Com es troba el nombre d’oxidació

Content

• etapes
• Primera part Determinar els nombres d’oxidació a partir de les regles de química
• 2a part Determineu els nombres d’oxidació dels àtoms que no segueixen regles específiques

En química, els termes "oxidació" i "reducció" fan referència a reaccions en què un àtom (o grup d'àtoms) perd o guanya electrons, respectivament. Els nombres d’oxidació són nombres assignats a àtoms (o grups d’àtoms) que ajuden als químics a saber quants electrons es poden transferir i si un reactiu experimenta oxidació o reducció durant una reacció. El procés mitjançant el qual s’assigna un nombre d’atomització als àtoms pot ser senzill o molt complicat depenent de la càrrega dels àtoms i de la composició química de les molècules a les quals pertanyen. Per complicar encara més els problemes, alguns àtoms poden tenir més de dos nombres d'oxidació. Afortunadament, la determinació del nombre d’oxidació es regeix per unes regles ben definides de fàcil implementació, tot i que pot ser útil tenir coneixement de la química i l’àlgebra.

etapes

Primera part Determinar els nombres d’oxidació a partir de les regles de química

1. 
   

   
   Identifiqueu si el producte que esteu treballant és un àtom elemental. El nombre d’oxidació d’àtoms elementals, lliures i no combinats amb altres elements, és sempre 0. Això és cert per als àtoms la forma elemental dels quals està composta d’aquest senzill àtom, però també per als àtoms la forma elemental dels quals és diatòmica o poliatòmica.
   • Per exemple, Al_(S) i Cl₂ ambdues tenen un nombre d'oxidació de 0 perquè tenen una forma elemental i no combinada.
   • Tingueu en compte que la forma elemental de sofre, S₈, o octasulfur, encara que irregular, també té un nombre d'oxidació de 0.

2. 
   

   
   
   
   Identifiqueu si el producte en qüestió està en forma ionitzada. El nombre d'oxidació dels ions és igual a la seva càrrega. Això és cert per als ions que no estan vinculats a altres elements, sinó també per als ions que formen part d'un compost iònic.
   • Per exemple, el nombre d’oxidació de l’ió Cl és -1.
   • Posseeix ió Cl sempre un nombre d'oxidació de -1 quan forma part del compost de NaCl. Com que la càrrega de l’ió Na, per definició, és +1, sabem que la càrrega de l’ió Cl és -1. Així, el seu nombre d’oxidació és sempre -1.

3. 
   

   
   Per als ions metàl·lics, pot haver-hi diversos nombres d'oxidació. Molts elements metàl·lics tenen més d’una càrrega. Per exemple, el ferro (Fe) pot estar en forma ionitzada amb una càrrega de +2 o +3. Les càrregues dels ions metàl·lics (i per tant els seus nombres d’oxidació) es poden determinar en funció de les càrregues dels altres àtoms del compost del qual formen part, o bé mitjançant els nombres romans quan la informació s’escriu en forma d’e (com en l’oració: "La càrrega de l’ió de ferro (III) és +3").
   • Prenem l’exemple d’un compost que conté l’ió metàl·lic d’alumini. El compost AlCl₃ té una càrrega global de 0. Sabem que els ions Cl tenen una càrrega de -1 i que n’hi ha 3 en el compost, de manera que l’ió Al ha de tenir una càrrega de +3 de manera que la càrrega global de tots els ions és igual a 0. Per tant, el nombre d’oxidació d’Al és +3.

4. 
   

   
   
   
   Assigna l’oxigen un número d’oxidació de -2 (excepte). a la majoria En alguns casos, els àtoms d’oxigen tenen un nombre d’oxidació de -2. Tot i això, hi ha algunes excepcions a aquesta regla:
   • Quan l’oxigen es troba en estat elemental (O₂), el seu nombre d’oxidació és 0, com és el cas de tots els àtoms elementals.
   • Quan l’oxigen forma part de a peròxid, llavors el seu nombre d’oxidació és -1. Els peròxids són una classe de compostos que tenen un simple enllaç oxigen-oxigen (o anió peroxid)₂). Per exemple, a la molècula de H₂O₂ (peròxid d’hidrogen), el nombre d’oxidació de l’oxigen (i la seva càrrega) és -1.
   • Quan l’oxigen està lligat al fluor, el seu nombre d’oxidació és +2. Per obtenir més informació, llegiu les regles per al fluorur més endavant en aquest article.

5. 
   

   
   Assigna un número d'oxidació de +1 a l'hidrogen (excepcions). Pel que fa a l’oxigen, el nombre d’oxidació de l’hidrogen està subjecte a casos excepcionals. En general, el nombre d’oxidació de l’hidrogen és de +1 (tret que, de nou, es trobi en la seva forma elemental, H₂). Tanmateix, en el cas dels anomenats compostos híbrids especials, l’hidrogen té un nombre d’oxidació de -1.
   • Per exemple, a la molècula de H₂O, sabem que l’hidrogen té un nombre d’oxidació de +1 perquè l’oxigen té una càrrega de -2 i necessitem 2 + 1 càrregues perquè la càrrega total del compost sigui 0. No obstant això, en la forma híbrida d’hidròxid de sodi, NaH, l’hidrogen té un nombre d’oxidació de -1 perquè els ions Na tenen una càrrega de +1; per tant, perquè la càrrega total del compost sigui zero, la càrrega d’hidrogen (i per tant el seu nombre d’oxidació) ha de ser igual a -1.

6. 
   

   
   El fluor té sempre un nombre d’oxidació de -1. Com ja hem comentat, el nombre d’oxidació de certs elements pot variar per moltes raons (és el cas dels ions metàl·lics, els àtoms d’oxigen en els peròxids, etc.).Tanmateix, el fluor té un nombre d'oxidació de -1 i això no canvia mai. Això es deu al fet que el fluor és l’element més electronegatiu, és a dir, és l’element que té menys possibilitats de donar un dels seus electrons i que és més probable que s’adopti o l'electró (s) d'un altre element. Per això el seu càrrec no canvia.

7. 
   

   
   Considereu el nombre d’oxidació d’un compost igual a la càrrega d’aquest compost. La suma dels nombres d’oxidació de tots els àtoms d’un compost ha de ser igual a la càrrega d’aquest compost. Per exemple, si no es carrega un compost, la suma dels nombres d'oxidació de tots els seus àtoms ha de ser igual a 0; si el compost és un ió de càrrega poliatòmica -1, la suma dels nombres d'oxidació ha de ser -1, etc.
   • Aquesta és una bona manera de comprovar si heu fet bé la vostra feina: si la suma dels números d’oxidació del vostre compost no és igual a la càrrega total del vostre compost, podeu estar segur que heu comès un error. en algun lloc per determinar els vostres números d’oxidació.

2a part Determineu els nombres d’oxidació dels àtoms que no segueixen regles específiques

1. 
   

   
   Cerqueu àtoms que no tenen regles per assignar números d'oxidació. Per a alguns àtoms, no hi ha cap regla específica per a la determinació del seu nombre d'oxidació. Si el vostre àtom no apareix en els paràgrafs anteriors i no esteu segur de la seva càrrega (si, per exemple, forma part d’un compost més gran i no us la dóna la seva càrrega individual), podeu trobeu el nombre d’oxidació de l’àtom mitjançant l’eliminació. Primer, determinareu el nombre d’oxidació de cadascun dels altres àtoms del compost, abans de determinar el nombre d’àtom que us interessa en funció de la càrrega global del compost.
   • Per exemple, en el compost de Na₂SO₄, la càrrega del sofre (S) és desconeguda; tot el que podem dir és que la seva càrrega és diferent de 0 perquè no es troba en la seva forma elemental. És adequat aplicar aquest mètode algebraic per determinar el nombre d'oxidació.

2. 
   

   
   Trobeu els números d’oxidació dels altres elements del compost. Utilitzant les regles químiques per determinar el nombre d'oxidació, cerqueu els nombres d'oxidació dels altres àtoms del compost. Fixeu-vos en casos excepcionals per a àtoms O, H, etc.
   • Seguint les regles de química exposades a l’apartat anterior, sabem que al compost de Na₂SO₄ els ions Na tenen una càrrega (i per tant un nombre d'oxidació) de +1 i els àtoms d'oxigen tenen un nombre d'oxidació de -2.

3. 
   

   
   Per a cada àtom, multiplica el seu nombre pel seu nombre d’oxidació. Ara que coneixem els nombres d’oxidació de tots els nostres àtoms, tret de l’àtom d’interès, hem de tenir en compte que alguns d’aquests àtoms poden aparèixer més d’una vegada al compost. Multiplica el coeficient numèric de cada àtom (escrit en índex després del símbol químic de l’àtom del compost) pel seu nombre d’oxidació.
   • Al compost de Na₂SO₄sabem que hi ha 2 àtoms de Na i 4 àtoms de O. Així que hem de multiplicar +1 (el nombre d'oxidació de Na) per 2 per obtenir un resultat de 2, i després multiplicar -2 (el nombre de oxidació de O) per 4 per obtenir un resultat de -8.

4. 
   

   
   Afegiu els resultats. Afegiu els resultats de les vostres multiplicacions per obtenir el número d’oxidació sense tenir en compte el nombre d’oxidació de l’àtom que ens interessa.
   • En l’exemple de Na₂SO₄, hauria estat necessari afegir 2 i -8 per obtenir -6.

5. 
   

   
   Calculeu el nombre d’oxidació desconegut en funció de la càrrega del compost. Ara teniu tota la informació necessària per trobar el número d’oxidació que ens interessa mitjançant les regles algebraiques simples. Establiu una equació segons la qual els resultats de les etapes anteriors més el nombre d’oxidació desconegut siguin iguals a la càrrega global del compost. En altres paraules: (Suma de nombres d’oxidació coneguts) + (nombre d’oxidació desconegut) = (càrrega composta).
   • Prenent l’exemple de Na₂SO₄A continuació us detallem com fer-ho:
     • (Suma de nombres d'oxidació coneguts) + (nombre d'oxidació desconegut) = (càrrega composta)
     • -6 + S = 0
     • S = 0 + 6
     • S = 6. El nombre d’oxidació de S és igual a 6 al compost de Na₂SO₄.