Conceito do número de oxidação, como eliminá -lo e exemplos

Ele número de oxidação, Também chamado de status de oxidação, é aquele que descreve o ganho ou perda de elétrons em um átomo, assumindo que o composto de parte tem uma parte puramente iônica. Portanto, ao falar sobre o número de oxidação, é dado como certo que todos os átomos são encontrados como íons eletrostáticos.

Embora o verdadeiro panorama seja mais complicado do que ter um íons em todos os lugares, o número de oxidação é realmente útil para interpretar as reações de redução de óxido (redox). A mudança desses números revela quais espécies têm elétrons oxidados ou perdidos, ou se os elétrons foram reduzidos ou vencidos.

A camada de óxido que cobre os ornamentos e estátuas de ferro é composta em parte de O2-, onde oxigênio tem um número de oxidação de -2. Fonte: Dracénois [CC BY-S (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)]

A carga iônica de um íon monoatômico coincide com seu número de oxidação. Por exemplo, ânion de óxido, ou^2-, Um dos mais abundantes em inúmeros minerais, tem número de oxidação de -2. Isso é interpretado da seguinte maneira: possui dois elétrons extras em comparação com o átomo basal de oxigênio ou.

Os números de oxidação são calculados facilmente a partir de uma fórmula molecular e geralmente têm maior uso e relevância quando falamos sobre compostos inorgânicos lotados de íons. Enquanto isso, na química orgânica, não tem a mesma importância, pois quase todos os seus links são essenciais covalentes.

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Como obter o número de oxidação?

Eletroneutralidade

A soma das cargas iônicas em um composto deve ser igual a zero para ser neutro. Somente íons podem ter cargas positivas ou negativas.

Portanto, supõe -se que a soma dos números de oxidação também deve ser igual a zero. Tendo isso em mente e realizando cálculos aritméticos, podemos retirar ou determinar o número de oxidação de um átomo em qualquer composto.

Pode atendê -lo: peso atômico

Valenciais

Valenciais não são confiáveis ​​para determinar o número de oxidação de um átomo, embora existam várias exceções. Por exemplo, todos os elementos do grupo 1, metais alcalinos, têm Valência 1 e, portanto, um número de oxidação invariável de +1. O mesmo vale para metais alcalinotherrosos, os do grupo 2, com um número de oxidação de +2.

Observe que os números positivos de oxidação são sempre precedidos pelo símbolo ' +': +1, +2, +3, etc. E da mesma maneira os negativos: -1, -2, -3, etc.

Regras gerais

Existem algumas regras gerais que devem ser levadas em consideração ao determinar o número de oxidação:

-O número de oxidação para oxigênio e enxofre é -2: o^2- e s^2-

-Elementos Pure têm 0: Número de oxidação da fé⁰, P₄⁰, S₈⁰

-O átomo de hidrogênio, dependendo de quem está ligado, tem +1 número de oxidação (h⁺) ou -1 (h^-)

-Os halogênios, desde que não estejam ligados ao oxigênio ou fluoreto, têm o número de oxidação de -1: f^-, Cl^-, Br^- e eu^-

-Para um íon poliiatômico, como oh^-, A soma dos números de oxidação não deve ser igual a zero, mas à carga de íons, o que seria -1 para oh^- (QUALQUER^2-H⁺)^-

-Metais sob condições comuns têm números de oxidação positiva

Operaçoes aritimeticas

Suponha que tenhamos o composto PBCO₃. Se identificarmos o ânion carbonato, co₃^2-, O cálculo de todos os números de oxidação será simples. Começamos com o mesmo carbonato, sabendo que o número de oxidação de oxigênio é -2:

Pode atendê -lo: óxidos

(C^xQUALQUER₃^2-)^2-

A soma dos números de oxidação deve ser igual a -2:

x + 3 (-2) = -2

x -6 = -2

x = +4

Portanto, o número de oxidação do carbono é +4:

(C⁴⁺QUALQUER₃^2-)^2-

O PBCO₃ Seria visto agora como:

PB^zC⁴⁺QUALQUER₃^2-

Novamente, adicionamos os números de oxidação para que sejam iguais a zero:

Z + 4 - 6 = 0

Z = +2

Portanto, o chumbo tem +2 número de oxidação, por isso assume -se que ele exista como cátion PB²⁺. Na verdade, nem era necessário fazer esse cálculo, porque saber que o carbonato tem uma carga de -2, chumbo, seu contra -índice deve necessariamente ter uma carga +2 para que haja eletroneutralidade.

Exemplos

Abaixo estão alguns exemplos de números de oxidação para vários elementos em diferentes compostos.

Oxigênio

Todos os óxidos metálicos têm oxigênio como ou^2-: Cao, feio, cr₂QUALQUER₃, Beeo, Al₂QUALQUER₃, PBO₂, etc. No entanto, no ânion peróxido, ou₂^2-, Cada átomo de oxigênio tem um número de oxidação de -1. Além disso, no ânion superexídio, ou₂^-, Cada átomo de oxigênio tem um número de oxidação de -1/2.

Por outro lado, quando o oxigênio está ligado ao fluoreto adquire números de oxidação positiva. Por exemplo, em oxigênio difluoreto, de₂, Oxigênio tem um número de oxidação positivo. Qual? Sabendo que o flúor é -1 que temos:

QUALQUER^xF₂^-1

x + 2 (-1) = 0

x -2 = 0

x = +2

Assim, o oxigênio tem +2 número de oxidação (ou²⁺) no₂ (QUALQUER²⁺F₂^-).

Azoto

Os principais números de oxidação de nitrogênio são -3 (n^3-H₃⁺¹), +3 (n³⁺F₃^-) e +5 (n₂⁵⁺QUALQUER₅^2-).

Cloro

Um dos principais números de oxidação do cloro é -1. Mas tudo muda quando combinado com oxigênio, nitrogênio ou fluoreto, mais elementos eletronegativos. Quando isso acontece, ele adquire números de oxidação positiva, como: +1 (n^3-Cl₃⁺, Cl⁺F^-, Cl₂⁺QUALQUER^2-), +2, +3 (CLO₂^-), +4, +5 (clo₂⁺), +6 e +7 (Cl₂⁷⁺QUALQUER₇^2-).

Pode atendê -lo: cloreto de sódio (NaCl)

Potássio

O potássio em todos os seus compostos tem +1 número de oxidação (k⁺); A menos que seja uma condição muito especial, onde você pode adquirir um número de oxidação de -1 (k^-).

Enxofre

O caso de enxofre é semelhante ao do cloro: possui número de oxidação de -2, desde que não seja combinado com oxigênio, fluorina, nitrogênio ou o mesmo cloro. Por exemplo, seus outros números de oxidação são: -1, +1 (s₂⁺¹Cl₂^-), +2 (s²⁺Cl₂^-), +3 (s₂QUALQUER₄^2-), +4 (s⁴⁺QUALQUER₂^2-), +5 e +6 (s⁶⁺QUALQUER₃^2-).

Carbono

Os principais estados de oxidação do carbono são -4 (c^4-H₄⁺) e +4 (C⁴⁺QUALQUER₂^2-). É aqui que começamos a ver o fracasso deste conceito. Não em metano, CHO₄, E nem em dióxido de carbono, CO₂, Temos carbono como íons C^4- ou c⁴⁺, respectivamente, mas formando links covalentes.

Outros números de oxidação para carbono, como -3, -2, -1 e 0, nós os encontramos nas fórmulas moleculares de alguns compostos orgânicos. No entanto, e novamente, não é muito válido assumir cargas iônicas no átomo de carbono.

Corresponder

E, finalmente, os principais números de oxidação do fósforo são -3 (CA₃²⁺P₂^3-), +3 (h₃⁺P³⁺QUALQUER₃^2-), Y +5 (P₂⁵⁺QUALQUER₅^2-).

Referências

1. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. (Quarta edição). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). Cengage Learning.
3. Clark J. (2018). Estado de oxidação (números de oxidação). Recuperado de: Chemguide.co.Reino Unido
4. Wikipedia. (2020). Estado de oxidação. Recuperado de: em.Wikipedia.org
5. Dr. Kristy m. Bailey. (s.F.). Atribuindo números de oxidação. Recuperado de: OCC.Edu