3 QUIMICA Schaum

NÚMERO DE OXIDACIÓN 183
NÚMERO DE OXIDACIÓN
No siempre es obvio saber, sólo con las cargas, si una sustancia se está oxidando, reduciendo o no participa en esos
procesos. Por ejemplo, el MnO 2 reacciona con ácido clorhídrico y forma, entre otras cosas, el ion Mn 2+ y cloro gaseoso,
Cl 2 . El cloro neutro, Cl 2 , procede del ion cloruro, Cl − , lo cual es un proceso de oxidación (2 Cl − → Cl 2 ). Sin
embargo, como el manganeso tiene carga en ambos casos, MnO 2 y Mn 2+ , sería fácil pasar por alto que haya habido
un cambio de carga (Mn 4+ → Mn 2+ , una reducción). La forma en la que en este caso se llegó a las conclusiones
requiere que las cargas (términos equivalentes: números de oxidación, estado de oxidación, estado de valencia y valencia)
se determinen para cada una de las sustancias en forma individual (átomos individuales o iones de átomos de una
especie) y se comparen en el lado izquierdo y el lado derecho de la reacción, como se hizo en los paréntesis anteriores,
en este párrafo. En otras palabras, no hay atajos, se deben hacer las comparaciones, y la determinación de la oxidación
y la reducción deben ser adecuadas.
Otro ejemplo es la reacción del ácido arsenioso, H 3 AsO 3 con I 2 , durante la cual se produce el ion arseniato,
HAsO 4 2− , junto con el ion yoduro, I − (H 3 AsO 3 + I 2 → HAsO 4
2− + I − , incompleta y sin balancear). Como el yodo se
reduce (de yodo neutro al anión), el arsénico del ácido se debe oxidar. La acción del arsénico se torna evidente al
examinar su número de oxidación, determinado por los demás elementos que forman el ácido y el ion. Tenga presente
que el número de oxidación del hidrógeno es +1 y el del oxígeno es −2, que es casi siempre el caso con estos dos
elementos.
H 3 AsO 3 la carga neta 0 se determina por H 3 As O 3
+3 +3 −6 = 0 (carga neta)
HAsO 2−
4
la carga neta −2 se determina por H As O 2−
4
+1 +5 −8 =−2 (carga neta)
Observe que número de oxidación no es lo mismo que carga formal (capítulo 9). La carga formal se basa en un
mapa que se intenta hacer de la distribución de la carga real en una molécula o ion, considerando la estructura detallada
y los enlaces. El número de oxidación es un concepto más simple, que no requiere información sobre variables
electrónicas como enlaces sencillos o múltiples, y estructuras de octeto y no de octeto. Los números de oxidación se
calculan directamente a partir de la fórmula. Hay dos reglas básicas para asignar el número de oxidación, que son:
1. En los compuestos iónicos binarios, el número de oxidación es la carga por átomo.
EJEMPLO 1 El CdCl 2 es un compuesto iónico y se puede representar con Cd 2+ (Cl − ) 2 para indicar su carácter iónico. Los iones
cadmio y cloruro tienen los números de oxidación +2 y −1, porque éste es un compuesto iónico; no se comparten electrones y, en
consecuencia, no hay cargas parciales. En el Hg 2 Cl 2 se considera que cada mercurio en Hg 2
2 + tiene +1. El ion cloruro tiene −1,
como en el CdCl 2 .
2. En los compuestos covalentes (no iónicos), los electrones involucrados en la formación de enlaces no se transfieren
por completo de uno a otro elemento, sino que se comparten más o menos por igual entre los átomos del enlace.
Para fines de establecer números de oxidación, la práctica es asignar (artificialmente) cada electrón de enlace a un
átomo específico. Si los átomos son de la misma clase (Cl 2 , N 2 , C en el H 3 C—CH 3 ), la mitad de los electrones de
enlace se asignan a cada uno de los dos átomos. Si los átomos son diferentes, todos los electrones del enlace se
asignan al átomo que tenga mayor electronegatividad (capítulo 9). Nota: Hay corolarios como los siguientes:
a) El número de oxidación de un elemento libre (no combinado) es cero (0).
EJEMPLO 2 En el caso de moléculas diatómicas y otras moléculas de los mismos átomos (como la de S 8 ), un electrón de un
enlace se asigna a un átomo, y el otro electrón se asigna al otro átomo. Por ejemplo, en el caso del H 2 (H—H), un electrón va a cada
uno de los hidrógenos.
b) El número de oxidación del hidrógeno en los compuestos suele ser +1, excepto en el caso de los hidruros
metálicos, H − .
EJEMPLO 3 En el NH 3 , el átomo de nitrógeno está unido directamente a cada uno de los átomos de hidrógeno. Como el nitrógeno
es más electronegativo que el hidrógeno, todos los electrones de enlace se asignan al nitrógeno. Cada hidrógeno, menos su