Numero di ossidazione: esercizi svolti
Il numero di ossidazione di un elemento indica il numero di elettroni persi, acquistati o messi in compartecipazione quando si forma un legame chimico da parte di un elemento.
Regole e esempi
Vi sono alcune regole per assegnare il numero di ossidazione a un elemento. Il numero di ossidazione
1) Per un elemento allo stato elementare o combinato con sé stesso vale zero.
Esempio: Al e Cl2 hanno n.o. pari a zero
2) Per uno ione monoatomico è uguale alla sua carica
Esempio: Al3+ ha n.o. a +3, Na+ ha n.o. pari a +1, F– ha n.o. pari a -1
3) Il n.o. dell’idrogeno in un composto è sempre pari a +1 ad eccezione degli idruri dove l’idrogeno ha n.o. -1
Esempio: il n.o. dell’idrogeno in HCl è pari a +1, il n.o. dell’idrogeno in CaH2 (idruro di calcio) è pari -1
4) il n.o. dell’ossigeno in un composto è sempre uguale a -2 ad eccezione dei perossidi dove l’ossigeno ha n.o. -1 e nel composto OF2 dove ha n.o. pari a +2
Esempio: il n.o. dell’ossigeno in BaO è pari a -2, il n.o. dell’ossigeno in H2O2 ( perossido di idrogeno) è pari a -1
5) I metalli del Primo Gruppo nei composti hanno sempre n.o. pari a +1
Esempio: il numero di ossidazione del potassio in KCl è pari a +1, il numero di ossidazione del sodio in Na2O è pari a +1
6) La somma algebrica dei numeri di ossidazione in un composto è pari a zero
Esempio: il numero di ossidazione del cloro in NaCl è pari a -1 dal momento che il n.o. del sodio è pari sempre a +1
7) La somma algebrica dei numeri di ossidazione in uno ione poliatomico è pari alla carica dello ione
Esempio: Il n.o. del carbonio in CO32- è pari a +4: infatti il n.o. dell’ossigeno è -2 (nello ione sono presenti 3 atomi di ossigeno);
numero di ossidazione del carbonio + 3(-2) = -2 (carica dello ione)
da cui n.o. del carbonio – 6 = -2 ovvero n.o. del carbonio = 6-2 = +4
8) In un composto l’elemento più elettronegativo ha n.o. negativo mentre l’elemento meno elettronegativo ha n.o. positivo
Esercizi
Assegnare il numero di ossidazione a ciascun elemento nei seguenti composti:
HClO, BaSO4, Ca(NO3)2, NaNO2, K2Cr2O7, SO42-
a) HClO: l’idrogeno ha n.o. +1 mentre l’ossigeno -2;
detto x il numero di ossidazione del cloro applicando la regola 6) secondo la quale la somma algebrica dei n.o. in un composto è pari a zero si ha
+1 + x -2 = 0 da cui x = +1
b) BaSO4: il bario è un elemento del secondo gruppo e quindi ha n.o. pari a +2; l’ossigeno -2 ( ve ne sono 4). Detto x il numero di ossidazione dello zolfo si ha
+2 + x + 4(-2) =0 da cui +2 +x – 8 =0 ovvero x – 6 = 0 quindi x = +6
c) Ca(NO3)2: il calcio è un elemento del secondo gruppo e quindi ha numero di ossidazione pari a +2; l’ossigeno -2 ( ve ne sono = 6). Detto x il numero di ossidazione dell’azoto ( tenendo presente che nelle molecola ve ne sono 2 si ha:
+2 + 2x + 6 (-2)= 0 da cui: 2 + 2x -12 = 0 ovvero 2x -10 = 0 quindi x = 10/2 = +5
d) NaNO2: il sodio è un elemento del primo gruppo e ha n.o. pari a +1; l’ossigeno -2 ( ve ne sono 2). Detto x il numero di ossidazione dell’azoto si ha:
+1 +x + 2(-2)=0 da cui 1 + x -4 = 0 ovvero x-3 = 0 quindi x = +3
e) K2Cr2O7: il potassio è un elemento del primo gruppo ed ha sempre n.o. +1 ( ve ne sono 2) , l’ossigeno -2 ( ve ne sono 7). Detto x il numero di ossidazione del cromo ( ve ne sono 2) si ha
2 ( +1) + 2x + 7 (-2) = 0 da cui: 2 + 2x -14 = 0 ovvero 2x – 12 = 0 da cui x = +6
f) SO42- è uno ione poliatomico per cui va applicata la regola (7 : tenendo conto che l’ossigeno ha n.o. pari a -2 ( ve ne sono 4). Detto x il numero di ossidazione dello zolfo si ha
x + 4(-2) = -2 da cui x -8 = -2 ovvero x = +6
Un caso particolare per gli amanti della chimica:
Attribuire il n.o. dello zolfo nello ione poliatomico tetrationato S4O62-
Applicando la regola (7 e tenendo conto che l’ossigeno ha numero di ossidazione pari a -2 ( ve ne sono 6). Detto x il numero di ossidazione dello zolfo ( ve ne sono 4 ) si ha
4x + 6 (-2) = -2 da cui 4x -12 = -2 ovvero 4x = 10 da cui x = 10/4 = 5.2 ovvero 2.5. In generale i numeri di ossidazione degli elementi sono numeri interi per cui ciò può apparire strano; la struttura del tetrationato è quella che si può vedere in figura:
in cui due atomi di zolfo, essendo legati reciprocamente hanno entrambi numero di ossidazione pari a zero. I rimanenti due atomi di zolfo hanno entrambi numero di ossidazione +5