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Il concetto di stato di ossidazione (numero di ossidazione)

1938
  • Wendell Mitchell Latimer
Chimico che bilancia le equazioni redox in un laboratorio, mostrando lo stato di ossidazione nella chimica inorganica.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Lo stato di ossidazione, o numero di ossidazione, è una carica ipotetica che un atomo avrebbe se tutti i suoi legami con altri atomi fossero ionici al 100%. Fornisce un modo per tracciare trasferimento di elettroni nelle reazioni redox. Un aumento dello stato di ossidazione indica ossidazione, mentre una diminuzione indica riduzione. Questo formalismo semplifica l'analisi di reazioni chimiche complesse.

Lo stato di ossidazione è uno strumento formale, non una rappresentazione della carica effettiva di un atomo, specialmente nei composti covalenti in cui gli elettroni sono condivisi e non completamente trasferiti. Per assegnare gli stati di ossidazione viene utilizzata una serie di regole. Ad esempio, lo stato di ossidazione di un atomo nella sua forma elementare è 0. Per uno ione monoatomico, è uguale alla carica dello ione. Nei composti, il fluoro è sempre -1 e l'ossigeno è solitamente -2 (ad eccezione dei perossidi). La somma degli stati di ossidazione in un composto neutro è zero, mentre in uno ione poliatomico è uguale alla carica dello ione.

Consideriamo il permanganato di potassio, [latex]KMnO_4[/latex]. Sappiamo che K è +1 e ogni O è -2. Affinché il composto sia neutro, la somma degli stati di ossidazione deve essere zero. Supponiamo che lo stato di ossidazione di Mn sia x. Allora, [latex](+1) + x + 4(-2) = 0[/latex]. Risolvendo questa equazione si ottiene [latex]x = +7[/latex]. Quindi, lo stato di ossidazione del manganese nel permanganato è +7. Se questo ione partecipa a una reazione in cui viene convertito in [latex]Mn^{2+}[/latex], lo stato di ossidazione del manganese è diminuito da +7 a +2, indicando una riduzione. Questo metodo di contabilità è indispensabile per identificare quali specie sono ossidate e ridotte e per bilanciare le complesse equazioni che descrivono queste reazioni.

UNESCO Nomenclature: 2203
- Chimica inorganica

Tipo

Sistema astratto

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • concetto di valenza
  • strutture di Lewis e diagrammi a punti elettronici
  • concetto di elettronegatività di linus pauling

Applicazioni

  • bilanciamento delle equazioni redox
  • denominazione di composti inorganici (ad esempio, ossido di ferro(iii))
  • previsione dei prodotti di reazione
  • analisi elettrochimica

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

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Contesto storico

Il concetto di stato di ossidazione (numero di ossidazione)

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1936-01-01
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1940
1950
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1932
1933
1937
1940
1947
1950
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(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

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