Química · 9.ª–12.ª classe
Como calcular o número de oxidação?
Resposta curta
O número de oxidação (nox) é a carga que um átomo teria se os eletrões de cada ligação ficassem com o átomo mais eletronegativo. Calcula-se com regras fixas (H = +1, O = −2, metais do grupo 1 = +1...) e sabendo que a soma dos nox é igual à carga da espécie: 0 numa molécula, a carga do ião num ião.
Fórmula e significado de cada termo
Equação do cálculo
soma dos (nº de átomos × nox) = carga da espécie
- Nº de átomos: o índice do elemento na fórmula.
- nox: o valor que se procura (ou já conhecido pelas regras).
- Carga da espécie: 0 para molécula neutra; +1, −2 etc. para iões.
Regras para atribuir o nox
- Átomo em substância simples (Fe, O2, Cl2, P4): 0.
- Ião monoatómico: nox igual à carga (Na+ = +1; S2- = −2).
- Metais do grupo 1: +1; do grupo 2: +2; alumínio: +3.
- Flúor nos compostos: −1.
- Hidrogénio: +1 (exceto em hidretos metálicos, como NaH, onde é −1).
- Oxigénio: −2 (exceto em peróxidos, como H2O2, onde é −1).
- Halogéneos (Cl, Br, I) em compostos binários com elementos menos eletronegativos: −1.
- A soma dos nox é igual à carga da espécie.
Condições de aplicação
As regras têm ordem de prioridade: se duas regras entram em conflito, a que vem primeiro na lista prevalece. Em compostos orgânicos e em alguns compostos complexos o nox médio pode ser fracionário e deve ser interpretado com cuidado.
Passo a passo
- Escreva a fórmula e a carga da espécie.
- Atribua os nox conhecidos (H, O, metais alcalinos...).
- Chame x ao nox desconhecido.
- Monte a equação multiplicando cada nox pelo número de átomos e igualando à carga.
- Resolva para x.
- Verifique substituindo x: a soma tem de dar a carga.
Exemplos resolvidos
Exemplo 1 — Molécula simples
Enunciado: Calcule o nox do enxofre em H2SO4.
Resolução:
- H = +1 (2 átomos), O = −2 (4 átomos), S = x.
- 2(+1) + x + 4(−2) = 0.
- 2 + x − 8 = 0, logo x = +6.
Resposta: nox do S = +6. Verificação: 2 + 6 − 8 = 0.
Exemplo 2 — Permanganato de potássio
Enunciado: Calcule o nox do manganês em KMnO4.
Resolução:
- K = +1, O = −2 (4 átomos), Mn = x.
- (+1) + x + 4(−2) = 0.
- 1 + x − 8 = 0, logo x = +7.
Resposta: nox do Mn = +7. Verificação: 1 + 7 − 8 = 0.
Exemplo 3 — Ião poliatómico
Enunciado: Calcule o nox do crómio em Cr2O72-.
Resolução:
- O = −2 (7 átomos), Cr = x (2 átomos), carga total −2.
- 2x + 7(−2) = −2.
- 2x − 14 = −2, 2x = 12, logo x = +6.
Resposta: nox do Cr = +6. Verificação: 2(+6) − 14 = −2.
Exemplo 4 — Nível de exame: casos especiais e redox
Enunciado: (a) Qual o nox do oxigénio em H2O2? (b) Na reação Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu, que espécie se oxida e qual se reduz?
Resolução:
- (a) H = +1: 2(+1) + 2x = 0, logo x = −1. É um peróxido.
- (b) Zn passa de 0 para +2: aumenta o nox, oxida-se. Cu2+ passa de +2 para 0: diminui, reduz-se.
Resposta: (a) −1; (b) o zinco oxida-se e o cobre(II) reduz-se.
Erros frequentes no cálculo
- Esquecer o número de átomos: em Cr2O72- há dois Cr e sete O.
- Ignorar a carga do ião: a soma não é 0 num ião, é a sua carga.
- Usar sempre O = −2, mesmo em H2O2 ou OF2, onde as regras mudam.
- Confundir nox com valência ou carga real: o nox é uma convenção; não implica ião.
- Trocar o sinal: o nox de Cl em NaCl é −1; o de Na é +1.
- Escrever o nox como 6+ em vez de +6: o sinal vem antes do número, ao contrário da carga do ião (S6+).
Exercícios propostos
1Exercício 1
Indique o nox do azoto em HNO3.
Ver solução
(+1) + x + 3(−2) = 0, x = +5.
2Exercício 2
Indique o nox do carbono em CO2, CO e CH4.
Ver solução
CO2: x − 4 = 0, +4. CO: x − 2 = 0, +2. CH4: x + 4 = 0, −4.
3Exercício 3
Calcule o nox do manganês no ião MnO4-.
Ver solução
x + 4(−2) = −1, x = +7.
4Exercício 4
Calcule o nox do fósforo em H3PO4 e o do crómio em K2Cr2O7.
Ver dica
Monte a equação para cada composto.
Ver solução
H3PO4: 3 + x − 8 = 0, x = +5. K2Cr2O7: 2 + 2x − 14 = 0, x = +6.
5Exercício 5
Em Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2, determine os nox do ferro e do carbono antes e depois e indique o agente redutor.
Ver solução
Fe: em Fe2O3, 2x − 6 = 0, x = +3; em Fe, 0 (reduz-se). C: em CO, +2; em CO2, +4 (oxida-se). O CO é o agente redutor porque se oxida.
Perguntas frequentes
Qual é a fórmula para calcular o número de oxidação?
Não há fórmula única; usa-se a equação «soma dos nox = carga da espécie», com os nox conhecidos de H, O e metais.
Como verificar se o resultado está correto?
Substitua x na equação inicial e confirme que a soma é 0 (molécula) ou a carga do ião. Verifique também que o valor está dentro do esperado para o grupo do elemento.
Que erros se cometem ao calcular o nox?
Esquecer índices, ignorar a carga de iões, usar O = −2 em peróxidos e confundir o sinal.
Para que serve o nox?
Para nomear compostos, identificar reações de oxidação-redução e acertar equações redox. Uma subida de nox é oxidação; uma descida é redução.
Resumo
- nox: carga formal atribuída a cada átomo segundo regras fixas.
- Soma dos nox = 0 em moléculas e = carga em iões.
- H = +1 (menos em hidretos), O = −2 (menos em peróxidos), grupo 1 = +1, grupo 2 = +2.
- Substância simples: nox 0.
- Subida de nox = oxidação; descida = redução.
Onde aprofundar
- O manual de Química da sua classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
- O manual aberto OpenStax Chemistry (em inglês), capítulo sobre oxidação-redução.
- As regras de atribuição de estados de oxidação publicadas pela IUPAC.
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