Esercizi sul numero di ossidazione
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In questa sezione del sito vengono proposti vari esercizi sul numero di ossidazione, ovvero esercizi che richiedono il calcolo del numero di ossidazione di alcuni elementi in composti elettricamente neutri o in ioni poliatomici.
Prima di affrontare gli esercizi, ti consigliamo però di leggere questa sezione: come si assegna il numero di ossidazione.
È infatti necessario avere ben chiari tali concetti teorici.
Molti degli esercizi proposti sono svolti e commentati; ciò viene fatto con l'intento di aiutare gli studenti a capire questo fondamentale argomento della chimica generale.
Gli esercizi sono elencati in ordine crescente di difficoltà.
1.
Assegna il numero di ossidazione al calcio nello ione Ca2+.
Svolgimento
Uno ione monoatomico ha un numero di ossidazione uguale alla carica dello ione.
Pertanto il numero di ossidazione dello ione Ca2+ è +2.
2.
Assegna il numero di ossidazione all'ossigeno in O2.
Svolgimento
Gli atomi degli elementi allo stato elementare hanno numeri di ossidazione zero.
Pertanto il numero di ossidazione dell'ossigeno in O2 è zero.
3.
Assegna il numero di ossidazione ad H in CaH2.
Svolgimento
L'idrogeno ha solitamente numero di ossidazione + 1; ha invece numero di ossidazione -1 nei composti con i metalli, perché i metalli sono meno elettronegativi dell'idrogeno.
In questo caso H ha numero di ossidazione -1.
4.
Determinare il numero di ossidazione di P in H3PO4.
L'idrogeno ha numero di ossidazione +1 in quanto è legato a non metalli.
L'ossigeno ha numero di ossidazione -2.
La somma algebrica dei numeri di ossidazione di tutti gli atomi del composto deve essere uguale a zero.
Indicando con X il numero di ossidazione di P si ha quindi:
3 ·(+1) + X + 4 · (-2) = 0
da cui:
X = +5
5.
Determinare il numero di ossidazione di P in H4P2O7.
L'idrogeno ha numero di ossidazione +1 in quanto è legato a non metalli.
L'ossigeno ha numero di ossidazione -2.
La somma algebrica dei numeri di ossidazione di tutti gli atomi del composto deve essere uguale a zero.
Indicando con X il numero di ossidazione di P si ha quindi:
4 ·(+1) + 2 · X + 7 · (-2) = 0
4 + 2 · X + -14 = 0
2 · X = 14 - 4
2 · X = 10
da cui:
X = +5
6.
Determinare il numero di ossidazione di C in HCO3−.
Svolgimento
L'ossigeno ha numero di ossidazione -2
L'idrogeno ha numero di ossidazione +1.
La somma algebrica dei numeri di ossidazione di tutti gli atomi nello ione poliatomico deve essere uguale a -1.
Indicando con X il numero di ossidazione di C si ha quindi:
+1 + X + 3 · (-2) = -1
X = -1 -1 + 6
da cui:
X = +4
7.
Determinare il numero di ossidazione di Mn in MnO4−.
Svolgimento
L'ossigeno ha numero di ossidazione -2.
La somma algebrica dei numeri di ossidazione di tutti gli atomi nello ione poliatomico deve essere uguale a -1.
Indicando con X il numero di ossidazione di Mn si ha quindi:
X + 4 · (-2) = -1
da cui:
X = +7
8.
Determinare il numero di ossidazione di Cr in Cr2O72−
Svolgimento
L'ossigeno ha numero di ossidazione -2
La somma algebrica dei numeri di ossidazione di tutti gli atomi nello ione poliatomico deve essere uguale a -2.
Indicando con X il numero di ossidazione di Cr si ha quindi:
2 · X + 7 · (-2) = -2
da cui:
X = +6
9.
Determinare il numero di ossidazione di P in Ca3(PO3)2.
Svolgimento
L'ossigeno ha numero di ossidazione -2
Il Ca ha numero di ossidazione +2.
La somma algebrica dei numeri di ossidazione di tutti gli atomi del composto deve essere uguale a zero.
Bisogna inoltre tenere presente che in Ca3(PO3)2 si hanno:
- 3 atomi di Ca
- 2 atomi di P
- 6 atomo di O
Indicando con X il numero di ossidazione di P si ha quindi:
2 · 3 + 2 · X + 6 · (-2) = 0
6 + 2 · X - 12 = 0
2 · X = 6
X = +3
10.
Determinare il numero di ossidazione di Cl in Fe(ClO4)2.
Svolgimento
L'ossigeno ha numero di ossidazione -2
Il Fe ha può avere numero di ossidazione +2 e +3. In questo caso ha numero di ossidazione +2 (lo si capisce in quanto lo ione ClO4 ha carica -1).
La somma algebrica dei numeri di ossidazione di tutti gli atomi del composto deve essere uguale a zero.
Bisogna inoltre tenere presente che in Fe(ClO4)2 si hanno:
- 1 atomo di Fe
- 2 atomi di Cl
- 8 atomo di O
Indicando con X il numero di ossidazione di Cl si ha quindi:
2 + 2 · X + 8 · (-2) = 0
2 + 2 · X - 16 = 0
2 · X = 14
X = +7
11.
Attribuire il numero di ossidazione a S in S4O62−.
Svolgimento
L'ossigeno ha numero di ossidazione -2
La somma algebrica dei numeri di ossidazione di tutti gli atomi nello ione poliatomico deve essere uguale a -2.
Indicando con X il numero di ossidazione di S si ha quindi:
4 · X + 6 · (-2) = -2
4 · X = 12 - 2
Da cui:
X = + 2,5
È chiaro che un numero di ossidazione pari a +2,5 è solo formale (la mezza carica non esiste). Come è possibile osservare dalla figura seguente, ciò succede in quanto due dei quattro atomi di S hanno numero di ossidazione pari a 0 (sono legati solo ad altri atomi di zolfo), mentre gli altri due hanno numero di ossidazione +5.
Ogni atomo di S ha mediamente numero di ossidazione +2,5.
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