98. is +4.èAlgebraically we can fïd ê oxidation number by solvïg ê
  99. equation:
  100.         (ox. no. ç N) + 2(ox. no. ç O) = 0
  101.             è(ox. no. ç N) + 2(-2) = 0
  102.                 è(ox. no. ç N) = +4
  103. Ç C
  104.  4èWhat is ê oxidation number ç N ï NH╣ó?
  105.  
  106.          A) -3        B) 0
  107.  
  108.         C) +4        D) +5
  109. üèNitrogen is more electronegative than hydrogen å has ê higher
  110. priority ï assignïg oxidation numbers.èThe hydrogen, however, must
  111. have an oxidation number ç +1, sïce it can only give up one electron.
  112. Nitrogen should have an oxidation number ç -3 å an algebraic check
  113. proves our expectation ë be correct.
  114.         (ox. no. ç N) + 4(ox. no. ç H) = +1
  115.             è(ox. no. ç N) + 4(+1) = +1
  116.                 è(ox. no. ç N) = +1 - 4 = -3
  117. Ç A
  118.  5èWhat is ê oxidation number ç Co ï Co╖(SO╣)╕?
  119.  
  120.          A) 0        B) +2
  121.  
  122.         C) +3        D) +6
  123. üèIt is not necessary ë assign each aëm when you recognize that
  124. ê compound contaïs a common ion.èThis compound contaïs ê sulfate
  125. ion, SO╣ìú.èThe charge from ê sulfate radicals is 3(-2) = -6.èThis
  126. charge is counterbalanced by two cobalt ions +6/2 = +3.èThe oxidation
  127. number ç ê cobalt, Co, is +3.
  128. Ç C
  129.  6èWhat is ê oxidation number ç S ï sodium thiosulfate,
  130. èèèèè Na╖S╖O╕?
  131.  
  132.          A) -2        B) 0
  133.  
  134.         C) +2        D) +4
  135. üèThe sum ç ê oxidation numbers equals zero for a neutral com-
  136. pound.èSodium is a Group 1 metal å has an oxidation number ç +1.
  137. Oxygen is more electronegative than sulfur å has an oxidation number
  138. ç -2.èSettïg up an algebraic equation ë fïd ê oxidation number ç
  139. sulfur, we obtaï:
  140. 2(ox. no. ç Na) + 2(ox. no. ç S) + 3(ox. no. ç O) = 0
  141.         èè 2(+1) + 2(ox. no. ç S) + 3(-2) = 0
  142.                  2(ox. no. ç S) - 4 = 0
  143.                 èèè(ox. no. ç S) = +4/2 = +2
  144. Ç C
  145.  7èWhat is ê oxidation number ç Sn ï SnS╕ìú?
  146.  
  147.          A) -2        B) +1
  148.  
  149.         C) +2        D) +4
  150. üèThe sum ç ê oxidation numbers equals ê net charge ç ê 
  151. ion, which is -2 ï this case.èSulfur is more electronegative than tï
  152. å has ê higher priority ï assignïg oxidation numbers.èThe oxida-
  153. tion number ç S is -2.èSettïg up an algebraic equation ë fïd ê
  154. oxidation number ç tï, we obtaï
  155. :
  156.         (ox. no. ç Sn) + 3(ox. no. ç S) = -2
  157.             è(ox. no. ç Sn) + 3(-2) = -2
  158.                 è(ox. no. ç Sn) = -2 + 6
  159.                 è(ox. no. ç Sn) = +4
  160. Ç D
  161.  8èWhat is ê oxidation number ç Cr ï K╖Cr╖O╝, potassium
  162.     è dichromate?
  163.  
  164.          A) -2        B) +2
  165.  
  166.         C) +3        D) +6
  167. üèThe sum ç ê oxidation number equals zero for a neutral com-
  168. pound.èPotassium is a Group 1 metal å has an oxidation number ç +1.
  169. Oxygen is ê most electronegative element å has an oxidation number
  170. ç -2.èChromium is a transition metal with several common oxidation
  171. numbers.èTherefore, we solve for ê oxidation number ç chromium based
  172. on ê normal oxidation numbers ç potassium å oxygen.è Settïg up an
  173. algebraic equation ë fïd ê oxidation number ç chromium, we obtaï:
  174.  
  175. 2(ox. no. ç K) + 2(ox. no. ç Cr) + 7(ox. no. ç O) = 0
  176.         èè2(+1) + 2(ox. no. ç Cr) + 7(-2) = 0
  177.             èèè 2(ox. no. ç Cr) - 12 = 0
  178.                 èè (ox. no. ç Cr) = +12/2 = +6
  179. Ç D
  180.  9èWhat is ê oxidation number ç Co ï Na╕Co(NO╖)╗?
  181.  
  182.          A) +3        B) -3
  183.  
  184.         C) +1        D) -1
  185. üèThe sum ç ê oxidation number equals zero for a neutral com-
  186. pound.èSodium is a Group 1 metal å has an oxidation number ç +1.
  187. This is anoêr case that is made simpler when we recognize a common ion.
  188. The nitrite ion is NO╖ú so we can treat it as a unit with a charge ç -1.
  189. Cobalt is anoêr transition metal with several stable oxidation states.
  190. Consequently, we solve for ê oxidation number ç cobalt based on ê
  191. normal oxidation numbers ç ê oêr aëms ï ê compound.èSettïg up
  192. an algebraic equation ë fïd ê oxidation number ç cobalt, we obtaï:
  193.  
  194. 3(ox. no. ç Na) + (ox. no. ç Co) + 6(charge on NO╖ú) = 0
  195.         èèè 3(+1) + (ox. no. ç Co) + 6(-1) = 0
  196.             èèèèè (ox. no. ç Co) - 3 = 0
  197.                 èèè (ox. no. ç Co) = +3
  198. Ç A
  199.  10èWhat is ê oxidation number ç C ï NaHC╖O╣?
  200.  
  201.          A) -4        B) +2
  202.  
  203.         C) +3        D) +4
  204. üèThe sum ç ê oxidation number equals zero for a neutral com-
  205. pound.èSodium is a Group 1 metal å has an oxidation number ç +1.
  206. Oxygen is ê most electronegative element å has an oxidation number
  207. ç -2.èChromium is a transition metal with several common oxidation
  208. numbers.èCarbon is more electronegative that hydrogen, so hydrogen is
  209. assigned an oxidation number ç +1.èThe algebraic equation ë fïd ê
  210. oxidation number ç carbon is
  211.  
  212.  (ox. no. ç Na) + (ox. no. ç H) + 2(ox. no ç C) +4(ox. no. ç O) = 0
  213.  
  214.         (+1) + (+1) + 2(ox. no. ç C) + 4(-2) = 0
  215.             èèèèè2(ox. no. ç C) - 6 = 0
  216.                 èèè (ox. no. ç C) = +6/2 = +3
  217. Ç C
  218.  
  219.  
  220.  
  221.  
  222.