Обсуждение:Степень окисления

Категоризация

"вспомогательная условная величина" - какая? категория «Химические величины», категория «Физические величины»? Fractaler 08:06, 30 сентября 2010 (UTC)

• численная величина электрического заряда, приписываемого атому... ох, вряд ли химическая... --Sirozha.ru 12:15, 30 сентября 2010 (UTC)
• Кроме как в химии ни где не используется. Так что уж точно не физическая величина. Massarkasch 14:24, 30 сентября 2010 (UTC)
• На 1 из обсуждений по проблеме Химические величины предлагали категория «Физико-химические величины», перенёс сюда это предложение. Fractaler 17:53, 30 сентября 2010 (UTC)

Откуда такое странное правило?! Википедия:ОРИС?

"Степень окисления указывается сверху над символом элемента. В отличие от указания заряда иона, при указании степени окисления первым ставится знак, а потом численное значение, а не наоборот:" Cр. c единственным АИ, указанным в статье: "Как видно из структуры этого кластера, каждый атом вольфрама со степенью окисления $\mathrm {W} ^{3+}$..." (Угай Я. А. Валентность, химическая связь и степень окисления — важнейшие понятия химии // Соросовский образовательный журнал. - 1997. - №3. - С.57).--tim2 02:32, 9 ноября 2013 (UTC)

В отличие от указания заряда иона, при указании степени окисления первым ставится знак, а потом численное значение, а не наоборот... - это такое негласное правило, общепринятое. Хотя в принципе, можно и найти источник.. --De Riban5 10:43, 25 апреля 2014 (UTC)
В литературе для окисл.-восст. процессов принято называть - двухзарядный (и т.д.; см. #Народное творчество?!?), а не двух-степенноокисленный, и не тем более двухвалентный, — и под зарядом иммется в_виду именно степень окисления (которая, как правило, может совпадать с валентностью). Заряды (анионов/катионов) обозначаются числом, а после него знаком! --De Riban5 09:29, 14 мая 2014 (UTC)

"это такое негласное правило, общепринятое. Хотя в принципе, можно и найти источник.." - вот и найдите, пожалуйста, источник! Но это должен быть очень авторитетный источник и, желательно, не один. А то уже встречал заявления, что нужно обозначать только так и ссылка на данную статью. Во многих книгах прибегают к полиграфическим (оформительским) изыскам, т.о. если где и напечатано так, это еще ничего не доказывает, нужны цитаты, где авторитетные авторы подтверждают, что нужно писать только так и никак иначе. -- tim2 18:51, 20 мая 2014 (UTC)

Народное творчество?!?

Понятие степени окисления вполне применимо и для нестехиометрических соединений (КС₈, Mo₅Si₃, Nb₃B₄ и др.).
<...>
Например в известной реакции обжига пирита:
4FeS₂ +11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂
удобнее всего принять [?!?] в исходном соединении степень окисления у железа +3 (хотя реально атом железа смещает от себя 2 электрона, то есть степень окисления железа +2), а у серы −3/2 (на самом деле сера в S₂²⁻-анионе имеет степень окисления −1), что совсем не противоречит [?!?] определению степени окисления, как условной единицы и позволяет так же просто [?!?], как и в случае других окислительно-восстановительных процессов, уравнять реакцию.

— wiki (25.IV.2014)

Степень окисления никогда нигде не применяется относительно к бертоллидам. Это скорее физика (физико-химия), точнее - это формальность (на практике нигде не-используемая); в уравнениях химических реакций эти соединения никто никогда не использует (не пишет)!! т.е. к нестехиометрическим соединениям понятие степени окисления не применимо! --De Riban5 10:40, 25 апреля 2014 (UTC)
То же самое — неприменимость — касается и дробных значений степени окисления: Fe₃O₄, KI₃ (KI•I₂), Mn₃O₄, Pb₃O₄… Коэффициенты в реакциях могут быть ещё дробными, но не степени окисления (заряды), поскольку величина заряда электрона не-делима и не может выражаться дробным числом (см. также Закон кратных отношений)
Пример. Окисление железа.
Известно, что при горении железа в кислороде образуется окалина Fe₃O₄:
Fe + O₂ → Fe₃O₄.
Железо в окалине имеет разную степень окисления, причём на два иона положительно трёхзарядных приходится один ион двухзарядный [FeO•Fe₂O₃]. Это соотношение надо учесть при записи электронных уравнений. Т.о., процесс окисления железа должен быть представлен следующими электронными уравнениями:
Fe⁰ – 2e⁻ = Fe²⁺,
2Fe⁰ – 6e⁻ = 2Fe³⁺.
Но не может быть процесса окисления без сопутствующего ему процесса восстановления. Окислителем является кислород, в результате реакции он восстанавливается, превращаясь в отрицательно двухзарядный ион: O₂ + 4e⁻ = 2 O²⁻.
Запишем суммарное электронное уравнение обоих процессов – окисления и восстановления:
1 || Fe⁰ – 2e⁻ = Fe²⁺ (1)
1 || 2Fe⁰ – 6e⁻ = 2Fe³⁺ (2) окисл.
2 | O₂ + 4e⁻ = 2 O²⁻ (3) восстановление
— — — — — — — — — —
3Fe⁰ + 2 O₂ = Fe²⁺ + 2Fe³⁺ + 4 O²⁻ (4)
Поскольку три атома железа теряют 8 электронов, то это количество электронов принимают две молекулы кислорода, что отмечается коэффициентами слева за вертикальной чертой у электронного уравнения (3).
Итог рассмотренного окислительно-восстановительного процесса записываем уравнением (4) и ставим коэффициенты в молекулярное уравнение реакции
3Fe + 2 O₂ = Fe₃O₄.
Прочитать это уравнение реакции можно так: три атома железа окисляются двумя молекулами кислорода, при этом образуется одна молекула окалины.
М.А. Володина, Л.П. Решетникова, Ю.Я. Кузяков, В.С. Мастрюков, С.С. Чуранов. Пособие по химии. — М.: изд-во МГУ, 1978. — с. 94-95.

Получение диоксида серы SO₂:
FeS₂ + O₂ = Fe₂O₃ + SO₂
._ {↓ || Fe²⁺ – e⁻ = Fe³⁺
4 {↑ || [S₂]²⁻ – 10e⁻ = 2S⁴⁺
__ 11 | O₂ + 4e⁻ = 2 O²⁻
——————————————
4Fe²⁺ + 4[S₂]²⁻ + 11O₂ = 4Fe³⁺ + 8S⁴⁺ + 22O²⁻
итого:
4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂↑
М.А. Володина, Л.П. Решетникова, Ю.Я. Кузяков, В.С. Мастрюков, С.С. Чуранов. Пособие по химии. — М.: изд-во МГУ, 1978. — с. 200.
--De Riban5 12:11, 25 апреля 2014 (UTC)

Обсудим случай, когда в молекулу восстановителя входят два [оба] элемента, изменяющие свою степень окисления, наприм., реакцию получения диоксида серы из пирита (персульфида железа) обжигом последнего:
${\stackrel {+2}{\mbox{Fe}}}{\stackrel {-1}{\mbox{S}}}_{2}+{\stackrel {0}{\mbox{O}}}_{2}\rightarrow {\stackrel {+3}{\mbox{Fe}}}_{2}{\stackrel {-2}{\mbox{O}}}_{3}+{\stackrel {+4}{\mbox{S}}}{\stackrel {-2}{\mbox{O}}}_{2}$

Степень окисления железа в пирите +2, следовательно, степень окисления серы −1 (Fe<_S^S/ структурно-циклический треугольник типа как у циклопропана; валентность у серы II, но степень окисления у каждого атома серы в персульфид-анионе −1 типа как у пероксидов).
Число соединений в обеих частях схематического уравнения одинаково, но среди исходных веществ имеются молекулы простого вещества O₂ и сложного FeS₂, которые содержат несколько атомов, изменяющих свою степень окисления. Поэтому коэффициенты, естественно, начинают подбирать в левой части схемы [уравнения]:
Fe²⁺ – e⁻ = Fe³⁺ _ _ ||
S₂²⁻ – 10e⁻ = 2S⁴⁺_ || 4
O₂⁰ + 4e⁻ = 2 O²⁻ _ | 11 (10 + 1)
Железо повышает степень окисления от +2 до +3, отдавая один электрон. Сера повышает степень окисления от [промежуточной] −1 до +4, отдавая пять электронов. Так как в молекуле персульфида железа FeS₂ содержится два атома серы со степенью окисления −1, то общее число электронов, отданных молекулой пирита, равно 11 (1 + 2 × 5). Кислород принимает два электрона, понижая степень окисления от 0 до −2. В молекуле кислорода два атома, следовательно, она принимает четыре электрона. Поэтому перед молекулой FeS₂ ставим коэффициент 4, а перед молекулой кислорода – 11. Уравниваем число атомов железа, серы и кислорода в правой части уравнения: ставим коэффициент 2 перед молекулой Fe₂O₃, а 8 – перед SO₂. В законченном виде реакция горения персульфида железа в кислороде представится уравнением:
$4{\stackrel {+2}{\mbox{Fe}}}{\stackrel {-1}{\mbox{S}}}_{2}+11{\stackrel {0}{\mbox{O}}}_{2}=2{\stackrel {+3}{\mbox{Fe}}}_{2}{\stackrel {-2}{\mbox{O}}}_{3}+8{\stackrel {+4}{\mbox{S}}}{\stackrel {-2}{\mbox{O}}}_{2}$
(А.Т. Пилипенко (гл. ред.), В.Я. Починок, И.П. Середа, Ф.Д. Шевченко. Справочник по элементарной химии. — К.: Наукова думка, 1985. — с. 213)
--De Riban5

Окислительно-восстановительные реакции: Обжиг пирита
Реакцию можно представить следующей схемой(*):
FeS₂ + O₂ → Fe₂O₃ + SO₂
Изменения валентных состояний у элементов, входящих в состав исходных веществ и продуктов реакции, можно представить электронными уравнениями (1), (2), (3), (4), при написании которых следует уравнивать числа атомов и числа отданных и принятых электронов:
._ {↓ || Fe²⁺ – e⁻ = Fe³⁺ } (1)
4 {↑ || S₂²⁻ – 10e⁻ = 2S⁴⁺ } (2) процессы окисления
__ 11 | O₂ + 4e⁻ = 2 O²⁻ (3) процесс восстановления
——————————————
4Fe²⁺ + 4[S₂]²⁻ + 11O₂ = 4Fe³⁺ + 8S⁴⁺ + 22O²⁻ (4)
В качестве примера рассуждений, используемых при составлении электронных уравнений, рассмотрим уравнение (2), выражающее процесс окисления серы. Группа S₂²⁻, окисляясь, превращается в два положительно четырёхзарядных иона 2S⁴⁺, т.е.
S₂²⁻ → 2S⁴⁺.
Алгебраическая сумма зарядов правой части (8+), а левой – (2−). Чтобы алгебраическая сумма зарядов левой части равнялась правой, нужно в левой части отнять десять электронов. Поскольку теряется одиннадцать электронов, а принимается одной молекулой кислорода четыре электрона, то за вертикальной чертой слева поставим коэффициенты: 4, относящийся к процессу окисления и 11 – к процессу восстановления. На основании составленных электронных уравнений записываем суммарное электронное уравнение (4), а затем расставляем коэффициенты в уравнении реакции, написанном в молекулярной форме: $4{\stackrel {+2}{\mbox{Fe}}}{\stackrel {-1}{\mbox{S}}}_{2}+11{\stackrel {0}{\mbox{O}}}_{2}=2{\stackrel {+3}{\mbox{Fe}}}_{2}{\stackrel {-2}{\mbox{O}}}_{3}+8{\stackrel {+4}{\mbox{S}}}{\stackrel {-2}{\mbox{O}}}_{2}$ (5)
Ещё раз проверяем, одинаковое ли количество атомов всех элементов находится в левой и правой частях молекулярного уравнения (5). Т.о., на окисление четырех [молей] молекул двусернистого железа требуется одиннадцать [молей] молекул кислорода, при этом получается две молекулы окиси железа и восемь молекул сернистого газа.

(*) (примечание) Двусернистое железо представляет [собой] соль железа двусернисто-водородной кислоты (H₂S₂); по строению последняя аналогична перекиси водорода (H₂O₂). В электронном уравнении [окисл.-восст. реакции] рассматривается окисление в целом группы S₂²⁻.
М.А. Володина, Л.П. Решетникова, Ю.Я. Кузяков, В.С. Мастрюков, С.С. Чуранов [рецензенты: проф. Л.И. Мартыненко, доц. В.Л. Василевский]. Пособие по химии. — М.: изд-во МГУ, 1978. — с. 95-96.

Реакцию можно написать не прибегая к степеням окисления… и даже не зная, является ли реакция окислительно-восстановительной [как это практикуют в Германии].
Расчет коэффициентов с помощью уравнений с несколькими неизвестными. Способ применяется лишь для реакций, в которых число элементов, входящих в состав реагирующих веществ, по крайней мере на единицу меньше, чем число искомых коэффициентов в уравнении.

Последовательность действий	Обжиг пирита
Пишем формулы или символы реагирующих веществ и продуктов реакции	FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2
Обозначаем в общем виде неизвестные коэффициенты	xFeS2 + yO2 → uFe2O3 + vSO2
Составляем уравнения из неизвестных коэффициентов для каждого элемента	(Fe) x = 2u (S) 2x = v (O) 2y = 3u + 2v
Один из неизвестных коэффициентов произвольно приравниваем к единице	x = 1
Рассчитываем при этом условии все остальные коэффициенты	x = 1 ::::: v =2 u = 1/2 :: y = 11/4
Приводим найденные величины к общему знаменателю	x = 1 \ ×4 x = 4 u = ½ \ •4 u = 2 v = 2 \ ×4 v = 8 y = 11/4 \ ×4 y = 11
Подставляем полученные значения в уравнение	4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 (t = 650 °C) ∆ = −822 ккал/моль

Зоммер К. (Klaus Sommer) Аккумулятор знаний по химии. Пер. с нем. 2-е изд. — М.: Мир, 1985. — стр. 25
--De Riban5

Данная реакция вполне и явно объясняется со своими „родными“ степенями окисления — Fe²⁺ & S₂²⁻
(—${\stackrel {-1}{\mbox{S}}}$—${\stackrel {-1}{\mbox{S}}}$—) ([—S—S—]²⁻)! Каким образом можно объяснить данный окислительно-восстановительный процесс с точки зрения степеней окисления у железа [якобы] +3, и у серы −3/2?!? ??? --De Riban5 12:30, 25 апреля 2014 (UTC)