Número de Oxidação (Nox)

Diversas transformações químicas ocorrem através de reações de oxirredução. E muitas delas possuem aplicações para nós, desde usos industriais, como na produção de ferro, queima de combustível para gerar energia, extração de metais de minérios, etc. até usos domésticos, em pilhas e baterias, alvejantes e produtos de limpeza, dentre outros. Além disso, muitos processos metabólicos essenciais para manutenção da vida são reações de oxirredução, como a respiração, a produção de energia pela quebra da glicose, a fotossíntese, etc. Mas como é possível identificar se uma reação é redox?

Uma reação é considerada de oxirredução quando há transferência de elétrons de uma espécie a outra, para isso foi criado o número de oxidação, ou Nox. Ele foi definido de forma que, quando ocorre uma oxidação, haverá aumento do número de oxidação, e quando houver redução, haverá diminuição, facilitando o reconhecimento de uma reação redox. O Nox de um elemento é a carga elétrica que ele adquire quando faz uma ligação iônica ou a carga parcial (δ) que ele adquire quando faz uma ligação covalente, que irá depender da eletronegatividade do elemento, isto é, se na ligação covalente ele atrairá mais ou menos elétrons para si e dos outros elementos que formam o composto.

Sendo assim, alguns elementos apresentarão números de oxidação diferentes, dependendo do composto que ele está constituindo. Outros, porém, por serem bastante eletronegativos ou eletropositivos, apresentarão um mesmo Nox em diversos compostos distintos, são elementos que seguem um certo padrão. Então, para determinar o número de oxidação dos elementos de um composto, partimos primeiro daqueles que já são conhecidos, de acordo com a tabela abaixo.

Principais Nox
Metais Alcalinos (família 1A) + Prata (Ag) Em substâncias compostas +1
Metais Alcalino-terrosos (família 2A) + Zinco (Zn) Em substâncias compostas +2
Alumínio (Al) Em substâncias compostas +3
Enxofre (S) Em sulfetos (quando for o elemento mais eletronegativo) -2
Halogênios (família 7A) Em halogenetos (quando for o elemento mais eletronegativo) -1
Hidrogênio (H) Ligado a ametais (mais eletronegativos que ele) +1
Ligado a metais (menos eletronegativos que ele) -1
Oxigênio (O) Maioria das substâncias compostas -2
Em peróxidos -1
Em superperóxidos -1/2
Em fluoretos +1

O próximo passo, então, é determinar os Nox dos elementos restantes, sabendo que:

  • A soma de todos os Nox dos elementos de um composto sempre dá igual a zero; pois trata-se de uma substância neutra.
  • A soma de todos os Nox dos elementos em um íon composto é sempre igual à carga do íon.
  • O Nox de substâncias simples é sempre igual a zero. (Exemplos: N2, H2, Na, Fe, etc.)
  • O Nox de íons é igual a sua carga. (Exemplos: Na+ possui Nox = +1; S2- possui Nox = -2).

Assim, quando temos uma reação de oxirredução para se determinar os Nox, iniciamos com os das substâncias simples e de íons simples. Para substâncias e íons compostos, determinamos os Nox de elementos conhecidos para depois encontrar os valores dos outros elementos, fazendo uma equação simples, na qual a soma de todos os números de oxidação dos elementos do composto é igual a zero (substância composta) ou à carga do íon (íon composto).

Exemplos

HCl

Hidrogênio ligado a ametal → nox +1
Cloro → halogênio → nox -1

O HCl é uma substância composta e neutra, logo a soma dos nox é igual a zero.

HClO

Hidrogênio ligado a ametal → nox +1
Cl → ?
Oxigênio → nox -2

Da mesma forma, o HClO é uma substância composta e neutra, logo a soma dos nox é igual a zero:

nox H + nox Cl + nox O = 0

1 + x + (-2) = 0

logo o nox do Cloro será +1

OBSERVAÇÃO: um átomo que não se encaixe nas regras (como o Cloro) não precisa ter o mesmo NOX em todas as moléculas. Acima notamos que no HCl o nox do Cloro é -1 , e no HClO, seu nox é +1.

CaCO3

Neste caso, precisamos multiplicar o nox das regras, pelo numero de átomos do elemento na molécula.

nox oxigênio = -2 . 3 = -6
nox cálcio = metal alcalino-terroso = +2

Para descobrir o nox do carbono:

(-2 . 3) + 2 + x = 0
-6 + 2 + x = 0

Logo o nox do carbono é +4.

Arquivado em: Eletroquímica, Química