Oksüdeerumine ja oksüdatsiooni­aste

  • Miks on oluline teada elemendi oksüdatsiooniastet ühendis?
  • Mis on redoksreaktsioon?
  • Millised oksüdeerumisreaktsioonid toimuvad igapäevaelus?
Seotud sisu
Muud tegevused

Miks banaanid tumenevad?

Igapäevaelus võime märgata üsna tavalisi, ent mõneti aru­saamatuid muutusi: puudest jäävad pärast põlemist järele vaid söed, õuna- ja banaaniviilud tumenevad õhu käes, raud­esemed värvuvad punakas­pruuniks. Loetletud nähtused on keemilised muundumised. Põlemise, kõdunemise, roostetamise ja paljude teiste reaktsioonide käigus toimub üks keemia tähtsamaid protsesse – oksüdeerumine.

Banaanide tumenemine hapniku toimel on oksüdeerumis­protsess.
Seotud sisu
Muud tegevused

Oksüdeerumine

Kitsamas tähenduses on oksüdeerumine ainete ühinemine hapnikuga. Protsessi nimetuski on tuletatud hapniku ladina­keelsest nimetusest oxygenium. Laiemas tähenduses on oksüdeerumine keemiline protsess, mille käigus elemendi aatomid loovutavad elektrone. Teisisõnu annab aine­osakeses oleva keemilise elemendi aatom ära oma välis­kihi elektroni(d) teise elemendi aatomi(te)le – see aatom oksüdeerub.

Oksüdeerumine on elektroni(de) loovutamine keemilises reaktsioonis.

Oksüdeerumisel lähevad ained enamasti püsivamasse olekusse. Näiteks metalliline kaltsium on väga ebapüsiv ja reageerib õhu käes kiiresti hapnikuga. Reaktsiooni käigus kaltsium oksüdeerub, sest kaltsiumi­aatomid loovutavad väliskihi elektronid hapniku­aatomitele. Aine, mille osake loovutatud elektronid vastu võtab ehk liidab, on oksüdeerija. Tuntuim oksüdeerija on hapnik.

Kaltsiumiaatomid loovutavad väliskihi elektronid hapnikuaatomitele, kaltsiumi­aatomid oksüdeeruvad.
Metalliline naatrium on ebapüsiv ja oksüdeerub õhu käes. Ühe saadusena tekib puhta naatriumi pinnale naatriumi ja hapniku ühend naatriumoksiid (Na2O).

Oksüdeerumine on elektroni(de)keemilises reaktsioonis.

Kui aineosake oksüdeerub, siis seeelektrone.

Oksüdeerija on aine, mille osakesedelektrone.

Seotud sisu
Muud tegevused

Oksüdatsiooniaste ja selle määramine

Elektronide koguarv jääb reaktsiooni käigus samaks. Elektronide üle arve­pidamiseks kasutatakse oksüdatsiooni­astet. Oksüdatsiooni­aste (lühend o-a) näitab elemendi teoreetilist laengut ühendis, kui element oleks keemilise sideme moodustumisel elektroni(d) täielikult liitnud või loovutanud. Elementide oksüdatsiooni­astmete abil saab koostada ainete valemeid ja mõista, mis toimub keemiliste reaktsioonide käigus. Oksüdatsiooni­astmed märgitakse ühendis Rooma numbriga elemendi tähise kohale, lihtaine oksüdatsiooni­aste on alati null.

Mõtle

Miks on lihtaines elemendi oksüdatsiooni­aste null?

Reeglid oksüdatsiooni­astme määramiseks

  • Elemendi o-a lihtaines on alati 0.
  • Elementide o-a-te summa on ühendites alati 0.
  • IA ja IIA rühma metallide o-a on ühendites vastavalt I ja II.
  • Alumiiniumi o-a ühendites on alati III ja tsingi o-a II.
  • Hapniku o-a ühendites on enamasti –II ja vesiniku o-a enamasti I.

Aine

Uuritav element

Elemendi oksüdatsiooniaste

KCl

Kaalium

I

H2O

Hapnik

H2

Vesinik

MgO

Hapnik

Paljude elementide aatomitel on olenevalt ühendist mitu oksüdatsiooni­astet. Näiteks süsiniku­aatomi oksüdatsiooni­aste võib olla vahemikus −IV kuni IV sõltuvalt ühendist. Selliste elementide aatomi oksüdatsiooni­astme leidmiseks ühendis rakendame ülal­toodud reegleid. Vaatame näitena süsiniku­aatomi oksüdatsiooni­astme määramist süsihappegaasi ja etaani­molekulis.

Näide 1

Näide 2

Näidetest on selge, kui olulised on oksüdatsiooni­astme määramisel indeksid. Teades, kui suur on süsiniku­aatomite summaarne laeng ühendis, tuleb see süsiniku­aatomi oksüdatsiooni­astme leidmiseks jagada indeksiga, st süsiniku­aatomite arvuga ühendis.

Sn O2

a) NO2

b) N2O5

c) BaS

Seotud sisu
Muud tegevused

Ma tean, et

  • Oksüdeerumine on elektronide loovutamine keemilises reaktsioonis.
  • Aine, mille osake keemilise reaktsiooni käigus elektroni(d) loovutab, oksüdeerub.
  • Aine, mille osake loovutatud elektronid vastu võtab ehk liidab, on oksüdeerija.
  • Oksüdatsiooniaste (lühend o-a) näitab elemendi teoreetilist laengut ühendis, kui element oleks keemilise sideme moodustumisel elektroni(d) täielikult liitnud või loovutanud.
Seotud sisu
Muud tegevused

Küsimused ja ülesanded

  1. Too neli näidet oksüdeerumis­protsessi kohta.
  2. Millise elemendi nimetusest on tuletatud mõiste „oksüdeerumine“? Miks?
  3. Kuidas aitab oksüdatsiooniaste aine valemit koostada?
  4. Miks on lihtaines elemendi oksüdatsiooni­aste null?
  5. Kas oksüdeerija omandab positiivse või negatiivse oksüdatsiooni­astme? Põhjenda.
Seotud sisu
Muud tegevused