Cómo determinar el estado de oxidación.

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Contenido

Pasos
Parte 1 de 2: Determinación del estado de oxidación según las leyes de la química.
Parte 2 de 2: Determinación del estado de oxidación sin usar las leyes de la química
Consejos
Qué necesitas

En química, los términos "oxidación" y "reducción" significan reacciones en las que un átomo o un grupo de átomos pierden o, respectivamente, ganan electrones. El estado de oxidación es un valor numérico asignado a uno o más átomos que caracteriza el número de electrones redistribuidos y muestra cómo estos electrones se distribuyen entre los átomos durante una reacción. La determinación de este valor puede ser un procedimiento simple y bastante complejo, dependiendo de los átomos y las moléculas que los componen. Además, los átomos de algunos elementos pueden tener varios estados de oxidación. Afortunadamente, existen reglas simples e inequívocas para determinar el estado de oxidación, para cuyo uso seguro es suficiente conocer los conceptos básicos de química y álgebra.

Pasos

Parte 1 de 2: Determinación del estado de oxidación según las leyes de la química.

1 Determina si la sustancia en cuestión es elemental. El estado de oxidación de los átomos fuera de un compuesto químico es cero. Esta regla es válida tanto para sustancias formadas a partir de átomos libres separados como para aquellas que constan de dos o moléculas poliatómicas de un elemento.
- Por ejemplo, Al_(s) y Cl₂ tienen un estado de oxidación de 0, ya que ambos se encuentran en un estado elemental químicamente libre.
- Tenga en cuenta que la forma alotrópica de azufre S₈, u octacera, a pesar de su estructura atípica, también se caracteriza por un estado de oxidación cero.
2 Determina si la sustancia en cuestión está compuesta de iones. El estado de oxidación de los iones es igual a su carga. Esto es cierto tanto para los iones libres como para los que forman parte de compuestos químicos.
- Por ejemplo, el estado de oxidación del ion Cl es -1.
- El estado de oxidación del ion Cl en el compuesto químico NaCl también es -1. Dado que el ion Na, por definición, tiene una carga de +1, concluimos que la carga del ion Cl es -1 y, por lo tanto, su estado de oxidación es -1.
3 Tenga en cuenta que los iones metálicos pueden tener varios estados de oxidación. Los átomos de muchos elementos metálicos pueden ionizarse en diferentes cantidades. Por ejemplo, la carga de iones de un metal como el hierro (Fe) es +2 o +3. La carga de los iones metálicos (y su estado de oxidación) puede estar determinada por las cargas de los iones de otros elementos con los que este metal forma parte de un compuesto químico; en el texto, esta carga se indica con números romanos: por ejemplo, el hierro (III) tiene un estado de oxidación de +3.
- Como ejemplo, considere un compuesto que contiene un ión de aluminio. Carga total de compuesto de AlCl₃ es cero.Como sabemos que los iones Cl tienen una carga de -1, y el compuesto contiene 3 de tales iones, para la neutralidad general de la sustancia en cuestión, el ion Al debe tener una carga de +3. Por tanto, en este caso, el estado de oxidación del aluminio es +3.
4 El estado de oxidación del oxígeno es -2 (con algunas excepciones). En casi todos los casos, los átomos de oxígeno tienen un estado de oxidación de -2. Hay varias excepciones a esta regla:
- Si el oxígeno está en estado elemental (O₂), su estado de oxidación es 0, como en el caso de otras sustancias elementales.
- Si el oxígeno es parte de peróxido, su estado de oxidación es -1. Los peróxidos son un grupo de compuestos que contienen un enlace simple oxígeno-oxígeno (es decir, el anión peróxido O₂). Por ejemplo, en la composición de la H₂O₂ (peróxido de hidrógeno) el oxígeno tiene una carga y un estado de oxidación de -1.
- Cuando se combina con flúor, el oxígeno tiene un estado de oxidación de +2, lea la regla para el flúor a continuación.
5 El hidrógeno tiene un estado de oxidación de +1, con algunas excepciones. Al igual que con el oxígeno, también hay excepciones. Como regla general, el estado de oxidación del hidrógeno es +1 (si no está en el estado elemental H₂). Sin embargo, en compuestos llamados hidruros, el estado de oxidación del hidrógeno es -1.
- Por ejemplo, en H₂O El estado de oxidación del hidrógeno es +1 porque el átomo de oxígeno tiene una carga de -2 y se requieren dos cargas +1 para la neutralidad general. Sin embargo, en la composición del hidruro de sodio, el estado de oxidación del hidrógeno ya es -1, ya que el ion Na tiene una carga de +1, y para la electroneutralidad general, la carga del átomo de hidrógeno (y por lo tanto su estado de oxidación) debería ser -1.
6 Flúor siempre tiene un estado de oxidación de -1. Como ya se señaló, el estado de oxidación de algunos elementos (iones metálicos, átomos de oxígeno en peróxidos, etc.) puede variar dependiendo de varios factores. El estado de oxidación del flúor, sin embargo, es invariablemente -1. Esto se debe al hecho de que este elemento tiene la mayor electronegatividad; en otras palabras, los átomos de flúor son los menos dispuestos a separarse de sus propios electrones y a atraer más activamente electrones extraños. Por lo tanto, su cargo permanece sin cambios.
7 La suma de los estados de oxidación de un compuesto es igual a su carga. Los estados de oxidación de todos los átomos que forman un compuesto químico deben sumarse a la carga de este compuesto. Por ejemplo, si un compuesto es neutro, la suma de los estados de oxidación de todos sus átomos debería ser cero; si el compuesto es un ion poliatómico con una carga de -1, la suma de los estados de oxidación es -1, y así sucesivamente.
- Este es un buen método de prueba: si la suma de los estados de oxidación no es igual a la carga total del compuesto, entonces está equivocado en alguna parte.

Parte 2 de 2: Determinación del estado de oxidación sin usar las leyes de la química

1 Encuentra átomos que no tengan reglas estrictas sobre su estado de oxidación. Para algunos elementos, no existen reglas firmemente establecidas para encontrar el estado de oxidación. Si un átomo no se ajusta a ninguna de las reglas enumeradas anteriormente y no conoce su carga (por ejemplo, el átomo es parte de un complejo y su carga no está especificada), puede determinar el estado de oxidación de dicho átomo. por exclusión. Primero, determine la carga de todos los demás átomos en el compuesto y luego, a partir de la carga total conocida del compuesto, calcule el estado de oxidación de este átomo.
- Por ejemplo, en el compuesto Na₂ASI QUE₄ la carga del átomo de azufre (S) es desconocida; solo sabemos que no es cero, ya que el azufre no está en un estado elemental. Este compuesto sirve como un buen ejemplo para ilustrar el método algebraico para determinar el estado de oxidación.
2 Encuentre los estados de oxidación de los elementos restantes en el compuesto. Usando las reglas descritas anteriormente, determine los estados de oxidación de los átomos restantes del compuesto. No olvide las excepciones a la regla para O, H, etc.
- Para Na₂ASI QUE₄, usando nuestras reglas, encontramos que la carga (y por lo tanto el estado de oxidación) del ion Na es +1, y para cada uno de los átomos de oxígeno es -2.
3 Multiplica el número de átomos por su estado de oxidación. Ahora que conocemos los estados de oxidación de todos los átomos menos uno, es necesario tener en cuenta que puede haber varios átomos de algunos elementos. Multiplica el número de átomos de cada elemento (se indica en la fórmula química del compuesto como un subíndice que sigue al símbolo del elemento) por su estado de oxidación.
- En Na₂ASI QUE₄ tenemos 2 átomos de Na y 4 átomos de O. Así, multiplicando 2 × +1, obtenemos el estado de oxidación de todos los átomos de Na (2) y multiplicando 4 × -2 - el estado de oxidación de los átomos de O (-8).
4 Sume los resultados anteriores. Resumiendo los resultados de la multiplicación, obtenemos el estado de oxidación del compuesto. sin teniendo en cuenta la contribución del átomo deseado.
- En nuestro ejemplo, para Na₂ASI QUE₄ sumamos 2 y -8 y obtenemos -6.
5 Encuentre el estado de oxidación desconocido a partir de la carga del compuesto. Ahora tiene todos los datos para calcular fácilmente el estado de oxidación deseado. Escriba una ecuación, en el lado izquierdo de la cual estará la suma del número obtenido en el paso de cálculo anterior y el estado de oxidación desconocido, y en el lado derecho de la carga total del compuesto. En otras palabras, (Suma de estados de oxidación conocidos) + (estado de oxidación deseado) = (carga de un compuesto).
- En nuestro caso, Na₂ASI QUE₄ la solución se ve así:
  - (Suma de los estados de oxidación conocidos) + (estado de oxidación deseado) = (carga del compuesto)
  - -6 + S = 0
  - S = 0 + 6
  - S = 6.V Na₂ASI QUE₄ el azufre tiene un estado de oxidación 6.

Consejos

En los compuestos, la suma de todos los estados de oxidación debe ser igual a la carga. Por ejemplo, si el compuesto es un ion diatómico, la suma de los estados de oxidación de los átomos debe ser igual a la carga iónica total.
Es muy útil poder utilizar la tabla periódica y saber dónde se encuentran en ella los elementos metálicos y no metálicos.
El estado de oxidación de los átomos en forma elemental es siempre cero. El estado de oxidación de un solo ion es igual a su carga. Los elementos del grupo 1A de la tabla periódica, como hidrógeno, litio, sodio, en forma elemental tienen un estado de oxidación de +1; El estado de oxidación de los metales del Grupo 2A, como el magnesio y el calcio, es +2 en forma elemental. El oxígeno y el hidrógeno, según el tipo de enlace químico, pueden tener 2 estados de oxidación diferentes.