International University for Science & Technology College of Pharmacy General Chemistry (Students of Dentistry) Prof. Dr. M. H. Al-Samman

CHEMISTRY Chapter 4 2

المحاليل Solutions and Solution Stoichiometry هو توزع متجانس لمكونات مادة في مادة أخرى , ونسمي المادة ذات الكمية الأكبر , بالمادة المذيبة أو المحل ((solvent, بينما نسمي المادة ذات الكمية الأقل بالمادة المذابة أو المنحلة solute)). ملاحظة : استثناء من القاعدة , نعتبر الماء مذيبا , مهما كانت كميته قليلة , نظرا , لأهميته وشهرته وفعاليته .

أنواع المحاليل Types of Solutions يمكن تقسيم المحاليل وفق الناقلية الكهربائية conductivity) (electrical لهذه المحاليل إلى نوعين : 1- محاليل كهرليتية :Electrolytes 2- محاليل غير كهرليتية :Nonelectrolytes 1- المحاليل الكهرليتية Electrolytes وتتكون من مادة مذابة أيونية (ionic), في مذيب أيوني أو قطبي( (polar, مثل محلول كلوريد الصوديوم NaCl في الماء . وتقسم المحاليل الكهرليتية إلى نوعين : أ- محاليل كهرليتية قوية : والمحاليل الكهرليتية القوية , هي المحاليل التي تتأين بشكل كامل في الماء لتعطي أيونات سالبة وأيونات موجبة , وهي ناقلة جيدة للتيار الكهربائي , مثل محاليل الحموض القوية ومحاليل الأسس القوية ومحاليل الأملاح الناتجة عن أحماض قوية وأسس قوية .

أنواع المحاليل Types of Solutions -المحاليل الكهرليتية القوية تتضمن محاليل الحموض القوية مثل : -Strong acids: (HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4,HClO3, HClO4) -Strong bases (IA and IIA hydroxides) مثل : ماءات الصوديوم (sodium hydroxide) NaOHوماءات الكالسيوم (calcium hydroxide) Ca(OH)₂ معظم أملاح المركبات الأيونية المنحلة في الماء مثل : NaCl , KNO₃, CaI₂, Al₂(SO₄)₃

أنواع المحاليل Types of Solutions ب-محاليل كهرليتية ضعيفة : هي الكهرليتات التي تتأين جزئيا في الماء , وهي ضعيفة الناقلية للكهرباء , وكل كهرليت يتأين وفق نسبة تأين محددة , مثل ماءات الأمونيوم (ammonium hydroxide NH₄OH), وحمض الخل (acetic acid CH₃COOH), وحمض الكربون(carbonic acid H₂CO₃) 2- المحاليل غير الكهرليتية : هي المحاليل التي تتكون من مادة مذابة غير كهرليتية في مذيب غير كهرليتي , مثل الدهون في المذيبات العضوية كالبنزن وثنائي ايثيل ايثر. وطبعا هي غير ناقلة للتيار الكهربائي .

أنواع المحاليل Types of Solutions -المحاليل غير الكهرتيتية لاتتأين -المحاليل غير الكهرليتية توجد في محاليلهل على شكل جزيئي( مثل الدهون في مذيب الكلوروفورم) -المحاليل غير الكهرليتية غير موصلة للتيار الكهربائي.

8 الحموض Acids… - لها طعم حمضي ( عند تمديد وتخفيف المحاليل بالماء منعا للضرر). من الممكن أن تولد احساسا بالتبليط او الوخز على الجلد تغيّر لون عباد الشمس إلى اللون الأحمر تتفاعل مع كثير من المعادن وتحديدا المعادن التي تقع فوق الهيدروجين في سلسلة النشاط الكيميائي لتعطي غاز الهيدروجين وأملاحا أيونية. تتفاعل مع الأسس لتعطي ملحا وماء, وتفق بالتالي صفتها الحمضية.

9 الأسسBases … لها طعم مرّ (إذا ماتمّ تخفيف محاليلها في الماء , منعا للضرر ) . تعطي إحساسا بالانزلاق أو إحساسا صابونيا على الجلد. تغيّر لون عباد الشمس إلى اللون الأزرق . تتفاعل مع الحموض لتعطي ملحا وماء , وبالتالي تفقد خواصها القلوية.

الحموض والقواعد : نظرية ارهينوس Acids Bases: and The Arrhenius Concept 10 الحموض والقواعد : نظرية ارهينوس Acids Bases: and The Arrhenius Concept هناك نظريات متعددة في تعريف الحموض والأسس , ولكننا سنكتفي هنا بشرح نظرية ارينوس , وهي الأكثر شيوعا وسهولة . الحمض حسب ارينوس Arrhenius acid : الحمص هو المركب الذي لدى انحلاله بالماء , يتأين ليعطي ليعطي أيونات الهيدروجين H+ , وكلما زاد تركيز أيونات الهيدروجين الناتجة عن التأين , كان الحمض قويا. الأساس حسب ارينوس Arrhenius base : القاعدة أو الأساس هو المركب الذي لدى انخلاله بالماء , يتأين ليعطي أيونات الهيدروكسيل OH– , وكلما زاد تركيز أيونات الهيدروكسيل الناتجة كانت القاعدة قوية . نظرية ارينوس في الكهرليتات Arrhenius’s theory in electrolytes : الكهرليتات هي المركبات التي تأين لدى انحلالها بالماء , لتعطي أيونات موجبة cations وأيونات سالبة anions.

الحموض والقواعد : نظرية ارهينوس Acids Bases: and The Arrhenius Concept 11 الحموض والقواعد : نظرية ارهينوس Acids Bases: and The Arrhenius Concept الأحماض القوية strong acids: - الأحماض القوية : HClO₄ ,HClO₃,HBr, HI ,HCl, H₂SO₄ , HNO₃ (الأحماض القوية تكاد تتأين تأينا كاملا في محاليل ممددة تمديدا لانهائيا) القواعد القوية strong bases : القواعد القوية هي قواعد ( اسس ) المجموعتين الأولى والثانية في الجدول الدوري ,( والقواعد أو الأسس القوية تكاد تتأين تأينا كاملا في محاليل ممددة تمديدا لانهائيا). تفاعل التعادل neutralization reaction : هوالتفاعل بين حمض وأساس لإعطاء ملح وماء. الملح salt: الملح هو ناتج تفاعل التعادل بين الحمض والأساس . HCl + NaOH → NaCl + H₂O Acid Base Salt Water

الحموض والقواعد : نظرية ارهينوس Acids Bases: and The Arrhenius Concept 12 الحموض والقواعد : نظرية ارهينوس Acids Bases: and The Arrhenius Concept ملاحظات: -الحمض القوي Strong acidهو الحمض الذي يكاد يتأين تأينا كاملا في محاليل ممددة تمديدا لانهائيا. -الحمض الضعيف Weak acidهو الحمض الذي يتأين تأينا جزئيا في المحاليل. -الأساس القوي Strong base هو الأساس الذي يكاد يتأين تأينا كاملا في محاليل ممددة تمديدا لانهائيا. -الأساس الضعيف Weak base هو الأساس الذي يتأين تأينا جزئيا في المحاليل.

المحاليل وتكافؤ المحاليل Solutions and Solution Stoichiometry تركيز المحلول concentration: تركيز المحلول يشير إلى كمية المادة المذابة في في كمية محددة من المحلول . المحلول المركّزconcentrated : المحلول المرّكز هز المحلول الذي يحوي نسبيا كمية كبيرة من المادة المذابة في المحلول. المحلول الممدد :diluted المحلول الممدد هو المحلول الذي يحوي كمية قليلة نسبيا من المادة المذابة في المحلول.

المولية أو التركيز المولي Molar Concentration 14 المولية أو التركيز المولي Molar Concentration Molarity (M), المولية :molar concentration أو التركيزالمولي التركيز المولي أو المولية هو عدد المولات من المادة المذابة في ليتر من المحلول. Example: A solution that is 0.35 M sucrose contains 0.35 moles of sucrose in each liter of solution. -Keep in mind that molarity signifies moles of solute per liter of solution, not liters of solvent.

المولية أو التركيز المولي Molar Concentration 15 المولية أو التركيز المولي Molar Concentration Molarity (M) المولية :molar concentration أو التركيزالمولي التركيز المولي أو المولية هو عدد المولات من المادة المذابة في ليتر من المحلول. Example: What is the molarity of ammonium sulphate salt in a solution containing 26.4 g of the salt in 4 lit. of the solution?.

We can read formulas in terms of moles of atoms or ions.

المولية أو التركيز المولي Molar Concentration 17 المولية أو التركيز المولي Molar Concentration Q- Find the number of ammonium ions NH₄⁺ in a solution of ammonium sulphate containing 10.56 g. in 4 Lit.? atomic masses: H=1, N=14, O=16, S=32, thin calculate the molarity of the compound. Answer: 1-The formula of ammonium sulphate= ( NH₄ )₂SO₄ 2-The molar mass = 132 g. 3-The number of moles= 10.56/132 = 0.08 mol. 4-The number of moles of NH₄⁺ ions is twice the number of moles of ammonium sulphate

المولية أو التركيز المولي Molar Concentration 18 المولية أو التركيز المولي Molar Concentration 5-The number of moles of NH₄⁺ ions : 2x0.08=0.16 mol. 6- The number of ammonium ions NH₄⁺ = 0.16 x 6.023x 10²³ = 9.636 x 10²² ion 7-The molarity of ammonium sulphate ( NH₄ )₂SO₄= M= 0.08/4 = 0.02 mol/Lit

المولية أو التركيز المولي Molar Concentration Example: What is the molarity of a solution in which 333 g potassium hydrogen carbonate ( KHCO₃ ) is dissolved in enough water to make 10.0 L of solution? Answer: Number of moles = 333/100 = 3.33 mol. The molarity = 3.33/10 = 0.333 mol/Lit We want to prepare a 6.68 molar solution of NaOH (6.68 M NaOH). How many moles of NaOH are required to prepare 0.500 L of 6.68 M NaOH? How many liters of 6.68 M NaOH can we prepare with 2.35 kg NaOH?

المولية أو التركيز المولي Molar Concentration Answer: (a) 1 lit of NaOH contains 6.68 mol 0.500 lit needs x mol Number of NaOH moles required : 0.500x6.68/1 = 3.34 mol (b) Number of moles in 2.35 kg ( 2350 g): 2350/40 = 58.75 mol. number of liters: 58.75/6.68 = 8.7949 lit Example: The label of a stock bottle of aqueous ammonia indicates that the solution is 28.0% NH3 by mass and has a density of 0.898 g/mL. Calculate the molarity of the solution.

المولية أو التركيز المولي Molar Concentration Example: A chemical reaction familiar to geologists is that used to identify limestone. The reaction of hydrochloric acid with limestone, which is largely calcium carbonate, is seen through an effervescence—a bubbling due to the liberation of gaseous carbon dioxide: CaCO3(s) + 2 HCl(aq)  CaCl2 (aq) + H2O(l) + CO2(g) How many grams of CaCO3(s) are consumed in a reaction with 225 mL of 3.25 M HCl?

المولية أو التركيز المولي Molar Concentration Example cont. Answer: Number of moles of hydrochloric acid: 0.225 x 3.25 = 0.731 mol. Mass of hydrochloric acid: 0.731 x 36.5 = 26.681 g CaCO3(s) + 2 HCl(aq)  CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) 1 mol 2mol 100 g 2x36.5 x 26.681 Mass of the consumed CaCO3(s) : x = 0.365 g

تمديد المحاليل Dilution of Solutions التمديد هي العملية التي يتم فيها إضافة مزيد من المحل أو المذيب إلى المحلول بغرض إنقاص التركيز. ملاحظات : التمديد لايؤثّر: - بكمية المادة المذابة - بوزن المادة المذابة - بعدد مولات المادة المذابة التمديد يؤثّر : بالتركيز المولي بحجم المحلول

أمثلة في الناقليةConductivity Example Example: Which of the following is the best conducting solution: 0.1M HCl, 0.2M CH₃COOH, 4M CH₃CH₂OH, 0.6M NH₄OH, 0.09M NaOH Answer: 0.1 M HCl as strong acid with high molarity

أمثلة في الناقليةConductivity Example Example: Which of the following is the best conducting solution: 0.1M HCl, 0.2M CH₃COOH, 4M CH₃CH₂OH, 0.6M NH₄OH, 0.09M NaOH, 0.1M H₂SO₄ Answer: 0.1M H₂SO₄ as strong acid with high molarity(the number of ions provided by H₂SO₄ molecule are 3 ions while the number of ions provided by HCl molecule are 2).

حسابات التمديد Dilution Calculations - إن عدد مولات المادة المذابة لايتغيّر خلال عملية التمديد, وبالتالي عدد مولات المادة المذابة قبل التمديد يساوي عدد مولات المادة المذابة بعد التمديد: Moles of solute = M × V Mconc × Vconc = Mdil × Vdil حيث: Mconc مولية المحلول المركّز Vconc حجم المحلول المركّز Mdil مولية المحلول الممدد Vdil حجم المحلول الممدد

المشعراتIndicators المشعرات Indicators المشعرات هي مركيات عضوية , تستخدم في الكيمياء التحليلية , من أجل التعرف على نقطة انتهاء تفاعل التعادل , أو التعرف على طبيعة وسط المحلول , فيما إذا كان حمضيا أو قلويا. … yellow in acidic solution … … orange in neutral solution … … and red in basic solution.

حسابات التمديد Dilution Calculations Example: How many ml of a concentrated solution of sodium hydroxide 0.4 M , are needed to prepare 1000 ml of 0.1 diluted solution. Answer: Mconc × Vconc = Mdil × Vdil 0.4 x Vconc = 0.1 x1000 Vconc= (0.1x1000)/0.4 = 250 ml

حسابات التمديد Dilution Calculations Example: If we diluted 200 ml of 0.2M solution of hydrochloric acid up to 1000 ml , what is the molarity of the diluted solution. Answer: Mconc × Vconc = Mdil × Vdil 0.2 x 200 = Mdil x 1000 Mdil = 0.04 mol/lit

30 PH of Solutions The PH: Is the minus logarithm of the hydrogen ions concentration(in moles). PH= -log [ H⁺ ] Example: The hydrogen ions concentration of hydrochloric acid solution is 0.001 mole , calculate the PH value of the solution. Solution: PH= - log [10⁻³] PH = 3  

PH of Solutions Example: 31 PH of Solutions Example: 15- What the PH of 0.001 M solution of hydrochloric acid? Solution: PH= - log [ H⁺ ] PH= - log [ 10³⁻ ] PH= 3

PH of Solutions Example: 32 PH of Solutions Example: 16- Calculate the PH value of a solution of sulphuric acid containing 4.9 g per liter of the acid? solution -the molar concentration of the acid = 4.9/98=0.05 mol/lit -the molar concentration of hydrogen ions: [ H⁺ ]=2 [ M ] = 0.05 x 2 = 0.1 mol/lit PH = - log [ 10⁻¹] PH= 1

PH of Solutions Example: 33 PH of Solutions Example: 17- Calculate the PH value of a solution of hydrochloric acid containing 0.02 M of the acid? solution -since the hydrochloric acid is a strong acid, so the molar concentration of acid is equal to the molar concentration of hydrogen ions: [ H⁺ ]=0.02 PH = - log [ 2x10⁻²] PH=(-) [log2 + log10⁻²] PH=(-) [ 0.30 – 2 ] PH=(-) [ -1.7] PH = 1.7

PH of Solutions Example: 34 PH of Solutions Example: 18- Calculate the PH value of 0.001 M solution of sodium hydroxide? Solution: [ OH⁻ ] = 10⁻³ POH = - log [ OH⁻ ] POH = - log [ 10⁻³ ] POH = 3 We know that : PH + POH = 14 So we write: PH + 3 = 14 PH = 11

35 Hydrates A hydrate is an ionic compound in which the formula unit includes a fixed number of water molecules associated with cations and anions EOS Examples: BaCl2 . 2 H2O CuSO4 . 5 H2O

36 Hydrates Notice: -The water molecules in the hydrate compounds are part of the formula, so when we calculate the molecular mass of the hydrate compound, we should add the mass of the water molecules to the molar mass of the compound. We name here some of the hydrates: BaCl₂. 2H₂O : barium chloride dihydrate. CuSO₄. 5H₂O : copper sulphate penta hydrate. CoCl₃. 6H₂O : cobalt (III)chloride hexa hydrate.

H+ + Cl– + Na+ + OH–  H2O + Na+ + Cl– تفاعلات حمض-أساس والمعادلات الأيونية الصافية Acid–Base Reactions: Net Ionic Equations HCl + NaOH  H2O + NaCl + Q في التفاعل المبيّن أعلاه , نلاحظ أن كلا من حمض كلور الماء , وهيدروكسيد الصوديوم هي مركبات كهرليتية قوية تتأين تأينا كاملا في المحليل , وبالتالي فإن المعادلة الفعلية تكتب بشكل أيوني H+ + Cl– + Na+ + OH–  H2O + Na+ + Cl– Q+ H+ + OH–  H2O Q= 57.3 J/lit , it is the same for all neutralization reactions.

حساب التراكيز الأيونية في المحاليل Calculating Ion Concentrations in Solution In 0.010 M Na2SO4: -two moles of Na+ ions are formed for each mole of Na2SO4 in solution, so [Na+] = 0.020 M. -one mole of SO42– ion is formed for each mole of Na2SO4 in solution, so [SO42–] = 0.010 M. -An ion can have only one concentration in a solution, even if the ion has two or more sources.

حساب التراكيز الأيونية في المحاليل Calculating Ion Concentrations in Solution How many moles of Na+ ions are in a solution containing 0.24 mole of Na2SO4 and 0.46 mole of NaCl. Na2SO4  2 Na+ + SO42– 1 mol 2mol 0.24 mol x mol X= 0.48 mol NaCl  Na+ + Cl – 1 mol 1 mol 0.46 mol y mol Y= 0.46 mol The number of moles of Na+ : 0.48 + 0.46 = 0.94 mol

التفاعلات المشكلة للرواسب Reactions that Form Precipitates هناك حد لانحلالية كمية من المادة المذابة في كمية محددة من الماء. - فإذا كان التركيز المولي الأعظمي للمادة المذابة في المحلول أقل من 0.01 M , فإننا نسمي المادة المذابة غير منحلة insolubleفي الماء, وهكذا إذا تشكلت مثل هذه المادة غير المنحلة نتيجة تفاعل ما , فإن المادة تترسب وتنفصل عن المحلول , ونسميها راسبprecipitate .

نواظم في الترسيب Guide Line in Precipitation كافة مركبات أيونات النترات (NO₃⁻) والخلات(acetate ch₃coo⁻ ) والكلورات (ClO₃⁻)وبيركلورات (perchlorate ClO₄⁻) هي مركبات منحلة (ذوّابة) soluble . كافة مركبات المجموعة الأولى group (l) في الجدول الدوري هي مركبات ذوّابة solubleوكذلك مركبات أيون الأمونيوم(NH₄⁺) . معظم مركبات أيون الكلور(Cl⁻) والبروم(Br⁻) واليود (I⁻) هي مركبات ذوّابة solubleعدا مركبات هذه الأيونات مع أيونات الفضة Ag⁺والرصاص Pb²⁺ والزئبق الأحاديHg₂²⁺ فهي غير منحلة. معظم مركبات أيون الكبريتات sulfate هي مركبات ذوّابة soluble عدا مركبات أيونات المجموعة الثانية group ll في الجدول الدوري , كذلك مركبات أيونات الفضة Ag⁺ والرصاصPb²⁺ والزئبق الأحاديHg₂²⁺ , فهي غير منحلة insoluble . معظم مركبات أيونات الهيدروكسيل ( OH⁻), والكبريتsulfide (S²⁻) والفوسفات (PO₄³⁻) والكربونات (CO₃⁻⁻) هي مركبات غير منحلة insoluble.

نواظم في الترسيب Guide Line in Precipitation طبقا لقواعد ونواظم الترسيب يصبح بمقدورنا التنبؤ بتفاعلات الترسيب . أمثلة : عندما يتمازج محلول لكربونات الصوديوم sodium carbonate مع محلول لنترات الحديد الثلاثي iron(III) nitrate , فإنه يتشكل راسب من كربونات الحديد الثلاثي Fe(CO₃)₃. عندما يتمازج محلول لخلات الرصاص lead acetate مع محلول لكلوريد الكالسيوم calcium chloride , فإنه يتشكل راسب من كلوريد الرصاصPbCl₂ .

نواظم في الترسيب Guide Line in Precipitation Example: Assign the insoluble compounds out of the following compounds: (a)Ca(OH)₂ , (b)Na₂SO₄, (c)K₂S, (d)PbCl₂, (e)HgCl₂ Answer: (a) and (d) only

نواظم في الترسيب Guide Line in Precipitation :Example One cup (about 240 g) of a certain clear chicken broth yields 4.302 g AgCl when excess AgNO3(aq) is added to it. Assuming that all the Cl– is derived from NaCl, what is the mass of NaCl in the sample of broth? Answer: AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃ 1 mol 1 mol 1 mol X 4.302/143.32 Moles of NaCl : x= 0.03 mol Mass of NaCl = 0.03 x 58.5 = 1.755 g

تفاعلات الأكسدة والإرجاع Reactions Involving Oxidation and Reduction الأكسدة هي خسارة إلكترون أو أكثر أو الزيادة في رقم الشحنة oxidation number بالاتجاه الموجب. الإرجاع reduction: الإرجاع هو اكتساب إلكترون أو أكثر , أو الانخفاض في رقم الشحنة. ملاحظة : إن عمليتي الأكسدة والإرجاع تحدثان معا.simultaneously Historically: “oxidation” used to mean “combines with oxygen”; the modern definition is much more general.

أرقام الأكسدة Oxidation Numbers An oxidation number is the charge on an ion, or a hypothetical charge assigned to an atom in a molecule or polyatomic ion. Examples: in NaCl, the oxidation number of Na is +1, that of Cl is –1 (the actual charge). In CO2 (a molecular compound, no ions) the oxidation number of oxygen is –2, because oxygen as an ion would be expected to have a 2– charge. The carbon in CO2 has an oxidation number of +4 (Why?)

Rules for Assigning Oxidation Numbers - The oxidation number of any atom in the neutral state is 0 - The oxidation number of any compound is 0 and it is equal to the sum of the oxidation numbers of the atoms in the formula. - The sum of the oxidation numbers of the atoms in an ion is equal to the charge on the: equal to the charge on the ion. Such as NH₄+ - In compounds, the group 1A metals all have an oxidation number of +1 and the group 2A metals all have an oxidation number of +2. - In binary ionic compounds, the oxidation number of fluorine is –1.( F, Cl, Br, I ) - In compounds, hydrogen has an oxidation number of +1.(except in the Hydrides like CaH₂ , Hydrogen has an oxidation number -1 ).

Rules for Assigning Oxidation Numbers -In most compounds, oxygen has an oxidation number of –2. ( except in hydrogen peroxide and its compounds where oxygen has oxidation number -1, such as H₂O₂ , Na₂O₂ ) -In binary compounds with metals, group 7A elements have an oxidation number of –1, group 6A elements have an oxidation number of –2, and group 5A elements have an oxidation number of –3. - The maximum oxidation number of a nonmetal is equal to the group number. For nitrogen, +5. For sulfur, +6. For chlorine, +7. The minimum oxidation number is equal to the (group number – 8).

Examples in assigning the oxidation number What are the oxidation numbers assigned to the under lined atoms of the following: (a)KClO4 (b) Cr2O72– (c) CaH2 (d) Na2O2 (e) Fe3O4 Answer: (a)K+1,O-2, so Cl = +7 (d) Na+-O-O-Na+ just like H2O2 (b) 2Cr + ( 7x-2 ) = -2 (e) Fe3O4 = FeO+ Fe2O3 2Cr-14 = -2 Fe=2 ,Fe=3 (c) Ca = +2 , so H = -1 2Cr = +12 Cr = 6

Identifying Oxidation–Reduction Reactions In a redox reaction, the oxidation number of a species changes during the reaction. Oxidation occurs when the oxidation number increases (species loses electrons). Reduction occurs when the oxidation number decreases (species gains electrons). If any species is oxidized or reduced in a reaction, that reaction is a redox reaction. Examples of redox reactions: displacement of an element by another element; combustion; incorporation of an element into a compound, etc.

Oxidizing and Reducing Agents An oxidizing agent causes another substance to be oxidized. The oxidizing agent is reduced. A reducing agent causes another substance to be reduced. The reducing agent is oxidized. Mg + Cu2+  Mg2+ + Cu What is the oxidizing agent? What is the reducing agent? Mg  Mg²⁺ + 2e- oxidation Cu²⁺ +2e = Cu reduction

Oxidation Numbers of Nonmetals The maximum oxidation number of a nonmetal is equal to the group number. For nitrogen, +5. For sulfur, +6. For chlorine, +7. The minimum oxidation number is equal to the (group number – 8). ClO4-: what is the ox number of chlorine? Is this an ox agent or a red agent? Cl-? NO3-?

Activity Series of Some Metals In the activity series, any metal above another can displace that other metal. Mg metal can react with … Will lead metal react with Fe3+ ions? Will iron metal dissolve in an acid to produce H2 gas? … Cu2+ ions to form Cu metal. If a silver coin falls against a nail on a sunken ship, the coin will remain bright for a long time, while the nail will rust badly. Explain.

Oxidation–Reduction Oxidation- Reduction Example: Balance the following equation using the redox method: FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 → K2SO4 + MnSO4 + H2O+Fe2 (SO4) 3 Answer : To balance the equation , let’s display first the oxidation and the reduction in the equation : - then we have to multiply each oxidized or reduced element by the number of oxidation change of the other, then we balance the equation:

Oxidation–Reduction Oxidation- Reduction - then we have to multiply each oxidized or reduced element by the number of oxidation change of the other, then we balance the equation: -Then :

Typical Example Example: Balance the following equation using the redox method: + NO + H2O HNO 3 + Zn → Zn(NO3) 2 Answer: 1- We have to assign the elements where the oxidation and reduction are occurred, we notice that nitrogen element changed from oxidation number 5 to oxidation number 2 , and zinc changed from oxidation number 0 to oxidation number 2. 2- we have to multiply the number of change of the zinc by the nitrogen monoxide NO , and the number of change of the nitrogen by the zinc nitrate Zn(NO3) 2 :

Typical Example Oxidation–Reduction 3- we have to multiply the zinc in the left side of the equation by 3 to get it equal to the zinc in the right side of the equation, and since the total number of the nitrogen atoms in the right side of the equation is 8 we should multiply nitric acid by 8. 4- we have to multiply the water in the right side of the equation by four to get the number of hydrogen atoms equal to the number of hydrogen atoms in the left side.

Class Practice Problem Balance the following equations: (a) Na(s) + H2O(l) NaOH(aq) + H2(g) 2Na(s) + 2H2O(l) 2NaOH(aq) + H2(g) (b) Al(s) + HCl(aq) AlCl3(aq) + H2(g) 2Al(s) + 6HCl(aq) 2AlCl3(aq) + 3H2(g) (c) C2H4(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(l) C2H4(g) + 3O2(g) 2CO2(g) + 2H2O(l)