Número de oxidação (NOX)

Resumo Completo

Fala aí! Hoje a gente vai ver um pouco sobre o NOX, Beleza?

Conseguir determinar o nox de um elemento é importante de maaais, então vamos com calma que isso aqui vai te ajudar em todo o resto que vem depois. Nem pensar em pular para o próximo material se não manja ainda desses paranauê.

Então vamos lá, o nox, ou número de oxidação, indica se os elétrons compartilhados por um átomo tão mais perto dele ou de outros átomos ligados a ele. O cálculo de nox é feito levando em consideração a eletronegatividade dos elementos que fazem a ligação química, o átomo mais eletronegativo puxa os elétrons e aí ele acaba ficando com uma carga negativa.

Como seria sem levar em conta a eletronegatividade

Como realmente é

Ali na figura podemos ver os elétrons da ligação da molécula de HCl próximos ao átomo de cloro, que é o mais eletronegativo, e isso confere carga parcial a cada um dos elementos da ligação. Nesse caso, diz-se que o átomo de Cl está com nox= -1 e o átomo de H está com nox= +1.

Agora que você já viu o que significa o nox, vamos ao que realmente importa, que é aprender o como se calcula isso aí.

Cálculo do nox de elementos numa molécula

Para começar, têm umas regrinhas que ajudam muito na hora de resolver isso. Vamos a elas:

  • Substancia simples tem sempre nox = o
  • A soma dos nox da molécula tem que ser igual a zero
  • Metais alcalinos têm nox= +1
  • Metais alcalinos terrosos têm nox=+2
  • O Hidrogênio tem nox= +1 sempre que tiver ligado a outro ametal
  • Oxigênio tem nox= -2 exceto se estiver sozinho, ligado ao flúor ou se tiver formando compostos ditos peróxidos ou superóxidos
  • Ametais fazendo ligações iônicas diretamente com metais tem nox que lhe permite completar o octeto.

Exemplos

Agora vamos praticar calculando o nox do elemento em destaque em cada caso.

H 2 S O 4     2     ( + 1 )   +   X   +   4     ( - 2 )   =   0

Aí resolvendo essa continha vamos ver que X = +6 esse é o nox do S.

H B r O     + 1   +   X   - 2   =   0

Agora a conta deu que X = +1 e esse é o nox do Br.

K M n O 4     + 1   + X   +   4     ( - 2 )   =   0

Nesse caso o nox do Mn é +7

Cálculo do nox de elementos em íons

Vamos ao conjunto de regras

Todas as anteriores são válidas

A soma do nox de um íon tem que ser igual a carga do íon

Então hora do show, digo de testar isso aí, fazendo a mesma coisa que antes calculando o nox do elemento em destaque.

H C O 3 - 1     + 1   +   X   + 3 ( - 2 )   =   - 1

Agora depois de resolver essas contas você descobriu que o nox do C a r b o n o   é   + 4

N H 4 + 1     X   +   4     ( + 1 )   =   + 1

aí resolvendo a equação X =   - 3

Agora que já sabe calcular nox eu vou te ajudar a fazer uns exercícios de fixação ;)

Expandir

Exercício Resolvido #1

Enunciado

Elaboração própria.

Os compostos de Cromo podem apresentar diversos estados de oxidação, sabendo disso e de seus conhecimentos ordene as espécies contendo Cromo em ordem crescente de nox desse elemento:

C r 2 O 3  

C r 2 O 7 - 2

K C r O 4

C r C l 2

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Passo 1

Para fazer isso a gente vai apenas calcular os nox do Cr em cada caso, então vamos lá

Para começar vamos ter que lembar:

  • n o x   d o   O   =   - 2
  • C a r g a   d e   m o l é c u l a   =   0 então a soma dos nox da zero
  • Soma dos nox de íons tem que dar igual a carga do íon
  • N o x   d o   C l   =   - 1 sempre que ele fizer ligação com metais.
  • N o x   d o   K   =   + 1 já que ele é um metal alcalino, familia IA
  • daí a gente vai levar essas considerações aqui para fazer o calculo dos nox

    C r 2 O 3  

  • n o x   d o   O   =   - 2
  • C a r g a   d e   m o l é c u l a   =   0 então a soma dos nox da zero
  • C r 2 O 3         2   .   X   +   3   .     ( - 2 )   =   0         l o g o   X   =   + 3

    C r 2 O 7 - 2

  • nox do O = -2
  • C a r g a   d e   m o l é c u l a   =   0 então a soma dos nox da zero
  • Soma dos nox de íons tem que dar igual a carga do íon
  • C r 2 O 7 - 2     2   .     X   +   7   .     ( - 2 )   =   - 2     L o g o   X   =   + 6

    K C r O 4

  • n o x   d o   O   =   - 2
  • C a r g a   d e   m o l é c u l a   =   0   então a soma dos nox da zero
  • N o x   d o   K   =   + 1 já que ele é um metal alcalino, familia IA
  • K C r O 4   + 1   +   X   + 4   .     ( - 2 )   =   0         l o g o   X   =   + 7

    C r C l 2

  • C a r g a   d e   m o l é c u l a   =   0 então a soma dos nox da zero
  • N o x   d o   C l   =   - 1 sempre que ele fizer ligação com metais

C r C l 2       X     +   2     ( - 1 )   =   0         L o g o     X   =   + 2

Passo 2

Agora é só botar em ordem crescente e partir para o abraço

C r C l 2 <     C r 2 O 3     <   C r 2 O 7 - 2   =   K C r O 4

Resposta

C r C l 2 <     C r 2 O 3     <   C r 2 O 7 - 2 <   K C r O 4

Exercício Resolvido #2

Enunciado

Elaboração própria

Na reação química a seguir aponte a variação de nox do elemento Mn

5   H 2 C 2 0 4   +   2   M n O 4 -   +   2   H +     10   C O 2   ( g )   +   6   H 2 O   +   2   M n O

MOSTRAR SOLUÇÃO PASSO A PASSO

Passo 1

Vamos agora calcular o nox do Mn que tem no reagente e o do produto.

para isso vamos precisar lembrar de uns detalhes!

  • C a r g a   d e   m o l é c u l a   =   - 1
  • Então a soma dos nox da - 1
  • Calculo do M n O 4 -

  • n o x   d o   O   =   - 2
  • Soma dos nox de íons tem que dar igual a carga do íon
  • R e a g e n t e   M n O 4 -     X   +   4 .     (   - 2 )   =   - 1       L o g o   X   =   + 7

    Calculo do M n O

  • n o x   d o   O   =   - 2
  • Soma d o s   n o x   =   0 em caso de molécula neutra

P r o d u t o   M n O       X   +   1 . ( - 2 )   =   0         L o g o   X   =   + 2

Passo 2

Calculando a variação

V a r i a ç ã o   =   N o x   f i n a l     n o x   i n i c i a l

V a r i a ç ã o   =   ( + 2 )     ( + 7 )

V a r i a ç ã o   =   - 5

Resposta

V a r i a ç ã o   =   - 5

Exercício Resolvido #3

Enunciado

Elaboração própria.

Dentre as 3 moléculas abaixo indique aquela que apresenta um átomo de carbono com maior nox.

H C N

C H 3 - C O - C H 3

C H 3 - C O O H

MOSTRAR SOLUÇÃO PASSO A PASSO

Passo 1

Pra calcular o nox dos átomos de carbono, não precisamos calcular de todos, afinal queremos apenas encontrar qual das moléculas apresenta o carbono com maior nox, então podemos buscar o nox dos carbonos que estão ligados aos átomos mais eletronegativos que o carbono em cada caso.

- H C N

Essa analise aqui é baseada totalemente na eletronegatividade dos elementos, beleza?

Então lembrando que quanto mais eletronegativo, mais o átomo vai puxar os elétrons para ele e deixar o outro elemento com carga positiva. Assim quando o carbono se liga ao H ele acaba puxando o elétron do H pra ele e o H fica com n o x   =   + 1 já ao se ligar o N o carbono acaba puxando os elétrons das ligações para si e fica com n o x =   - 3 . Agora vamos calcular o nox do C tendo em conta que a soma dos nox dos elementos tem que dar zero

+ 1   + X   - 3   =   0      

X   =   + 2

- C H 3 - C O - C H 3

Nesse caso vamos apenas analisar o nox do carbono do meio que está ligado ao Oxigênio porque esse que vai ter o maior nox, já que o O é unico elemento nessa molécula que ganha de eletronegatividade contra o C .

As ligações entre carbonos não vão afetar o nox, então na real vamos olhar apenas as ligações entre C e O . Como o oxigênio é mais eletronegativo ele vai ganhar o 2 elétrons da ligação e vai ficar com n o x = - 2

Agora vamos seguir com a conta para descobrir o nox do C

+ X   - 2   =   0

X   =   + 2

- C H 3 - C O O H

Como já vimos a ligação entre carbonos não vão afetar o nox, então na real vamos olhar apenas as ligações entre C e O. Como o oxigênio é mais eletronegativo ele vai ganhar os 2 elétrons da ligação dupla e vai ficar com n o x = - 2 , enquanto que o outro oxigênio vai ganhar o outro elétron da ligação simples. Assim a conta do nox fica

X - 1 - 2 = 0

X = 3

Resposta

A molécula do C H 3 - C O O H .

Exercício Resolvido #4

Enunciado

Elaboração própria.

Na formula de diversos detergentes é comum a presença de agentes com uma das duas funções sulfato orgânico ou sulfonato, sabendo que o sulfato orgânico apresenta enxofre com nox = +6, enquanto o sulfonato apresenta o n o x   =   +   4 .

Identifique nas estruturas a seguir qual delas pertence a cada função.

MOSTRAR SOLUÇÃO PASSO A PASSO

Passo 1

Apesar da estrutura grande da molécula a gente vai chegar ao nox do S apenas analisando as ligações que ele está fazendo em cada molécula comparando as eletronegatividade. Lembra que quanto mais eletronegativo é elemento mais ele puxa os eletrons para ele e deixa os outros negativos.

O enxofre aqui está fazendo 6 ligações e todas com o O que é mais eletronegativo, logo ele está “perdendo” 6 elétrons, e por isso seu n o x   =   + 6

O enxofre aqui está fazendo 6   l i g a ç õ e s e 5   c o m   o   O   q u e   é m a i s   e l e t r o n e g a t i v o , logo ele está p e r d e n d o   5 elétrons. O carbono faz também aqui nesse caso uma outra ligação com o Carbono, que é menos eletronegativo que ele aí nesse caso o S “ganha” um elétron aqui e fica com o n o x   =   + 4

Resposta

Exercício Resolvido #5

Enunciado

Elaboração própria.

O aluminato de sódio também é produzido submergindo alumínio em uma solução de soda cáustica a uma temperatura próxima ao ponto de ebulição. A reação que ocorre é a seguinte:

2   N a O H   +   2   A l   +   2   H 2 O     2   N a A l O 2   +   3   H 2

Identifique o nox do alumínio no produto formado.

MOSTRAR SOLUÇÃO PASSO A PASSO

Passo 1

Calculo do nox do Al

Lembrando tem as regrinhas de nox que a gente tem que seguir:

  • n o x   d o   O   =   - 2
  • C a r g a   d e   m o l é c u l a   =   0 então a soma dos nox da zero

N a A l O 2   + 1   +   X   + 2   .   - 2 =   0               l o g o   X   =   + 3

Resposta N o x   =   + 3

Resposta

N o x   =   + 3

Exercício Resolvido #6

Enunciado

Elaboração própria.

Sais que possuem cátions com elevado estado de oxidação quando em solução aquosa podem desencadear a reação de hidrólise ácida, essa reação acontece devido ao alto poder polarizante desses cátions. Dessa forma quando eles estão rodeados da água atraem pares de elétrons da água formando hidróxidos e por consequência deixando a solução ácida. A seguir temos um exemplo dessas reações:

M + n     +   n   H 2 O     M ( O H ) n   +   n   H +

Indique qual dos compostos listados poderia, por esse mecanismo, gerar a solução, mas ácida.

S O 3

A l C l 3

F e B r 2

S n C l 4

N a C r O 4

MOSTRAR SOLUÇÃO PASSO A PASSO

Passo 1

Verificar se todos os compostos formam cátions

SO3 é um composto formado por dois ametais então ele apresenta ligações covalentes, não vai formar cátions, então ele não poderá apresentar acidez pelo mecanismo descrito. Baita de uma pegadinha viu.... quem elaborou devia estar com ódio no coração

AlCl3 é um compostos iônico, agora vamos ver o nox do cátion formado pelo Al:

X + 3 ∙ (-1) = 0 Logo x = +3

FeBr2 é um compostos iônico, agora vamos ver o nox do cátion formado pelo Fe:

X + 2 ∙ (-1) = 0 Logo X = +2

SnCl4 é um compostos iônico, agora vamos ver o nox do cátion formado pelo Sn:

X + 4 ∙ (-1) = 0 Logo X = +4

NaCrO4 é um compostos iônico, agora vamos ver o nox do cátion formado quando esse composto se dissocia, afinal essa aqui é outra pegadinha

NaCrO4 → Na+ + CrO4-

Então se vc sair calculando o nox do Cr vai estar errado afinal o cátion formado é o Na+ que tem nox = +1

Passo 2

Verificar se todos os compostos formam cátions

S O 3 é um composto formado por dois ametais então ele apresenta ligações covalentes, não vai formar cátions, então ele não poderá apresentar acidez pelo mecanismo descrito. Baita de uma pegadinha viu.... Quem elaborou devia estar com ódio no coração

A l C l 3 é um compostos iônico, agora vamos ver o nox do cátion formado pelo Al:

X   +   3   .     ( - 1 )   =   0         L o g o   x   =   + 3

F e B r 2 é um compostos iônico, agora vamos ver o nox do cátion formado pelo Fe:

X   +   2   .     ( - 1 )   =   0       L o g o   X   =   + 2

S n C l 4 é um compostos iônico, agora vamos ver o nox do cátion formado pelo Sn:

X   +   4   .   ( - 1 )   =   0       L o g o   X   =   + 4

N a C r O 4 é um compostos iônico, agora vamos ver o nox do cátion formado quando esse composto se dissocia, afinal essa aqui é outra pegadinha

N a C r O 4     N a +   +   C r O 4 -

Então se vc sair calculando o nox do Cr vai estar errado afinal o cátion formado é o Na+ que tem n o x   =   + 1

Resposta

SnCl4

Exercício Resolvido #7

Enunciado

Elaboração própria.

Descobertas recentes da Medicina indicam a eficiência do óxido nítrico (NO) no tratamento de determinado tipo de pneumonia. Sendo facilmente oxidado pelo oxigênio e NO2, quando preparado em laboratório, o ácido nítrico deve ser recolhido em meio que não contenha O2. Os números de oxidação do nitrogênio no N O   e   N O 2  são, respectivamente:

a) + 3 e + 6.

b) + 2 e + 4.

c) + 2 e + 2.

d) zero e + 4.

e) zero e + 2.

MOSTRAR SOLUÇÃO PASSO A PASSO

Passo 1

Vamos calcular o nox do N para cada caso.

Para começar vamos ter que lembar:

  • n o x   d o   O   =   - 2
  • C a r g a   d e   m o l é c u l a   =   0 então a soma dos nox da zero
  • daí a gente vai levar essas considerações aqui para fazer o calculo dos nox N O  

  • n o x   d o   O   =   - 2
  • C a r g a   d e   m o l é c u l a   =   0 então a soma dos nox da zero
  • N x O - 2         1   .     X   +   1   .     ( - 2 )   =   0         l o g o   X   =   + 2

    N O 2

  • nox do O = -2
  • C a r g a   d e   m o l é c u l a   =   0 então a soma dos nox da zero

N x O 2 - 2     1   .     X   +   2   .     ( - 2 )   =   0     L o g o   X   =   + 4

Resposta

b) + 2 e + 4.

Exercício Resolvido #8

Enunciado

Elaboração própria.

O titânio e seus compostos são amplamente empregados tanto na área metalúrgica como na produção de cosméticos e fármacos. No Brasil, são extraídos os minérios na forma de óxidos, rutilo (TiO2) e ilmenita (FeTiO3). O titânio apresenta o mesmo estado de oxidação nesses dois minérios. O número de oxidação do titânio e do ferro são, respectivamente:

a) +2 e +2.b) +2 e +3.c) +3 e +3.d) +4 e +2.e) +4 e +3.

MOSTRAR SOLUÇÃO PASSO A PASSO

Passo 1

Vamos calcular o nox do Ti.

Para começar vamos ter que lembar:

  • n o x   d o   O   =   - 2
  • C a r g a   d e   m o l é c u l a   =   0 então a soma dos nox da zero
  • daí a gente vai levar essas considerações aqui para fazer o calculo dos nox T i O 2  

  • n o x   d o   O   =   - 2
  • C a r g a   d e   m o l é c u l a   =   0 então a soma dos nox da zero
  • T i x O 2 - 2         1   .     X   +   2   .     ( - 2 )   =   0         l o g o   X   =   + 4

    Passo 2

    Agora que já sabemos que o nox do Ti = +4 , vamos calcular o nox do Fe.

    F e T i O 3

  • n o x   d o   O   =   - 2
  • C a r g a   d e   m o l é c u l a   =   0 então a soma dos nox da zero

F e x T i + 4 O 3 - 2         1   .     X   +   1   .     ( + 4 ) +   3   .     ( - 2 )   =   0         l o g o   X   =   + 2

Resposta

d) +4 e +2.

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