1. Stopień utlenienia – liczba elektronów, jaką by dany pierwiastek przyjął lub oddał gdyby utworzone wiązanie miało charakter jonowy. Jest to wielkość umowna

stopień utlenienia:

- tlenu : -2 (z wyjątkiem nadtlenków H₂O₂, Na₂O₂, ponadtlenków KO₂, fluorku tlenu OF₂)

- wodoru : +1 ( z wyjątkiem wodorków metali -> wtedy st. utlenienia -1)

- w stanie wolnym pierwiastka: 0

- suma stopni utlenienia wszystkich atomów tworzących cząsteczke wynosi 0

Formalny stopień utlenienia : nie musi być liczbą całkowitą np. +8/3 dla Pb w Pb₃O₄

bo: tlen: 4 x (-2) = -8

stąd: 3 atomy Pb =+8

zaś: 1 atom Pb = +8/3

w rzeczywistości:

przy stopniu utlenienia zawsze wpierw piszemy znak (+/-)

1. Dobieranie współczynników

1. metoda uproszczona

2. metoda równań połówkowych

3. reakcje dysproporcjonowania

1. Reakcje połówkowe

tzw. półogniwa.

Każdą reakcję utleniająco-redukcyjną można zapisać w postaci 2 reakcji połówkowych, czyli reakcji utleniania i redukcji.

np. Fe²⁺ + MnO₄^- + H⁺ = Fe³⁺ + Mn²⁺ + H₂O

gdzie:

redukcja: MnO₄^- + 8H⁺ + 5e -> Mn²⁺ + 4H₂O

utlenienie: Fe²⁺ -> Fe³⁺ + 1e

Przepływ elektronów obserwujemy tworząc ogniwo elektrochemiczne, gdzie na anodzie (elektroda ujemna) zachodzi utlenienie, a na katodzie (elektrodzie dodatniej) zachodzi redukcja.

Przepływ prądu elektrycznego między półogniwami umożliwia klucz elektrolityczny (odwrócona U-rurka wypełniona galaretowatą masą nasycona mocnym elektrolitem (np. KNO₃, KCl). Klucz umożliwia przepływ prądu, ale uniemożliwia mieszanie się elektrolitów.

1. Wzór Nernsta

Określa wartość potencjału utleniająco- redukcyjnego, którego określoną wartość ma każde półogniwo.

$$E = \ E^{0} + \frac{\text{RT}}{\text{nF}}\ln\frac{a_{\text{oks}}}{a_{\text{red}}}$$

gdzie: R- stała gazowa; 8,314 J/mol K

T- temperatura; K

F – stała Faradaya; 96480 C/mol

n – liczba elektronów

a_oks – aktywność (mol/dm³) formy utlenionej

a_red – aktywność (mol/dm³) formy zredukowanej

1. Szereg napięciowy

Pierwiastki chemiczne posiadające potencjał standardowy mniejszy od wodoru (znajdujące nad wodorem w szeregu napięciowym) zawsze będą reduktorami. Im mniejszy potencjał standardowy (E⁰) tym silniejszy reduktor. Pierwiastki posiadające potencjał standardowy większy od wodoru (znajdujące pod wodorem w szeregu napięciowym) zawsze będą utleniaczami. Im większy potencjał standardowy (E⁰) tym silniejszy utleniacz.

Proces cementacji: metal o niższym potencjale wypiera z roztworu metal o wyższym potencjale. W praktyce jony metalu bardziej szlachetnego redukujemy do postaci metalicznej za pomocą metalu mniej szlachetnego

!! Wodór może być wydzielany z roztworu tylko przez metale o niższym potencjale (czyli metale nieszlachetne)

Metale szlachetne roztwarzają się dopiero przy użyciu silnych utleniaczy np. HNO₃