Oksidlanish darajasi deb ham ataladigan oksidlanish raqamlari elektrokimyoviy reaktsiyalarni tushunishda hal qiluvchi rol o'ynaydi. Bu raqamlar molekula yoki iondagi atomlar o'rtasida elektronlar qanday taqsimlanganligini aniqlashda yordam beradi. Murakkab tarkibidagi har bir elementning oksidlanish holatini bilish ko'plab texnologiyalar, jumladan, batareyalar va korroziyaning oldini olish uchun asos bo'lgan elektrokimyoviy reaktsiyalar natijalarini bashorat qilish uchun juda muhimdir.
Oksidlanish soni - molekula yoki iondagi atomga berilgan nazariy raqam, bu atomning umumiy elektr zaryadini ko'rsatadi. U bog'larda elektron taqsimlanishini hisobga oladigan bir qator qoidalarga asoslanadi:
Ushbu qoidalar yanada murakkab molekulalar va ionlarda oksidlanish sonlarini aniqlash uchun asos bo'lib xizmat qiladi.
1-misol: Suv (H₂O)
Qoidalarga ko'ra, kislorodning oksidlanish soni -2 ga teng. Ikkita vodorod borligi va har bir vodorodning oksidlanish soni +1 bo'lganligi sababli, vodorodlarning umumiy zaryadi +2 ga teng. Bu kislorodning -2 zaryadi bilan muvozanatlashadi va molekulani neytral qiladi.
2-misol: natriy xlorid (NaCl)
Natriy, metall, ion hosil qilganda +1 oksidlanish darajasiga ega. Ushbu birikmadagi xlor umumiy zaryadni muvozanatlash uchun -1 oksidlanish darajasiga ega bo'lib, birikmani neytral qiladi.
Reaktivlar va mahsulotlar tarkibidagi elementlarning oksidlanish darajalarini bilish elektrokimyoda juda muhimdir. Bu bilimlar elektrokimyoviy hujayrada qaysi turlar oksidlanish yoki qaytarilishga duchor bo'lishini tushunishga yordam beradi.
Elektrokimyoviy hujayra ikkita elektroddan iborat: anod (oksidlanish sodir bo'ladigan joyda) va katod (qaytarilish sodir bo'lgan joyda). Elektronlarning tashqi kontur orqali anoddan katodga o‘tishi elektr energiyasini hosil qiladi.
Masalan, oddiy sink-mis akkumulyatorida ruxning elementar shaklida oksidlanish soni 0 ga teng. Elektrokimyoviy reaksiyada u Zn \(^{2+}\) ionlarini hosil qilish uchun elektronlarini (oksidlanish) yo'qotadi va shu bilan oksidlanish darajasini 0 dan +2 ga o'zgartiradi. Aksincha, katoddagi Cu \(^{2+}\) ionlari elektronlarni oladi (qaytariladi), misning oksidlanish darajasini +2 dan 0 ga o'zgartiradi, chunki u metall misga aylanadi.
Oksidlanish sonining o'zgarishi bilan boshqariladigan elektronlarning bunday uzatilishi batareyalarda elektr energiyasini hosil qiladi.
Oksidlanish-qaytarilish jarayonini kuzatish uchun oddiy tajriba mis (II) sulfat eritmasi va rux mixini o'z ichiga oladi. Rux mixini mis (II) sulfat eritmasiga botirganda, rux oksidlanib, elektronlarni yo'qotib, Zn \(^{2+}\) ionlarini hosil qiladi. Keyinchalik bu elektronlar Cu \(^{2+}\) ionlari tomonidan olinadi, ular sink tirnoq yuzasida metall mis hosil qilish uchun kamayadi. Bu eritmaning rangi o'zgarishi va sink tirnoqida mis qoplamining shakllanishi sifatida kuzatilishi mumkin.
Murakkab molekulalarda, oksidlanish sonlarini aniqlash, ayniqsa, bir nechta oksidlanish darajasiga ega bo'lgan elementlarni o'z ichiga olgan molekulalarda ehtiyotkorlik bilan tahlil qilishni talab qilishi mumkin.
Misol: Kaliy dixromatida (K₂Cr₂O₇) kaliy (K) oksidlanish soni +1 ga, kislorod (O) oksidlanish soni -2 ga, xrom (Cr) ni hisoblash kerak. Ikkita kaliy ioni (har biri +1) va ettita kislorod atomi (har biri -2) mavjudligini va birikma neytral ekanligini bilib, xromning oksidlanish sonini hisoblash mumkin.
2(+1) + 2(Cr) + 7(-2) = 0
2 - 14 + 2(Cr) = 0
2(Cr) = 12
Cr = +6
Bu hisob kaliy dixromatida xromning oksidlanish soni +6 ekanligini ko'rsatadi.
Oksidlanish raqamlari kimyoda, ayniqsa elektrokimyoda asosiy tushuncha bo'lib, ular oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarida elektron oqimining yo'nalishini taxmin qilishga yordam beradi. Ushbu raqamlarni qanday belgilash va hisoblashni tushunish elektrokimyoviy hujayralar va reaktsiyalarni tahlil qilish, batareyalardagi energiyani saqlashdan tortib korroziyadan himoya qilish strategiyalariga ta'sir qilish uchun juda muhimdir.