Como calcular o número de oxidação (Nox) de

Como calcular o número de oxidação (Nox)
por Marcelo Dias Pulido
Convenções
Valência – Representa a carga que uma espécie química possui. É indicada na parte
superior direita da fórmula ou símbolo, com o número de cargas na frente.
Ex.: SO42Número de oxidação – Representa a carga que uma espécie química possui
potencialmente, e que provavelmente seria sua valência se estivesse ionizada ou
dissociada. É indicada embaixo da fórmula, com o número de cargas depois.
Ex.: Al2(SO4)3
+3
Sugestão para cálculo
1.
2.
3.
4.
Átomos em substâncias elementares (Fe, N2, O3, etc.) têm sempre Nox = 0.
Metais alcalinos têm sempre Nox = +1 nos compostos, assim como a prata.
Metais alcalinos-terrosos têm sempre Nox = +2 nos compostos, assim como o zinco.
O hidrogênio tem Nox = +1 nos compostos, exceto quando ligado diretamente a
metais (hidretos), quando tem Nox = –1;
5. O oxigênio tem Nox = –2 nos compostos com a maioria dos não-metais e metais
(óxidos); pode ter Nox = –1 com alguns metais (especialmente alcalinos e alcalinosterrosos) e hidrogênio, que é o caso dos peróxidos (H2O2; CaO2, etc.).
6. Os halogênios em compostos binários têm Nox = –1.
A carga total de uma espécie química é a soma das cargas de cada átomo.
Alguns elementos podem apresentar Nox variável, dependendo da espécie química da
qual participam. Podemos partir do Nox dos elementos e espécies mais conhecidos
(obtidos pelas sugestões acima ou em tabelas de cátions e ânions), e montar equações de
1o. grau:
Ex. 01 – Calcular o Nox do enxofre no gás SO2.
Nox(S) + 2.Nox(O) = carga da espécie
Pelo item 5 acima:
Nox(S) + 2. (-2) = 0
Nox(S) = +4
Ex. 02 – Calcular o Nox do nitrogênio no ânion nitrato, NO3-.
Nox(N) + 3.Nox(O) = carga da espécie
Também pelo item 5:
Nox(N) + 3. (-2) = -1
Nox(N) = +5
Em algumas espécies, um mesmo elemento pode estar presente com mais de um Nox
(como o carbono em compostos orgânicos), o que requer a análise de sua fórmula
estrutural.
Ex. 03 – Calcular o Nox do carbono no ácido acético, H3CCOOH.
Fórmula estrutural:
H O
H C
C O H
H
Nesse exemplo, onde há uma ligação entre dois átomos de carbono (cujas
eletronegatividades podem ser consideradas idênticas) podemos analisar como duas
espécies diferentes, dividindo pela ligação apolar:
O
C O H
Nox(C) + 2.Nox(O) + Nox(H) = 0
Pelos itens 4 e 5:
Nox(C) + 2.(-2) + (+1) = 0
Nox(C) = +3
H
H C
H
Nox(C) + 3.Nox(H) = 0
Pelo item 4:
Nox(C) + 3.(+1) = 0
Nox(C) = -3
De outra forma, podemos estimar o Nox pela polaridade da ligação, lembrando
que cada ligação envolve um par de elétrons, que será mais atraído pelo átomo mais
eletronegativo, conferindo-lhe carga -1, e deixando o elemento mais eletropositivo com
carga +1. No exemplo, a ordem crescente de eletronegatividade é H, C e O, o que nos
dá:
este carbono faz uma ligação com
cada hidrogênio: Nox = -1
H O
H C
este carbono faz duas ligações com
este oxigênio: Nox = +2
C O H
H
Nox total deste carbono:
3.(-1) = -3
este carbono faz uma ligação com
este oxigênio: Nox = +1
esta ligação é apolar.
Nox total deste carbono:
(+2) + (+1) = +3
Exercícios - cálculo do Nox
Determine o Nox dos elementos grifados em cada espécie química a seguir.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
k)
KClO3
KMnO4
CH4
FeS
CO
HCO3NH4+
NaH
HPO42IOC2H5OH
GABARITO:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
k)
+5
+7
+4
+2
+2
+4
–3
–1
+5
+1
-3 e -1