Come determinare il numero di ossidazione di un elemento

Determinare il numero di ossidazione di un elemento in un composto è un classico problema di chimica, la cui risoluzione può sembrare in apparenza ostica. Per risolverlo, partiamo dalla definizione: viene definito numero di ossidazione la carica che un elemento assumerebbe in un composto se tutti gli elettroni di legame fossero assegnati all'elemento più elettronegativo. Ora che abbiamo fatto questa premessa fondamentale, possiamo andare a vedere come bisogna procedere per calcolare questa quantità. Nei prossimi paragrafi andremo infatti a vedere come determinare il numero di ossidazione di un elemento.

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• Tavola periodica degli elementi

Iniziamo con il definire alcune semplici regole: innanzitutto ogni elemento allo stato elementare ha numero di ossidazione pari a 0, ogni elemento del gruppo I, metalli alcalini, ha numero di ossidazione pari a +1, mentre ogni elemento del gruppo II, alcalino terrosi, ha numero di ossidazione pari a +2. Bisogna anche sapere che il Fluoro ha numero di ossidazione sempre pari a -1, mentre uno ione monoatomico ha un numero di ossidazione uguale alla carica dello ione. L'idrogeno, invece, ha solitamente numero di ossidazione +1, mentre l''ossigeno ha numero di ossidazione che è sempre pari a -2.

Le eccezioni riguardano i perossidi, dove presenta numero di ossidazione -1 e nei composti con il fluoro in cui l’ossigeno presenta numero di ossidazione +2. È fondamentale inoltre sapere che la somma algebrica dei numeri di ossidazione di tutti gli atomi di un composto neutro è pari a 0, mentre la somma algebrica dei numeri di ossidazione di tutti gli atomi in uno ione poliatomico è pari alla carica dello ione. Se, infine, ci troviamo davanti ad un legame di tipo covalente, è importante sapere che il numero di ossidazione di un atomo facente parte di questo tipo di legame, ha una carica apparente e non reale, quindi non va quantificata in sede di assegnazione del numero di ossidazione.

Se riuscirete a comprendere e a memorizzare queste assunzioni, vi risulterà più semplice risolvere i problemi proposti. Una volta stabilite le regole principali di ossidazione, è importante imparare applicarle agli esempi pratici. L'assegnazione è in realtà un processo che si ripete sempre in modo schematico, quindi necessita solo di buona memoria e di in po' di pratica. Facciamo qualche esempio per comprendere meglio:
1. Vogliamo andare a determinare il numero di ossidazione di P nel composto H2 P O5'. In base alla regola che abbiamo visto precedentemente, l'idrogeno ha numero di ossidazione +1, mentre in base all'altra assunzione citata l'ossigeno ha numero di ossidazione -2. Detto x il numero di ossidazione di P cercato, applicando quanto abbiamo visto otterremo: 2*(+1) + x + 5*(-2) = 0 da cui x=8.
2. Vogliamo determinare il numero di ossidazione dei Mn nello ione carica -1 Mn O3. Sulla base delle regole che abbiamo visto l'ossigeno ha numero di ossidazione -2. Detto x il numero di ossidazione di Mn cercato, quindi, andando ad applicare le altre assunzione abbiamo come risultato 3*(-2) + x = -1 da cui x=5.
3. Vogliamo andare a determinare il numero di ossidazione di Cr nello ione carica -2 Cr2 O4. Applicando la regola l'ossigeno ha numero di ossidazione -2, quindi, detto x il numero di ossidazione di Cr cercato, sulla base delle assunzioni viste avremo il seguente risultato: 4*(-2) + 2*x = -2 da cui x=3.

Come abbiamo visto, in conclusione, per determinare il numero di ossidazione sono necessari due presupposti: conoscere la definizione di numero di ossidazione e avere perfettamente presente la tavola periodica degli elementi. Per quanto riguarda la tavola periodica, è invece importante averne sottomano una poiché gli elementi, tranne le eccezioni sopracitate, hanno numero di ossidazione diverso in relazione alla loro posizione all'interno della tavola stessa ed è importante poterla consultare durante gli esercizi, qualora non si conoscano i numeri di ossidazione a memoria. Per agevolare la memorizzazione, potrebbe anche essere utile colorare la tavola periodica con colori diversi a seconda del relativo numero di ossidazione, così da avere un impatto visivo immediato.

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