Articolul de faţă face parte din seria lecţiilor introductive în domeniul chimiei şi constă dintr-o scurtă introducere în reacţiile de oxido-reducere (reacţiile redox), cât şi în tematica numerelor de oxidare.

 

Reacţiile redox sunt reacţii chimice care au loc cu modificarea numărului de oxidare al unuia sau a mai multor elemente din componenţa reactanţilor. Bun, dar ce este  numărul de oxidare? Numărul de oxidare este o aproximaţie conceptuală a sarcinii pe care unui ion, dacă toate legăturile sale cu alţi atomi într-o moleculă ar fi perfect ionice.

Pentru a stabili numărul de oxidare al unui element, trebuie respectate anumite reguli:

1. Numărul de oxidare al unui atom neutru este egal cu 0 (zero).

ex: Numărul de oxidare al unui atom de magneziu (Mg) este zero.

2. Suma numerelor de oxidare ale elementelor ce formează o moleculă neutră este egală cu zero.

ex: Într-o moleculă de H2SO4 (acid sulfuric), suma numerelor de oxidare ale hidrogenului, sulfului si oxigenului este zero.

3. Numărul de oxidare al unui ion este egal cu sarcina sa.

ex: i. Numărul de oxidare al ionului Na+ este +1.

ii. Suma numerelor de oxidare al elementelor ce compun ionul MnO4- este -1.

4. Numărul de oxidare al unui atom combinat cu un atom identic este 0.

ex: Numărul de oxidare al clorului în Cl2 este 0, ambii atomi de clor fiind identici.

5. Numărul de oxidare al fluorului într-o moleculă (cu excepţia moleculei de F2) este întotdeauna -1.

6. Numărul de oxidare al hidrogenului este +1, excepţie fiind atunci când este într-o hidrură metalică, numărul lui de oxidare fiind atunci -1.

7. Numărul de oxidare al oxigenului este -2, excepţie făcând în cazul peroxizilor (atunci este -1) şi în cazul superoxizilor (când este -1/2).

8. Numărul de oxidare al elementelor din grupa întâi este +1.

9. Numărul de oxidare al elementelor din grupa doi este +2.

10. Numărul de oxidare al elementelor din grupa trei este +3.

 

La începutul lecţiei, am spus că în timpul unei reacţii redox, numărul de oxidare al unui element se schimbă. În reacţiile de oxidare, un element cedează electroni, deci numărul său de oxidare creşte. În reacţiile de reducere, numărul de oxidare al unui element scade, el primind electroni. Bineînţeles, reacţiile de oxidare şi de reducere apar mereu împreună. Unul dintre atomi cedează electroni, este oxidat, iar un alt atom acceptă acei electroni, fiind redus. Substanţele care cedează electroni se numesc reducători, iar substanţele ce acceptă electroni se numesc oxidanţi. Substanţele care se comportă ca reducători faţă de oxidanţii puternici, sau ca oxidanţi faţă de reducătorii puternici, se numesc amfoliţi redox.

Exemple de reducători sunt metalele, care au tendinţa de a se transforma în ioni pozitivi (Fe, Al, Mg, Ca, K), sau nemetalele slab electronegative (precum P, Si)

Exemple de oxidanţi sunt halogenii în formă moleculară (F2, Cl2, Br2, I2).