Una reacción de oxidación-reducción, o reacción "redox" para abreviar, implica el intercambio de electrones entre átomos. Para determinar qué sucede con qué elementos en una reacción redox, debe determinar los números de oxidación para cada átomo antes y después de la reacción. Los números de oxidación representan la carga potencial de un átomo en su estado iónico. Si el número de oxidación de un átomo disminuye en una reacción, se reduce. Si aumenta el número de oxidación de un átomo, se oxida.
Reglas generales de los números de oxidación
Para determinar el número de oxidación de un átomo, debe considerar una serie de reglas generales. Primero, el número de oxidación de sustancias elementales es cero. En segundo lugar, el número de oxidación de un ion que contiene solo un átomo es igual a la carga de ese ion. En tercer lugar, la suma de los números de oxidación de los elementos de un compuesto es igual a cero. Cuarto, los números de oxidación de los elementos en un ion con múltiples átomos se suman a la carga total.
Reglas del número de oxidación específico del elemento
Varios elementos o grupos de elementos tienen números de oxidación predecibles. Considere también las siguientes reglas. Primero, la oxidación de un ion del Grupo 1A es +1. En segundo lugar, el número de oxidación de un ion del Grupo 2A es +2. En tercer lugar, el número de oxidación del hidrógeno es típicamente +1, a menos que se combine con un metal. En tal caso, tiene un número de oxidación de -1. Cuarto, el número de oxidación del oxígeno es típicamente -2. En quinto lugar, el número de oxidación de un ion flúor en un compuesto es siempre -1.
Determinación de los números de oxidación
Las reglas del número de oxidación ayudan a determinar los números de oxidación de elementos desconocidos en la ecuación química. Por ejemplo, considere la siguiente ecuación química:
Zn + 2HCl -> Zn2 + + H2 + 2Cl-
En el lado izquierdo, el zinc tiene un número de oxidación de cero. El hidrógeno está unido a un no metal y, por lo tanto, tiene un número de oxidación de +1. La carga neta de HCl es cero, por lo tanto, el cloro tiene un número de oxidación de -1. En el lado derecho, el zinc tiene un número de oxidación de +2, que es idéntico a su carga iónica. El hidrógeno se presenta en su forma elemental y, por lo tanto, tiene un número de oxidación cero. El cloro todavía tiene un índice de oxidación de -1.
Comparando los dos lados
Para determinar qué se oxida y qué se reduce en una reacción redox, debe realizar un seguimiento de los cambios en los números de oxidación en los dos lados de la ecuación. En la ecuación anterior, el zinc comenzó con cero y terminó en +2. El hidrógeno comenzó en +1 y terminó en cero. El cloro se mantuvo en -1. Aumentó el número de oxidación del zinc. Por lo tanto, el zinc se oxidó. Disminuyó el número de oxidación del hidrógeno. Por tanto, se redujo el hidrógeno. El cloro no experimentó cambios en el índice de oxidación y, por lo tanto, no se redujo ni se oxidó.