Electron loss and gain in redox reaction
Oxidation을 결정하는 2번째 정의
Zn + CuO -> ZnO + Cu 이 Reaction을 e-의 과점으로 본다면,Zn + Cu²⁺O²⁻ -> Zn²⁺O²⁻ + Cu 으로 Zn는 e- 2개를 잃고, Cu는 e- 2개를 얻었다.
이를통해 전자를 잃으면 Oxidised 된다는 것을 알 수 있다.
Oxidation numbers
상대적인 숫자로 Colalent bond 안에서 각 Element들의 상대적 전하량
Electronegativity가 큰 Element가 Colalent bond의 모든 전자를 가져간다고 가정한 상태로 남은 Element의 전자량을 계산한다.
Oxidation number 구하기
CO2 를 예시로 들어 Oxidation number를 구하는 방법을 설명한다.
CO2의 경우에는 아래와 같은 이중 결합구조를 가진다.
CO2에서의 C와 O의 Oxidation number를 구하는 방법은 아래와 같다.
- 두 Element의 Electronegativity를 비교한다.
- O의 Electronegativity가 더 높기 때문에 O가 모든 공유 e-를 가져간다. (아래의 그림과 같다.)
- O는 e- 2개를 추가로 지니기 때문에 O의 Oxidation number는 -2가 된다.
마찬가지로 C는 e- 2개를 잃었기 때문에 C의 Oxidation number는 +2가 된다.
Change of Oxidation number
Oxidation number는 Oxidation을 결정하는 3번째 정의가 될 수 있다.
Redox reaction 중에는 Oxidation number가 변하는 Element들이 존재한다.
이때 값이 증가하면 Oxidation, 감소하면 Reduction 된다.
Ex.)Cl₂ + 2KI -> 2KCl + I₂ 에서 각각의 Element들의 Oxidation number를 포함한 식을 만들면Cl⁰₂ + 2K⁺¹I⁻¹ -> 2K⁺¹Cl⁻¹ + I⁰₂ 이와 같다.
Cl은 0에서 -1으로 감소하여 Recuded 되었고, I는 -1에서 0을 증가하여 Oxidised 되었다.
Information about Oxidation number
Oxidation number는 상대적이기 때문에 Molecule마다 같은 Element라도 다른 값을 가질 수 있다.
홑원소 물질의 Element의 Oxidation number는 항상 0이다.
Conclusion
Oxidation은 Oxygen, Hydrogen, e-, Oxidation number로 결정될 수 있다.
| Oxidation | Reduction | |
|---|---|---|
| Oxygen | gain | lose |
| Hydrogen | lose | gain |
| e⁻ | lose | gain |
| Oxidation number | increase | decrease |