Descriviamo dei semplici esercizi sul numero di ossidazione degli elementi. Una raccomandazione va fatta: è bene avere una visione abbastanza dettagliata della tavola periodica (Parte 1 – Parte 2). La disposizione degli elementi nella tavola, infatti, ci regala preziose informazioni circa il numero di ossidazione che gli elementi possono assumere e ci permette di evitare errori grossolani.
Per svolgere gli esercizi ti consigliamo di consultare la tavola periodica degli elementi. Definizione di numero di ossidazione a questo link. Esercizi sul numero di ossidazione con soluzione (Eserciziario) a questo link.
Concetti preliminari
Alcuni richiami di teoria prima di cominciare gli esercizi sul numero di ossidazione. Ricordiamo che:
- La somma dei numeri di ossidazione degli elementi, moltiplicati per i rispettivi pedici, in una molecola neutra è sempre zero.
- La somma dei numeri di ossidazione di uno ione è pari alla carica ad esso associata.
E serviamoci, poi, delle seguenti regole:
- L’idrogeno ha sempre n.o = +1 , tranne quando si combina con metalli alcalini/alcalino-terrosi (es. in LiH ha n.o= -1);
-
L’ossigeno ha quasi sempre n.o = -2, tranne quando si combina col fluoro (n.o = +2) oppure in H2O2 dove ha n.o = -1.
Esistono altre regole che potete sfruttare per risolvere più velocemente gli esercizi sul numero di ossidazione; le potete trovare in fondo a questo articolo.
Gli stati di ossidazione degli elementi, in una molecola o in uno ione, possono essere calcolati mediante una semplice equazione matematica.
Esercizio 1. Calcolare il numero di ossidazione del calcio in CaO.
La molecola, composta da calcio e ossigeno, è neutra. Questa affermazione è tutt’altro che banale: ci consente di imporre uguale a zero la somma dei numeri di ossidazione degli elementi. Il numero di ossidazione dell’ossigeno (O) è uguale a -2 in virtù della regola discussa nel precedente paragrafo. Impostiamo l’equazione matematica:
x + (- 2) = 0 (1)
con x è indicato il numero di ossidazione dell’elemento Ca, che è l’incognita dell’esercizio. Dalla (1) deriva allora:
x = +2 (2)
Esercizio 2. Calcolare il numero di ossidazione del cobalto in Co2O3.
La molecola è neutra. Il numero di ossidazione dell’ossigeno (O) è ancora uguale a -2. Impostiamo l’equazione matematica:
2⋅x + 3⋅(-2) = 0 (1)
con x è indicato il numero di ossidazione del cobalto (Co), che è l’incognita. Il numero di ossidazione dell’ossigeno è stato moltiplicato per 3 perchè tre sono gli atomi di O nella molecola; lo stesso abbiamo fatto col valore x, moltiplicandolo opportunamente per due. Dalla (1) si ricava:
2⋅x = +6 (1 bis)
e quindi:
x = +3 (2)
Esercizio 3. Calcolare il numero di ossidazione del manganese nello ione MnO42-.
Il composto non è neutro, ma è uno ione negativo. Sfrutteremo, allora, l’eventualità descritta nel punto 2 dei Concetti preliminari. Il numero di ossidazione dell’ossigeno è ancora uguale a -2. Impostiamo l’equazione matematica:
x + 4⋅(-2) = -2 (1)
alla destra del segno uguale (=) è stata inserita la carica totale dello ione, pari a -2. Ancora una volta, il numero di ossidazione dell’ossigeno è stato moltiplicato per il rispettivo pedice. Allora:
x = +6 (2)
Attraverso questo procedimento è possibile calcolare il numero di ossidazione degli elementi in ogni molecola o ione. Gli esercizi sul numero di ossidazione sono a vostra disposizione nella sezione Eserciziario.
