CÁLCULO DEL ESTADO DE OXIDACIÓN (EN COMPUESTOS BINARIOS)

Para formular compuestos químicos a veces es necesario conocer, y llegado el caso calcular, el estado de oxidación de un elemento químico, que viene caracterizado por el número de oxidación.
A veces cuando empezamos a aprender a formular, hablamos de la valencia del elemento químico, y llegamos a confundir número de oxidación y valencia.Lo cierto es que cuando comenzamos a estudiar química, los dos conceptos se confunden porque parecen ser la misma cosa. De momento nos puede bastar con considerar que en los compuestos químicos los elementos que forman parte de ellos valen una serie de puntos, que pueden ser positivos o negativos, pero que no puede ser cualquier cantidad. Estos puntos sería la valencia del elemento dentro del compuesto.

Para calcular el número de oxidación no tenemos más que seguir una serie de normas.

1. La suma de los números de oxidación en un compuesto químico es igual a la carga del ion, o a cero si tenemos una molécula.
2. En las sustancias elementales, el número de oxidación del elemento es cero. Así por ejemplo en el O3, el número de oxidación del oxígeno es cero.
3. Los alcalinos y alcalinotérreos tienen valencia (+1) y (+2) respectivamente en los compuestos en los que intervienen.
4. En los óxidos el oxígeno trabaja con valencia, (ó número de oxidación), -2. Sí, es un valor negativo. Así por ejemplo en el CO2, cada oxígeno vale (-2), como hay dos oxígenos el conjunto vale (-4), y como se trata de una molécula y la suma de valencia ha de resultar cero, entonces el carbono tiene que valer (+4) para que todo sumado de cero. Así podemos comenzar a calcular las valencias/números de oxidación del elemento que acompaña al oxígeno en los óxidos. Otros ejemplos:

      K2O   El oxígeno vale (-2), los dos potasios valdrán (+2), así cada potasio vale (+1)

      Cr2O3   El oxígeno vale (-2), los tres oxígenos valdrán (-6), así los dos cromos valdrán (+6), y por tanto cada Cromo valdrá (+3)

   Ejercicio, calcula la valencia del elemento que acompaña al oxígeno en los siguientes compuestos: BaO; I2O5; CO; Hg2O; TiO2.

     4. En los compuestos binarios en los que interviene el hidrógeno, este tiene valencia (+1) excepto en los hidruros metálicos, en los que vale (-1).

         Así por ejemplo, en el H2S, el H funciona como (+1), hay dos hidrógenos por tanto juntos valen (+2), como la suma de valencias debe salir 0, entonces en S vale (-2)

Ejercicio2: Calcula la valencia del elemento que acompaña al hidrógeno: PH3; HF; H2Te

En el caso de los hidruros metálicos se hace igual, pero ahora el hidrógeno vale (-1). Por ejemplo en el FeH3, el hidrógeno vale (-1), como hay tres hidrógenos, juntos valen (-3) por lo que el hierro debe valer (+3) para que la suma de todas las valencias resulte cero.

Ejercicio3: Calcula la valencia del metal que acompaña al hidrógeno: CuH2; MnH4; BaH2; 

     5. En las sales binarias, el no metal trabaja con la valencia negativa que posee, (sólo hay una posibilidad), y el metal la que se calcule. (Y claro está, hay que saberse las valencias, en este blog tengo una entrada dedicado a ello)

Por ejemplo en el Cu2S, el azufre vale (-2) por ser el no metal y tener esa valencia negativa. Por tanto los dos cobres deben de valer (+2), por tanto cada cobre vale (+1). Otro ejemplo, el AuBr3, el bromo es el no metal, y su valencia negativa es (-1), que me la sé por ser muy listooo. Los tres bromos valen (-3), por lo que el oro debe tener por valencia (+3)

Ejercicio4, calcula la valencia de cada elemento químico presente en las siguientes sales binarias: CaS, MnI4; ZnBr2; Li3N

6. En los compuestos binarios entre dos no metales, el más electronegativo figura con la valencia negativa, (suele escribirse a la derecha). El otro no metal con la valencia positiva que se calcule.

Ejemplo: el SF4, el F es el más electronegativo, funciona con su valencia negativa, que es (-1), hay cuatro F y valen todos juntos (-4), por tanto el azufre debe de valer (+4). El último ejemplo: en el PCl5, el cloro funciona con su valencia negativa, (-1), como hay cinco cloros todos juntos valen (-5), por tanto el fósforo debe valer (+5) para que la suma de valencias de cero, al ser una molécula.

7. Existen compuestos de oxígeno, binarios, que no son óxidos porque el O no tiene por número de oxidación (-2) en ellos. Es el caso de los peróxidos, superóxidos, y ozónidos, en los que el oxígeno tiene número de oxidación (-1), (-1/2) y (-1/3) respectivamente. Normalmente los detectaremos porque con el número de oxidación (.2) asignado al oxígeno obtenemos resultados raros para el otro elemento que intervenga en el compuesto. Y así por ensayo-error podemos dar con el tipo de compuesto químico que tengamos. Por ejemplo en el Na2O2, si asignamos el número de oxidación (-2) al oxígeno, los dos juntos tienen (-4), y los dos sodios deben de valer (+4), por tanto cada sodio es (+2). Lo cual no es posible porque el sodio sólo tiene de valencia (+1). Esto se soluciona asignando valencia (-1) al oxígeno.

SOLUCIONES: 

Del primer ejercicio: Ba(+2); I(+5); C(+2); Hg(+1); Ti(+4)

Ejercicio 2: P(-3); F(-1); Te(-2)

Ejercicio 3: Cu(+2); Mn(+4); Ba(+2)

Ejercicio 4: Ca(+2) y S(-2); Mn(+4) y I(-1); Zn(+2) y Br(-1); Li(+1) y N(-3).