Di John Brennan
Aggiornato il 24 marzo 2022

Nella chimica redox, il trasferimento di elettroni viene monitorato attraverso i numeri di ossidazione. Quando il numero di ossidazione di un elemento aumenta, o diventa meno negativo, è stato ossidato; una diminuzione, o un movimento verso un valore più negativo, indica una riduzione. Ricorda il mnemonico OILRIG (L'ossidazione è una perdita, la riduzione è un guadagno) per mantenere la direzione diritta. Un agente ossidante accetta elettroni e viene esso stesso ridotto, mentre un agente riducente dona elettroni e si ossida.

Passaggio 1

Scrivi l'equazione chimica bilanciata della reazione. Ad esempio, la combustione del propano è rappresentata come:

C₃ H₈ (g) + 5O₂  → 3CO₂ (g) + 4H₂ O(l)

Passaggio 2

Assegna i numeri di ossidazione a ogni elemento utilizzando queste regole fondamentali:

• Gli elementi nella loro forma elementare hanno un numero di ossidazione pari a 0 (ad es. O₂ , N₂ ).
• Il fluoro è sempre –1 nei composti. L'ossigeno è -2 tranne che nei perossidi o quando è legato al fluoro.
• L'idrogeno ha +1 quando è legato a non metalli e -1 quando è legato a metalli.
• Gli alogeni (gruppo 17) sono -1 a meno che non siano accoppiati con ossigeno o un alogeno più elettronegativo, nel qual caso sono +1.
• I metalli del Gruppo 1 sono +1; i metalli del gruppo2 sono +2.
• La somma dei numeri di ossidazione in una molecola neutra è uguale a 0; in uno ione è uguale alla carica dello ione.

Ad esempio, lo ione solfato, SO₄ ^2– , ha una carica netta pari a –2, quindi la somma dei numeri di ossidazione di S e O deve dare –2.

Passaggio 3

Confrontare i numeri di ossidazione dal lato reagente con quelli dal lato prodotto. Una specie il cui numero diminuisce (o diventa più negativo) ha guadagnato elettroni:si è ridotto. Una specie il cui numero aumenta (o diventa meno negativo) ha perso elettroni:si è ossidato.

Nell'esempio della combustione del propano, l'ossigeno inizia a 0 e termina a –2 in entrambi i CO₂ e H₂ O, quindi l'ossigeno è ridotto. I carboni del propano vanno da –3 (in C₃ H₈ ) a +4 (in CO₂ ), indicando l'ossidazione.

Passaggio 4

Identificare gli agenti ossidanti e riducenti:

• La sostanza che ne ossida un'altra è l'agente ossidante .
• La sostanza che ne riduce un'altra è l'agente riducente .

Pertanto, nella reazione propano-ossigeno, O₂ è l'agente ossidante e C₃ H₈ è l'agente riducente.

Passaggio 5

Tieni presente che un composto può svolgere entrambi i ruoli a seconda della specie partner. Alcune sostanze perdono facilmente elettroni e sono generalmente considerate agenti riducenti; altri eccellono nell'accettare gli elettroni e agiscono come agenti ossidanti. Il ruolo effettivo è dettato dallo specifico contesto di reazione.

Cose necessarie

• Tavola periodica
• Matita
• Carta

TL;DR

Padroneggiare i numeri di ossidazione richiede pratica. Prova ad assegnare numeri a vari composti finché gli schemi non diventano intuitivi.

Riferimenti

• "Principi chimici:la ricerca dell'intuizione, 4a edizione"; Peter Atkins e Loretta Jones; 2008.