Cómo calcular el número de oxidación de un elemento químico: Guía paso a paso

Mariam Letizia Reyes Rey junio 14, 2023 7 min de lectura

Si eres estudiante de química o simplemente tienes interés en el tema, es importante que conozcas el número de oxidación y cómo puedes calcularlo. Saber cómo determinar el número de oxidación te permitirá entender mejor las reacciones químicas y sus implicaciones en la vida cotidiana. En este artículo, te explicaremos qué es el número de oxidación, cómo calcularlo y su importancia en la química.

¿Qué es el número de oxidación?

El número de oxidación es un número que indica el grado de oxidación o reducción de un átomo en una molécula o en un ion. En otras palabras, es la carga eléctrica que tendría un átomo si todos sus electrones fueran transferidos por completo a los átomos más electronegativos de la molécula o el ion.

¿Qué importancia tiene el número de oxidación en la química?

El número de oxidación es importante porque nos permite conocer la carga eléctrica de un átomo y su tendencia a ganar o perder electrones. Con esta información, podemos predecir el comportamiento de los elementos en una reacción química y determinar qué tipo de reacción es: de oxidación o de reducción.

¿Cómo se determina el número de oxidación?

Existen varios métodos para determinar el número de oxidación de un átomo en una molécula o en un ion. Los más comunes son el método de las reglas mnemotécnicas, el método algebraico y el método del ion-electrón.

Método de las reglas mnemotécnicas:

Este método se basa en una serie de reglas mnemotécnicas que nos permiten determinar el número de oxidación de un átomo en una molécula o en un ion. Algunas de estas reglas son:

• El número de oxidación de un elemento en estado libre es cero.
• El número de oxidación de un ion monoatómico es igual a la carga del ion.
• El número de oxidación del hidrógeno es +1 en los compuestos binarios, y -1 en los compuestos que contienen metales alcalinos y alcalinotérreos.
• El número de oxidación del oxígeno es -2, excepto en los peróxidos y superóxidos, donde es -1 y -1/2, respectivamente.

Método algebraico:

Este método consiste en igualar la suma de los números de oxidación de los átomos en una molécula o en un ion a cero (en el caso de moléculas neutras) o a la carga del ion (en el caso de iones). A partir de esta ecuación, podemos despejar el número de oxidación del átomo que nos interesa.

Método del ion-electrón:

Este método se utiliza en las reacciones de oxidación-reducción (redox) y consiste en dividir la reacción en dos semirreacciones: la semirreacción de oxidación y la semirreacción de reducción. En cada semirreacción, se asigna un número de oxidación inicial y final a los átomos que participan en la reacción. Luego, se igualan los electrones ganados y perdidos en ambas semirreacciones para obtener la reacción global de la redox.

Ejemplos prácticos de cálculo del número de oxidación

A continuación, te presentamos algunos ejemplos prácticos de cómo calcular el número de oxidación utilizando los métodos mencionados anteriormente:

• En el agua (H2O): El número de oxidación del hidrógeno es +1 y el del oxígeno es -2. Como la molécula es neutra, podemos igualar la suma de los números de oxidación a cero: 2(+1) + (-2) = 0. Por lo tanto, el número de oxidación del oxígeno es +2.
• En el cloruro de sodio (NaCl): El número de oxidación del sodio es +1 y el del cloro es -1. Como el cloruro de sodio es un ion, podemos igualar la suma de los números de oxidación a la carga del ion: (+1) + (-1) = 0. Por lo tanto, el número de oxidación del cloro es -1.
• En la reacción de oxidación del hierro (Fe) a óxido de hierro (Fe2O3): El número de oxidación del hierro en el Fe es 0 y en el Fe2O3 es +3. Como la reacción es de oxidación, podemos utilizar el método del ion-electrón para igualar los electrones ganados y perdidos en la reacción: 2Fe -> 2Fe3+ + 6e- y 3O2 + 6e- -> 2O3-. Luego, podemos sumar ambas semirreacciones y cancelar los electrones para obtener la reacción global: 2Fe + 3O2 -> 2Fe2O3.

Aplicaciones del número de oxidación en la química

El número de oxidación tiene diversas aplicaciones en la química, entre las que destacan:

• Permite entender las reacciones de oxidación y reducción y predecir su dirección.
• Es útil para balancear ecuaciones químicas.
• Nos permite determinar la estequiometría de una reacción.

Conclusión

El número de oxidación es una herramienta importante para los estudiantes de química y para cualquier persona interesada en el tema. Saber cómo calcularlo nos permite entender mejor las reacciones químicas y sus implicaciones en la vida cotidiana. Además, el número de oxidación tiene diversas aplicaciones en la química que pueden ser útiles en la resolución de problemas y en la investigación científica.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la oxidación y la reducción?

La oxidación es el proceso por el cual un átomo pierde electrones, mientras que la reducción es el proceso por el cual un átomo gana electrones. En conjunto, estos procesos forman las reacciones de oxidación-reducción (redox).

¿Cómo se calcula el número de oxidación en un compuesto iónico?

El número de oxidación de un compuesto iónico se calcula asignando el número de oxidación correspondiente a cada átomo y sumando los valores. En el caso de un ion, el número de oxidación es igual a la carga del ion.

¿Por qué es importante calcular el número de oxidación en una reacción redox?

Calcular el número de oxidación en una reacción redox nos permite entender la dirección de la reacción y determinar la estequiometría de la misma. Además, es útil para balancear ecuaciones químicas.

¿Qué es el estado de oxidación y cómo se relaciona con el número de oxidación?

El estado de oxidación es una medida de la carga eléctrica de un átomo en una molécula o en un ion. El número de oxidación es la asignación sistemática de estados de oxidación a los átomos de una molécula o ion. En otras palabras, el número de oxidación es una forma de expresar el estado de oxidación de un átomo en una molécula o ion.