Exercícios sobre Nox e funções inorgânicas I em Química

Número de oxidação (nox)

O NOX é a carga que um elemento adquire depois de realizar qualquer tipo de ligação para atingir a estabilidade (regra do octeto) ou de se manter no seu estado fundamental.

Em compostos iônicos, número de oxidação (Nox) é a própria carga elétrica do íon, ou seja, o número de elétrons que o átomo perdeu ou ganhou.

No caso dos compostos covalentes, por não ter perda ou ganho de elétrons, pode estender o conceito de número de oxidação, dizendo que seria a carga elétrica teórica que o átomo iria adquirir se houvesse quebra da ligação covalente, ficando os elétrons com o átomo mais eletronegativo.

Para calcularmos o nox dos elementos de uma substância devemos igualar a soma das cargas à 0. Caso seja um íon devemos igualar a soma dos nox a carga do íon. E em substâncias simples o nox é sempre igual a 0

Exemplos (Na2​​CO​3​​ e K2​​Cr2​​O7​​):

Ou exemplo no caso dos íons (MnO4^{​−1}​​ e NH4 ​+​​):

Como nos sabíamos que o nox do Na era +1? Isso foi possível devido a algumas regras. Temos alguns elementos que apresentam nox fixo. Na tabela a baixo, temos uma lista com esses elementos.

Elementos com número de oxidação fixo

Nox variável
Alguns elementos de transição (família B) tem nox variável, ou seja, depende com quem ele está ligado, a seguir temos uma lista dos mais comuns:

Número de oxidação compostos orgânicos
Nesse caso, nós iremos olhar para da ligação. O elemento que for mais eletronegativo recebera a carga -1 o e menos eletronegativo, a carga +1. Caso os elementos sejam iguais, a carga será zero. No caso das ligações duplas e triplas, devemos colocar -1 ou +1, para cada ligação.

Etanol

Ácido acético

Vamos considerar cada carbono separadamente. Primeiro o carbono 1:

Não há diferença de eletronegatividade, porque é uma ligação entre dois carbonos, portanto, nenhum deles ganha ou perde elétrons nessa ligação e não há interferência no Nox do carbono 1.

 
Considerando as perdas e ganhos de elétrons do carbono 1, temos:

 
Etanol:
Ganhos: 3eletrons de cada hidrogênio;
Perdas: 2 elétrons para cada oxigênio;
Total: Ficou com 1 elétrons a mais, assim, seu Nox = - 1

 
Ácido acético:
Ganhos: 1 elétrons de cada hidrogênio;
Perdas: 4 elétrons para cada oxigênio;
Total: Ficou com 3 elétrons a menos, assim, seu Nox = +3

 
Agora vamos considerar o Nox do carbono 2,que é o mesmo tanto no etanol quanto no ácido acético:

Ganhos: 3 elétrons de cada hidrogênio;
Perdas: Nenhuma;

ÓXIDOS

Óxidos são compostos binários (2 elementos) nos quais o oxigênio é o elemento mais eletronegativo.
Por exemplo: H​2​​O, CO​2​​ , Fe​2​​O​3​​ , SO​2​​ , P​2​​O​5​​ etc.

Existem compostos binários com oxigênio onde ele não é o mais eletronegativo, então não pode ser considerado um óxido, são eles:
OF​2​​ e O​2​​F​2​​ que são considerados sais, pois nesse caso o flúor é o elemento mais eletronegativo, saindo assim da definição de óxidos.

Classificação dos óxidos
Óxidos básicos: São óxidos que reagem com a água, produzindo uma base, ou reagem com um ácido, produzindo sal e água, geralmente óxidos onde o metal tem nox +1,+2 ou +3.

Exemplo:

Nomenclatura dos óxidos básicos
Quando o elemento forma apenas um óxido, nomeamos com a palavra óxido + o nome do elemento, exemplo:

Caso o elemento forme mais de um óxido (nox variável), acrescentamos o sufixo ico(maior nox) ou oso (menor nox) ao nome do metal em questão, exemplo:

Podemos representar também com nome escrito com algarismos romanos:

Outra forma de nomear os óxidos é usando algarismos romanos, exemplo:
Fe​2​​O​3​​: Óxido de ferro III
FeO: Óxido de ferro II
CuO: Óxido de cobre II
Cu​2​​O: Óxido de cobre I

Óxidos ácidos ou anidridos: São óxidos que reagem com a água, produzindo um ácido, ou reagem com uma base, produzindo sal e água, onde o nox do metal (nox possíveis: +5, +6 ou + 7) ou com qualquer ametal (excluindo os ametais dos óxidos neutros).

Exemplo:

O nome anidrido vem do fato desse tipo de óxido ter a capacidade absorver água e forma seu respectivo ácido.

Exemplo: SO​3​​ + H​2​​O → H​2​​SO​4​​
Anidrido sulfúrico, óxido de enxofre IV ou trióxido de enxofre + água → Ácido sulfúrico

Nomenclatura dos óxidos ácidos

Obs1​​ : Quando o elemento possuir 4 anidridos diferentes, ou seja, 4 nox diferentes

Nox+1: Anidrido Hipo…oso
Nox +3: Anidrido…oso
Nox +5: Anidrido…ico
Nox +7: Anidrido Per…ico

Exemplos:
Cl​2​​O: Anidrido Hipocloroso
Cl​2​​O​3​​: Anidrido cloroso
Cl​2​​O​5​​: Anidrido clórico
Cl​2​​O​7​​: Anidrido Perclórico

Obs2​​: Quando o óxido tem apenas um um anidrido, usa-se a terminação ico.
Exemplo:
CO​2 ​​— anidrido carbônico
B​2​​O​3​​ — anidrido bórico

Obs​3​​: Podemos usar a terminação já citada utilizando números romanos ou os prefixos mono,di,tri…

Obs​4​​: Alguns anidridos podem reagir com quantidades crescentes de água (hidratação crescente), produzindo ácidos diferentes. É o caso do anidrido fosfórico (P​2​​O​5​​ ).

Óxidos anfóteros: Podem se comportar ora como óxido básico, ora como óxido ácido, onde o metal pode ter nox +3 ou +4(exceção do Zn,Pb,Sn) ou o oxigênio estar ligado a um ametal(excluindo os ametais dos óxidos neutros).

Os óxidos anfóteros são, em geral, sólidos, iônicos, insolúveis na água. Os mais vistos em provas ou vestibulares são:
ZnO; Al​2​​O​3​​; SnO ; SnO​2​​ ; PbO ; PbO​2​​; As​2​​O​3​​; As​2​​O​5​​; Sb​2​​O​3​​ e Sb​2​​O​5​​.

Nomenclatura dos óxidos anfóteros
A nomenclatura é idêntica à dos óxidos básicos:
ZnO — óxido de zinco
SnO​2​​ — óxido estânico ou óxido de estanho IV, ou dióxido de estanho
SnO — óxido estanoso ou óxido de estanho II, ou (mono) óxido de estanho

Óxidos neutros: São óxidos que não reagem com água, nem com ácidos nem com bases. Existem muito poucos óxidos com essa classificação, os exemplos mais comuns são:

CO - monóxido de carbono
N​2​​O-óxido nitroso
NO - óxido nítrico

Obs: Muitos autores consideram a água(H2O) um óxido neutro.

Óxidos duplos, mistos ou salinos: São óxidos que se comportam como se fossem formados por dois outros óxidos, do mesmo elemento químico, onde seu nox equivale a 8/3.
Exemplo:

Para dar nome aos óxidos duplos, mistos ou salinos, devemos seguir esta regra:
Tetraóxido + de + nome do elemento + tri = nome do elemento ligado ao Oxigênio

Exemplos:
Fe​3​​O​4​​ = Tetraóxido de triferro
Pb​3​​O​4​​ = Tetraóxido de trichumbo
Mn​3​​O​4​​ = Tetraóxido de trimanganês

Peróxidos: São óxidos que reagem com a água ou com ácidos diluídos, produzindo água oxigenada (H​2​​O​2​​).

Exemplo:

A nomenclatura é feita com a própria palavra peróxido. Por exemplo:
Na​2​​O​2​​ - Peróxido de sódio

E os peróxidos mais comuns são os de hidrogênio, e utilizando metais da família 1A e 2A.

Superóxidos: São óxidos onde o nox do oxigênio é -½ (ao invés do comum -2), além de serem formados por esses compostos são formados por metais alcalinos e metais alcalinos terrosos.
A nomenclatura dos superóxidos baseia-se na seguinte regra:
Superóxido + de + nome do elemento que acompanha o oxigênio

Exemplo:
K​2​​O​4​​: Superóxido de potássio
Na​2​​O​4​​: Superóxido de sódio
CaO​4​​: Superóxido de cálcio
MgO​4​​:Superóxido de magnésio
SrO​4​​: Superóxido de estrôncio