Calcular el número de oxidación de una sustancia.

Video: Cálculo de moles, gramos y moléculas.

Contenido

Al paso
Parte 1 de 2: Asignación de números de oxidación basados en reglas químicas
Parte 2 de 2: Asignar números a los átomos sin las reglas de los números de oxidación
Consejos
Artículos de primera necesidad

En química, los términos "oxidación" y "reducción" significan aquellas reacciones en las que un átomo (o grupo de átomos) pierde o gana electrones, respectivamente. Los números de oxidación son números asignados a los átomos (o grupos de átomos) para ayudar a los químicos a controlar cuántos electrones están disponibles para ser desplazados y si los reactivos dados se oxidan o reducen durante una reacción. El proceso de asignar números de oxidación a los átomos puede variar de muy simple a más complejo, dependiendo de la carga de los átomos y la composición química de las moléculas de las que forman parte. Para complicar las cosas, algunos átomos pueden tener múltiples números de oxidación. Afortunadamente, la asignación de números de oxidación se rige por reglas claramente definidas y fáciles de seguir, pero una comprensión básica de la química y el álgebra hará que el uso de estas reglas sea mucho más fácil.

Al paso

Parte 1 de 2: Asignación de números de oxidación basados en reglas químicas

Determina si la sustancia en cuestión es elemental. Los átomos libres no unidos siempre tienen un número de oxidación de 0. Esto es cierto tanto para los átomos que constan de un solo átomo como para los átomos cuya forma elemental es diatómica o poliatómica.
- Por ejemplo, Al_(s) y Cl₂ ambos tienen el número de oxidación de 0 porque no son átomos compuestos.
- Tenga en cuenta que el azufre en su forma elemental, S.₈ (octasulfur), aunque irregular, también tiene un número de oxidación de 0.
Determina si la sustancia en cuestión es un ion. Los iones tienen un número de oxidación igual a su carga. Esto se aplica tanto a los iones no unidos como a los iones que forman parte de un ion compuesto.
- Por ejemplo, el ion Cl tiene un número de oxidación de -1.
- El ion Cl todavía tiene un número de oxidación de -1 cuando es parte del compuesto NaCl. Dado que el ion Na, por definición, tiene una carga de +1, sabemos que el ion Cl tiene una carga de -1, por lo que el número de oxidación sigue siendo -1.
En el caso de los iones metálicos, es bueno recordar que son posibles múltiples números de oxidación. Muchos metales pueden tener más de un aterrizaje. Por ejemplo, el hierro metálico (Fe) puede ser un ion con carga +2 o +3. la carga de los iones metálicos (y por lo tanto su número de oxidación) se puede determinar en relación con la carga de los otros átomos en la composición de la que forman parte o, cuando se escribe como texto, mediante la notación en números romanos (como la oración: "El ion hierro (III) tiene una carga de +3.").
- Por ejemplo, echemos un vistazo más de cerca a un compuesto que contiene un ion de aluminio. El compuesto AlCl₃ tiene una carga de 0. Como sabemos que los iones Cl tienen una carga de -1 y que hay 3 iones Cl presentes en el compuesto, el ion Al debe tener una carga de +3, de modo que la carga de todos los iones sumados es 0. Entonces, el número de oxidación de Al es +3.
Asigne un número de oxidación -2 al oxígeno (con excepciones). En casi en todos los casos, los átomos de oxígeno tienen un número de oxidación de -2. Hay algunas excepciones a esta regla:
- Cuando el oxígeno está en estado elemental (O₂), entonces el número de oxidación es igual a 0, que es el caso de todos los átomos elementales.
- Cuando el oxígeno es parte de peróxido, entonces el número de oxidación es -1. Los peróxidos son una clase de compuestos que tienen un enlace oxígeno-oxígeno (o el anión peróxido O₂). Por ejemplo, en la molécula H₂O₂ (peróxido de hidrógeno), el oxígeno tiene un número de oxidación (y una carga) de -1. Además, cuando el oxígeno es parte de un superóxido, el número de oxidación es -0,5.
- Cuando el oxígeno se une al flúor, el índice de oxidación es +2. Consulte la regla del flúor a continuación para obtener más información. En (O₂F.₂) esto es +1.
Asigne un número de oxidación de +1 al hidrógeno (con excepciones). Como ocurre con el oxígeno, el número de oxidación del hidrógeno depende de casos excepcionales. Generalmente, el hidrógeno tiene un número de oxidación +1 (excepto en forma elemental, H.₂). Pero en el caso de un compuesto especial llamado híbrido, el hidrógeno tiene un número de oxidación de -1.
- Por ejemplo, de H₂Oh, sabemos que el hidrógeno tiene un número de oxidación de +1 porque el oxígeno tiene una carga de -2 y necesitamos 2 +1 cargas para hacer un compuesto con una carga total de cero. Pero con la sustancia hidruro de sodio, NaH, el hidrógeno tiene un número de oxidación -1 porque el ion Na tiene una carga de +1 y, para hacer la carga total del compuesto 0, el hidrógeno tiene una carga (y por lo tanto un número de oxidación) de -1.
Flúor siempre un número de oxidación de -1. Como se indicó anteriormente, los números de oxidación de ciertos elementos pueden variar debido a varios factores (iones metálicos, átomos de oxígeno en peróxidos, etc.). El flúor, por otro lado, tiene un número de oxidación de -1 y eso nunca cambia. Esto se debe a que el flúor es el elemento más electro-negativo, o en otras palabras, es el elemento que está menos dispuesto a ceder electrones y es más probable que tome electrones de otros átomos. Por lo tanto, el número de oxidación no cambiará.
Los números de oxidación en un compuesto son iguales a la carga del compuesto. Los números de oxidación de todos los átomos de un compuesto son iguales a la carga de ese compuesto. Por ejemplo, si un compuesto no tiene carga, entonces la suma de todos los números de oxidación será cero; si el compuesto es un ion poliatómico con una carga de -1, entonces los números de oxidación agregados deben ser -1, etc.
- Esta es una buena manera de verificar su respuesta: si la suma de los números de oxidación de un compuesto no es igual a la carga de ese compuesto, entonces sabe que ha cometido un error.

Parte 2 de 2: Asignar números a los átomos sin las reglas de los números de oxidación

Encuentra átomos sin reglas de números de oxidación. Algunos átomos no siguen las reglas para encontrar números de oxidación. Si un átomo no cumple con las reglas anteriores y no está seguro de cuál es su carga (por ejemplo, si es parte de un compuesto más grande y se desconoce la carga individual), puede encontrar el número de oxidación de ese átomo mediante eliminación. Primero, determina cuál es la oxidación de todos los demás átomos del compuesto. Luego, resuelve la suma de la incógnita en la ecuación, basándose en la carga total del compuesto.
- Por ejemplo, en el compuesto Na₂ENTONCES₄, la carga de azufre (S) es desconocida; no está en su forma elemental, por lo que no es 0, pero eso es todo lo que sabemos. Este es un buen candidato para aplicar este método para determinar el número de oxidación algebraicamente.
Determine los números de oxidación conocidos de los otros elementos del compuesto. Usando las reglas de asignación de números de oxidación, determinamos qué números de oxidación tienen los otros átomos en el compuesto. Tenga en cuenta las excepciones como O, H, etc.
- En Na₂ENTONCES₄, sabemos, según nuestro conjunto de reglas, que el ion Na tiene una carga (y por lo tanto un número de oxidación) de +1 y que los átomos de oxígeno tienen un número de oxidación de -2.
Multiplica el número de cada átomo por el número de oxidación. Ahora que conocemos los números de oxidación de todos los átomos excepto el desconocido, tendremos que considerar que algunos de estos átomos pueden ocurrir más de una vez. Multiplica cada coeficiente (escrito en subíndice después del símbolo del átomo en el compuesto) por el número de oxidación.
- En cuanto a Na₂ENTONCES₄, sabemos que hay 2 átomos de Na y 4 átomos de O. Ahora hacemos el siguiente cálculo, 2 × +1, para obtener el número de oxidación de Na, 2, y multiplicamos 4 × -2, el número de oxidación de O, -8.
Sume los resultados. Sumando los resultados de estas multiplicaciones da el número de oxidación del compuesto, sin teniendo en cuenta el número de oxidación del átomo desconocido.
- En nuestro ejemplo con Na₂ENTONCES₄, sumamos 2 a -8 para obtener -6.
Calcule el número de oxidación desconocido según la carga del compuesto. Ahora tienes todos los datos para encontrar el número de oxidación desconocido usando un álgebra simple. Usaremos una ecuación y la respuesta del paso anterior, más la carga del compuesto. En otras palabras: (Suma de los números de oxidación desconocidos) + (el número de oxidación desconocido que desea saber) = (carga del compuesto).
- En el ejemplo de Na₂ENTONCES₄, resolvemos esto de la siguiente manera:
  - (Suma de los números de oxidación conocidos) + (número de oxidación desconocido que desea resolver) = (carga del compuesto)
  - -6 + S = 0
  - S = 0 + 6
  - S = 6. S tiene un número de oxidación o 6 en Na₂ENTONCES₄.

Consejos

Los átomos en su forma básica siempre tienen un número de oxidación de 0. Un ion que consta de 1 átomo tiene un número de oxidación igual a la carga. Los metales del grupo 1A tales como hidrógeno, litio y sodio tienen un número de oxidación +1; Los metales del grupo 2A, como el magnesio y el calcio, tienen un número de oxidación de +2. Tanto el hidrógeno como el oxígeno pueden tener 2 números de oxidación diferentes, dependiendo de su enlace.
En un compuesto, la suma de todos los números de oxidación debe ser igual a 0. Si hay un ion con 2 átomos, entonces la suma de los números de oxidación debe ser igual a la carga del ion.
Es muy útil saber leer la tabla periódica y dónde encontrar metales y no metales.