Número de oxidación

¿ Qué es el número de oxidación?

El número de oxidación o también llamado estado de oxidación es la carga eléctrica ficticia que se le asigna a un átomo. Se utiliza para indicar la posible carga neta del mismo y un posible método de contabilidad de electrones. Por ejemplo, se utiliza para conocer si una reacción es redox o no. Únicamente en el caso de los iones elementales se puede afirmar que el número de oxidación coincide con la carga eléctrica real del mismo.

A continuación se describen una serie de reglas para asignar el número de oxidación a diferentes átomos:

  • El número de oxidación de un elemento en su estado libre es 0. Por ejemplo: H2, O2, P4, etc. = 0.
  • El número de oxidación de iónes monoatómicos es igual a la carga de dichos iones. Por ejemplo: Na+ = +1, Ca2+ = +2; Cl = -1.
  • El número de oxidación del hidrógeno es +1 en todos sus compuestos, excepto en los hidruros metálicos que es -1. Por ejemplo: NaH.
  • El número de oxidación del oxígeno es -2 en todos sus compuestos, excepto en los peróxidos don de es -1. Por ejemplo: H2O2 o Na2O2. El oxígeno combinado con flúor tiene un número de oxidación de -2. Por ejemplo: OF2.
  • El número de oxidación para los metales alcalinos (Li, Na, K, Rb …) es +1, y para los alcalinoterreos (Be, Mg, Ca, Sr …) +2. El flúor es el elemento más electronegativo de todos correspondiéndole un número de oxidación de -1.
  • En las combinaciones entre los no-metales (sin hidrógeno ni oxígeno), el elemento menos metálico presenta un número de oxidación negativo (siendo el valor numérico igual a la carga del ión negativo mas frecuente). Por ejemplo: CCl4 el cloro presenta un nº de oxidación de -1 y el carbono de +4. (véase regla siguiente).
  • Los números de oxidación de los elementos restantes, se calculan a partir de las reglas anteriores, teniendo en cuenta la suma algebraica de los nº de oxidación debe de ser cero para moléculas neutras, e igual a la carga neta para los iones poliatómicos.

Cálculo del número de oxidación para un solo átomo de carbono

En compuestos con un solo carbono el nº de oxidación se puede calcular a partir de la fórmula molecular.

Se suelen usar como referencia valores de +1 y -2 para los nº de oxidación del hidrógeno y oxígeno, respectivamente.

Por tanto, en moléculas como CH4 o CO2 debido a que la carga total es 0, el nº de oxidación del carbono en el metano es -4, y en el dióxido de carbono +4.

  • La oxidación de un carbono corresponde al aumento del número de enlaces C-O.
  • La reducción de un carbono corresponde a la disminución del número de enlaces C-O, o al aumento del nº de enlaces carbono-hidrógeno C-H.

Por ejemplo, en la siguiente reacción:

numero de oxidacion calculo del numero de oxidacion estado de oxidacion

la molécula de RCOH se oxida a RCOOH (aumenta el nº de enlaces C-O), mientras que también se reduce hasta RCH2OH (disminuye el nº de enlaces C-O, o bien, aumenta el nº de enlaces C-H).

Por tanto, en dicho ejemplo el reactivo se oxida y también se reduce; es la llamada reacción de Cannizzaro.