O número de oxidação, ou NOX, é um conceito fundamental na química. É utilizado para descrever o estado de oxidação de um átomo em uma substância, ou seja, indica a quantidade de elétrons que ele ganhou, perdeu ou compartilhou em uma ligação química.
É um conceito essencial para entender a transferência de elétrons em reações químicas, especialmente nas chamadas reações de oxirredução. Nesse contexto, ajuda a identificar a participação de cada espécie química em uma reação.
Neste texto, vamos conhecer melhor o conceito do NOX, sua importância na oxirredução e regras práticas para sua determinação. Acompanhe abaixo.
Navegue pelo conteúdo
Conceito e definição de NOX
O número de oxidação (NOX) ou estado de oxidação é uma ferramenta química para auxiliar na compreensão da densidade eletrônica nos átomos, moléculas ou íons. Ele serve para identificar a distribuição de elétrons em uma substância.
A principal contribuição do NOX é a identificação de reações químicas em que ocorrem transferência de elétrons. O número de oxidação é utilizado tanto para estruturas neutras quanto para íons.
Em substâncias simples, como O₂, não há transferência de elétrons entre os átomos iguais. Já em compostos, o NOX indica como os elétrons são compartilhados ou transferidos, refletindo a tendência de cada átomo em ganhar ou perder elétrons.
Em íons o NOX indica a carga real, em moléculas ou átomos neutros o NOX indica a carga aparente. Ao perder ou ganhar um elétron, uma espécie química transforma-se em um íon e adquire uma carga real. A carga do íon corresponde ao seu NOX.
Relação entre NOX e reações de oxirredução
Reações de oxirredução, também conhecidas como redox, são aquelas em que ocorrem transferências de elétrons entre reagentes (espécies químicas envolvidas), resultando em variações nos NOX dos elementos envolvidos. Essas reações podem ser descritas em dois processos simultâneos:
- Oxidação: é o aumento do NOX de um elemento, indicando a perda de elétrons; e
- Redução: é a diminuição do NOX de um elemento, indicando o ganho de elétrons.
Veja isso de forma prática na seguinte reação:
Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂
O zinco, que tem NOX igual a 0 por ser uma substância simples, perde elétrons e é oxidado para Zn²⁺, com NOX +2. Já o hidrogênio no HCl, que tem NOX +1, ganha elétrons e é reduzido, formando H₂, com NOX 0.
Importância do NOX em reações redox
O NOX tem muitas funcionalidades para a análise e compreensão de reações redox. Entre suas principais utilidades estão:
- Identificar se uma reação é redox: analisando as mudanças nos NOX, é possível determinar se há oxidação e redução, pois sem essas alterações, a reação não é classificada como redox;
- Determinar quem oxida e quem reduz: o agente oxidante é o que sofre redução (ganha elétrons) e o agente redutor é aquele que sofre oxidação (perde elétrons); e
- Balancear reações redox: garante que o número de elétrons perdidos na oxidação seja igual ao número de elétrons ganhos na redução.
+ Veja também: Oxirredução: troca de elétrons e balanceamento
Regras para determinar o NOX
Existem algumas regras práticas para determinar o NOX de átomos em diferentes tipos de substâncias. Essas regras são essenciais para garantir a correta identificação do estado de oxidação em qualquer situação.
- Substâncias simples: em substâncias compostas por apenas um elemento, como H₂, O₂ ou S₈, o NOX de cada átomo é sempre zero;
- Gases nobres: os gases nobres apresentam NOX zero, porque não apresentam aumento ou diminuição da densidade eletrônica;
- Íons: em íons monoatômicos o NOX é igual à sua carga, como o Na⁺ o NOX é +1, já em íons poliatômicos a soma dos NOX de todos os átomos é igual à carga do íon;
- Hidrogênio: em geral, o hidrogênio possui NOX +1 quando ligado a ametais (ex.: H₂O) e NOX -1 quando ligado a metais;
- Oxigênio: possui NOX -2. Exceções: peróxidos (ex.: H₂O₂, NOX é -1) e em compostos com flúor (ex.: OF₂, NOX +2);
- Metais Alcalinos: possuem sempre NOX +1 em seus compostos, como sódio e potássio;
- Metais Alcalino-Terrosos: possuem sempre NOX +2 em seus compostos, como cálcio e magnésio;
- Moléculas neutras: a soma dos NOX de todos os átomos deve ser igual a zero. Por exemplo, na água (H₂O), a soma do NOX de dois hidrogênios (+1 cada) e do oxigênio (-2) é igual a zero;
- Prata e alumínio: quando combinados possuem NOX +1 e +3, respectivamente;
- Zinco e cádmio: quando combinados com não metálicos possuem NOX +2.
- Flúor: quando combinado possui nox -1; e
- Cloro, bromo e iodo: quando não combinados com oxigênio, possuem NOX -1.
Exemplo prático de determinação do NOX
Considere a determinação do NOX do permanganato de potássio (KMnO₄), temos:
- O potássio (K) é um metal alcalino, logo apresenta NOX +1;
- O oxigênio, pela regra geral, possui NOX -2; e
- O composto é neutro, então a soma dos NOX deve ser zero:
+1 (potássio)+x (manganês)+4(−2) (oxigênio)=0
+1+x−8=0
x=+7
Portanto, o NOX do manganês em KMnO₄ é +7.
O número de oxidação (NOX) é uma ferramenta indispensável para entender as reações químicas, especialmente as de oxirredução, permitindo identificar a transferência de elétrons, agentes oxidantes e redutores, e balancear equações redox de maneira precisa.
Dominar as regras para calcular o NOX é essencial para o vestibular, sendo um diferencial na busca pela tão sonhada vaga na universidade.
Questões sobre NOX no vestibular
Unemat (2011)
O Número de Oxidação (NOX) pode ser definido como o número que mede a carga real ou a carga aparente de uma espécie química, sendo que um mesmo elemento químico pode assumir valores distintos de NOX dependendo da substância em que esteja presente. Nesse sentido, o íon nitrato (NO₃⁻) em alguns vegetais pode se transformar em gás nitrogênio (N₂), alterando o valor do Nox do átomo de nitrogênio.
Neste processo de transformação, a variação do NOX do átomo de nitrogênio será de:
A) +2 para -2
B) +6 para 0
C) -5 para -2
D) +5 para 0
E) +3 para 0
Alternativa correta:
D
No NO₃⁻, o nitrogênio tem NOX = +5 (soma dos NOX: +5+3(−2)=−1. No N₂, como é uma substância simples, o NOX do nitrogênio é 0. Assim, o NOX do nitrogênio muda de +5 para 0 durante a transformação.
Uerj (2018)
Em estações de tratamento de água, é feita a adição de compostos de flúor para prevenir a formação de cáries. Dentre os compostos mais utilizados, destaca-se o ácido fluossilícico, cuja fórmula molecular corresponde a H₂SiF₆.
O número de oxidação do silício nessa molécula é igual a:
A) +1
B) +2
C) +4
D) +6
Alternativa correta:
C
No H₂SiF₆, o hidrogênio tem NOX = +1 e o flúor tem NOX = -1. A soma dos NOX deve ser zero, já que é uma molécula neutra:
2(+1)+x+6(−1)=0 → 2+x−6=0 → x= +4
O NOX do silício é +4.
Se prepare para o vestibular com o Estratégia!
Nos cursos preparatórios da Coruja, os alunos são treinados para conectar diferentes áreas do conhecimento e aplicar essas informações em simulados e provas. As aulas são ministradas por professores especialistas, com nossos Livros Digitais Interativos (LDI), além de contar com simulados exclusivos. Clique no banner e comece seus estudos com o Estratégia Vestibulares!
