El número de oxidación de un elemento indica la carga hipotética de un átomo en un compuesto. Es hipotético porque, en el contexto de un compuesto, los elementos pueden no ser necesariamente iónicos. Cuando cambia el número de electrones asociados con un átomo, también cambia su número de oxidación. Cuando un elemento pierde un electrón, su número de oxidación aumenta.
Reglas de oxidación
Cuando un elemento pierde un electrón, su número de oxidación siempre se vuelve más positivo. La configuración exacta de los números de oxidación en un compuesto se especifica mediante una serie de reglas del número de oxidación. Estas reglas describen la distribución de los números de oxidación dentro de un compuesto y describen los números de oxidación típicos de algunos elementos. Si se familiariza con estas reglas, es posible que pueda comprender y predecir qué reactivo se oxidará.
Múltiples números de oxidación
Algunos elementos tienen muchos números de oxidación posibles. Si sabe cuáles son estos elementos, puede predecir qué pasará con sus números de oxidación en una reacción. Por ejemplo, el hierro puede tener índices de oxidación que van de -2 a +6. Los números de oxidación más comunes del hierro son +2 y +3. Para distinguir cuál de estos está presente en un compuesto, los científicos escriben el estado de oxidación en números romanos en el nombre del compuesto. En la reacción, si el hierro pierde electrones, su estado de oxidación cambiará. Este es el caso cuando el hierro se oxida. El hierro sólido se oxida a hierro (II) mediante átomos de oxígeno. Entonces, los átomos de hierro (II) pierden electrones al reaccionar con iones de hidrógeno y oxígeno. Esta reacción forma iones de hierro (III), que pueden pasar a formar hidróxido de hierro (III) y óxido de hierro (III).
Agentes oxidantes
Cuando un compuesto pierde electrones, algo debe obligarlo a hacerlo. A esto se le llama agente oxidante. Por ejemplo, cuando el hierro se oxida, el oxígeno es un agente oxidante. El oxígeno recibe los electrones que pierde el hierro. Los electrones que se pierden en una reacción deben obtenerse en otro lugar para equilibrar el potencial eléctrico. A su vez, el número de oxidación del oxígeno también cambia.
Oxidación y reducción
Las reacciones en las que se oxida un elemento implican típicamente una reducción correspondiente en otro elemento. La reducción ocurre cuando un elemento gana electrones; en este caso, se reduce su índice de oxidación. Por ejemplo, cuando el hierro se oxida, el oxígeno puede comportarse como un agente oxidante. A medida que el oxígeno gana electrones, cambia de un número de oxidación de cero a un número de oxidación de dos negativos.