Speaker A
Co to jest stopień utlenienia? Witajcie serdecznie, moi drodzy, na 37. podcaście Akademii Białego Fartucha. Dzisiaj chciałbym odpowiedzieć na postawione na samym początku pytanie, czyli czym jest stopień utlenienia. To pytanie jest rzadko zadawane uczniom podczas nauki, co moim zdaniem jest błędem, bo skoro uczniowie mają posługiwać się pojęciem tego stopnia, to dobrze najpierw zdefiniować, o co chodzi z tym stopniem utlenienia. Zdarza mi się słyszeć stwierdzenie, że stopień utlenienia to coś jak wartościowość. Powiem w ten sposób: wartościowość to liczba wiązań, które wytwarza dany pierwiastek, atom danego pierwiastka w danym związku, natomiast stopień utlenienia będzie czymś zupełnie innym. Zatem nie możemy pomiędzy tymi pojęciami stawiać znaku równości. Ustalmy w takim razie, czym jest stopień utlenienia. Zanim jednak to zrobimy, chciałbym, moi drodzy, abyście wyobrazili sobie następującą sytuację. Wyobraźcie sobie, że każde wiązanie w cząsteczce jest wiązaniem jonowym. Oznacza to, że zamiast typowo kowalencyjnego wiązania, czyli takiego, które polega na uwspólnianiu elektronów, sytuacja, gdzie jeden atom daje elektrony drugiemu atomowi, odbywa się to w taki sposób, że atom o większej elektroujemności dostaje elektron, a ten o elektroujemności mniejszej tego elektronu się automatycznie pozbywa. Wynika z tego to, że atomy, które dostają elektrony w takim układzie, będą miały z każdym otrzymanym elektronem coraz bardziej ujemny ładunek, natomiast za każdy oddany elektron atom będzie miał ładunek coraz większy. Kiedy narysowalibyśmy wzór cząsteczki, wzór elektronowy, w którym zaznaczamy to, aby stopień mógł zobaczyć coś takiego: zamiast wiązania do jednego atomu dopisujemy plus, do drugiego minus. Minus idzie do tego, który ma większą elektroujemność, bo on elektrony zawsze bierze. Po rozpisaniu takich ładunków zamiast wiązań kowalencyjnych i podsumowaniu ich otrzymamy ładunek dla każdego atomu. Wstęp w cząsteczce jest jonowe, to stopień utlenienia i tylko tyle. Nie ma to związku z wartościowością, a wynika jedynie z wiązań, jakie są obecne w danej cząsteczce bądź ewentualnie jonie złożonym, który też ma w sobie wiązania kowalencyjne oraz z elektroujemności atomów, które tworzą tę cząsteczkę, bo z tego z kolei wynika, który atom w takim założeniu hipotetycznym, że mamy wiązania tylko jonowe, będzie elektrony brał, a który będzie je dawał. Odrobinkę sobie dalej rozszerzając ten temat: procesy redoks wiążące się ze zmianą stopni utlenienia to tak naprawdę zmiana tych hipotetycznych ładunków, ich podnoszenie, czyli utlenianie, bądź obniżanie, czyli redukcja. Dalej, jeżeli ładunek się nam będzie podnosił, to wiąże się to z utratą elektronów, które są ujemnie naładowane i jest to też tożsame z utlenianiem. Podczas utleniania tracimy elektrony z danego atomu będącego w jakiejś tam cząsteczce bądź jonie złożonym, prostym w sumie też. Podczas redukcji ładunek się nam obniża, dlatego dokładamy elektrony. Czyste pierwiastki nie są jonami, dlatego ich stopień utlenienia będzie zerowy, bo nie przekazały ani nie pobrały elektronów. Są też jony proste, czyli pierwiastki, które stały się jonami przez oddanie bądź pobranie elektronów i te jony proste właśnie mają taki stopień utlenienia, jaki jest ich ładunek. Na znaczenie zrozumienie i nauczenie się dobrego redoksu wymaga bardzo dużej ilości praktyki, ale zdecydowanie, w mojej ocenie, pomoże w tym dobre podejście do stopnia utlenienia, czyli raz jeszcze powtórzę: stopień utlenienia jest to ładunek atomów w cząsteczce, ewentualnie w jonie złożonym, czasami samego atomu w postaci jonu prostego, przy założeniu, że wszystkie wiązania w cząsteczkach są wiązaniami jonowymi. Moi drodzy, serdecznie dziękuję za wysłuchanie i zapraszam was na kolejny podcast już niebawem. Do usłyszenia!
