آکسیڈیشن نمبرز، جنہیں آکسیڈیشن سٹیٹس بھی کہا جاتا ہے، الیکٹرو کیمیکل رد عمل کو سمجھنے میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ یہ نمبر اس بات کا تعین کرنے میں مدد کرتے ہیں کہ انو یا آئن میں ایٹموں میں الیکٹران کیسے تقسیم ہوتے ہیں۔ ایک کمپاؤنڈ کے اندر ہر عنصر کی آکسیکرن حالت کو جاننا الیکٹرو کیمیکل رد عمل کے نتائج کی پیشین گوئی کے لیے ضروری ہے، جو بیٹریاں اور سنکنرن کی روک تھام سمیت بہت سی ٹیکنالوجیز کے مرکز میں ہیں۔
ایک آکسیڈیشن نمبر ایک نظریاتی نمبر ہے جو کسی ایٹم کو کسی مالیکیول یا آئن میں تفویض کیا جاتا ہے جو اس ایٹم کے عمومی برقی چارج کی نشاندہی کرتا ہے۔ یہ قواعد کے ایک سیٹ پر مبنی ہے جو بانڈز میں الیکٹران کی تقسیم پر غور کرتے ہیں:
یہ اصول زیادہ پیچیدہ مالیکیولز اور آئنوں میں آکسیڈیشن نمبرز کا تعین کرنے کی بنیاد کے طور پر کام کرتے ہیں۔
مثال 1: پانی (H₂O)
قواعد کے مطابق آکسیجن کا آکسیڈیشن نمبر -2 ہوتا ہے۔ چونکہ دو ہائیڈروجن ہیں، اور ہر ہائیڈروجن کا آکسیڈیشن نمبر +1 ہے، اس لیے ہائیڈروجن کا مجموعی چارج +2 کے برابر ہے۔ یہ آکسیجن کے -2 چارج کے ساتھ توازن رکھتا ہے، مالیکیول کو غیر جانبدار بناتا ہے۔
مثال 2: سوڈیم کلورائیڈ (NaCl)
سوڈیم، ایک دھات، جب آئن بناتا ہے تو اس کی آکسیکرن حالت +1 ہوتی ہے۔ کلورین، اس کمپاؤنڈ میں، مجموعی چارج کو متوازن کرنے کے لیے -1 کی آکسیکرن حالت ہوگی، جو مرکب کو غیر جانبدار بناتی ہے۔
الیکٹرو کیمسٹری میں ری ایکٹنٹس اور مصنوعات کے اندر عناصر کی آکسیکرن حالتوں کو جاننا بہت ضروری ہے۔ یہ علم یہ سمجھنے میں مدد کرتا ہے کہ کونسی نسلیں الیکٹرو کیمیکل سیل میں آکسیڈیشن یا کمی سے گزریں گی۔
ایک الیکٹرو کیمیکل سیل دو الیکٹروڈ پر مشتمل ہوتا ہے: ایک انوڈ (جہاں آکسیکرن ہوتا ہے) اور ایک کیتھوڈ (جہاں کمی واقع ہوتی ہے)۔ بیرونی سرکٹ کے ذریعے انوڈ سے کیتھوڈ تک الیکٹران کا بہاؤ برقی توانائی پیدا کرتا ہے۔
مثال کے طور پر، ایک سادہ زنک-کاپر بیٹری میں، زنک کی ابتدائی شکل میں آکسیڈیشن نمبر 0 ہوتا ہے۔ الیکٹرو کیمیکل ری ایکشن میں، یہ Zn \(^{2+}\) آئن بنانے کے لیے الیکٹران (آکسیڈیشن) کھو دیتا ہے، اس طرح اس کی آکسیکرن حالت 0 سے +2 میں بدل جاتی ہے۔ اس کے برعکس، کیتھوڈ پر کیو \(^{2+}\) آئنز الیکٹران حاصل کرتے ہیں (کمی)، تانبے کی آکسیکرن حالت کو +2 سے 0 میں تبدیل کرتے ہیں کیونکہ یہ دھاتی تانبے کے طور پر باہر ہوتا ہے۔
الیکٹرانوں کی یہ منتقلی، آکسیڈیشن نمبرز میں تبدیلیوں سے چلتی ہے، جو بیٹریوں میں برقی توانائی پیدا کرتی ہے۔
آکسیڈیشن میں کمی کے عمل کا مشاہدہ کرنے کے لیے ایک سادہ تجربہ میں کاپر (II) سلفیٹ محلول اور زنک کیل شامل ہے۔ جب زنک کیل کو کاپر(II) سلفیٹ محلول میں ڈبو دیا جاتا ہے، زنک آکسائڈائز ہو جاتا ہے، الیکٹرانز کو کھو کر Zn \(^{2+}\) آئن بناتا ہے۔ یہ الیکٹران پھر Cu \(^{2+}\) آئنوں کے ذریعے حاصل کیے جاتے ہیں، جو زنک کیل کی سطح پر دھاتی تانبے کی شکل میں کم ہو جاتے ہیں۔ یہ محلول میں رنگ کی تبدیلی اور زنک کیل پر تانبے کی تہہ کی تشکیل کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے۔
پیچیدہ مالیکیولز میں، آکسیڈیشن نمبرز کا تعین کرنے کے لیے محتاط تجزیہ کی ضرورت پڑ سکتی ہے، خاص طور پر ایسے مالیکیولز میں جن میں ایسے عناصر ہوتے ہیں جن میں متعدد آکسیڈیشن حالتیں ہو سکتی ہیں۔
مثال: پوٹاشیم ڈائکرومیٹ (K₂Cr₂O₇) میں، پوٹاشیم (K) کا آکسیڈیشن نمبر +1 ہے، آکسیجن (O) کا آکسیڈیشن نمبر -2 ہے، اور کرومیم (Cr) کا حساب لگانے کی ضرورت ہے۔ اس علم کے ساتھ کہ دو پوٹاشیم آئن (+1 ہر ایک)، اور سات آکسیجن ایٹم (-2 ہر ایک)، اور مرکب غیر جانبدار ہے، کوئی کرومیم کے آکسیڈیشن نمبر کا حساب لگا سکتا ہے۔
2(+1) + 2(Cr) + 7(-2) = 0
2 - 14 + 2(Cr) = 0
2(Cr) = 12
Cr = +6
اس حساب سے پتہ چلتا ہے کہ پوٹاشیم ڈائکرومیٹ میں کرومیم کا آکسیکرن نمبر +6 ہے۔
آکسیڈیشن نمبرز کیمسٹری میں ایک بنیادی تصور ہیں، خاص طور پر الیکٹرو کیمسٹری میں، جہاں وہ آکسیڈیشن میں کمی کے رد عمل میں الیکٹران کے بہاؤ کی سمت کا اندازہ لگانے میں مدد کرتے ہیں۔ ان نمبروں کو تفویض کرنے اور ان کا حساب لگانے کے طریقہ کو سمجھنا الیکٹرو کیمیکل خلیات اور رد عمل کا تجزیہ کرنے، بیٹریوں میں توانائی کے ذخیرہ کرنے سے لے کر سنکنرن سے بچاؤ کی حکمت عملیوں تک ہر چیز کو متاثر کرنے کے لیے ضروری ہے۔