Stato di ossidazione
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In chimica, lo stato di ossidazione (o numero di ossidazione) di un elemento chimico in un composto è definito come il numero di elettroni ceduti o acquisiti durante la formazione di un composto. La somma algebrica dei numeri di ossidazione deve restituire 0 affinché un composto sia stabile.
Conoscere i numeri di ossidazione degli elementi dei composti coinvolti in una reazione consente di distinguere le reazioni di ossido-riduzione dalle normali reazioni di scambio: nelle prime i numeri di ossidazione degli elementi cambiano, nelle seconde no.
Le reazioni di ossido-riduzione (dette anche redox) implicano un trasferimento di elettroni tra i reagenti. Tale trasferimento può essere sfruttato per produrre una corrente elettrica continua, come nel caso della pila.
Prendendo l'esempio dell'acido solforico, sapendo che l'ossigeno è più elettronegativo dello zolfo e dell'idrogeno, si ha che i numeri di ossidazione degli elementi che lo costituiscono sono
O-H | idrogeno: +1 x 2 atomi: +2 O=S=O zolfo: +6 x 1 atomo: +6 | ossigeno: -2 x 4 atomi: -8 O-H
Dall'applicazione della definizione, consegue che la somma dei numeri di ossidazione degli elementi di una molecola neutra è zero. Nel caso di uno ione, occorre tenere conto che la somma dei numeri di ossidazione dei suoi elementi deve essere uguale alla carica dello ione medesimo.
[modifica] Regole empiriche per determinare il numero di ossidazione
- per gli atomi di una qualsiasi specie chimica allo stato elementare il numero di ossidazione è 0
- per gli elementi del gruppo I (metalli alcalini) nei composti il numero di ossidazione è +1
- per gli elementi del gruppo II (metalli alcalino terrosi), lo zinco (Zn) e il cadmio (Cd) nei composti, il numero di ossidazione è +2
- nei suoi composti, l'idrogeno ha numero di ossidazione +1, negli idruri dei metalli ha numero di ossidazione -1
- nei suoi composti, l'ossigeno ha numero di ossidazione -2, (poche eccezioni: -1 nei perossidi, -1/2 nei superossidi, nel difluoruro d'ossigeno OF2 è +2)
- il fluoro (F) ha sempre numero di ossidazione -1. Il cloro (Cl), il bromo (Br) e lo iodio (I) hanno numero di ossidazione -1, tranne che nei composti in cui sono legati a fluoro o ossigeno, nei quali assumono numeri di ossidazione positivi +1, +3, +5, +7
- per qualsiasi elemento allo stato di ione monoatomico il numero di ossidazione è uguale alla carica dello ione
- la somma dei numeri di ossidazione degli elementi presenti in una molecola neutra è uguale a zero; in uno ione poliatomico la somma dei numeri di ossidazione coincide con la carica dello ione.
[modifica] Bibliografia
- Paolo Silvestroni, Fondamenti di chimica, 10a ed. CEA, 1996. pp. 98-102 ISBN 8840809988
