Já conseguiu imaginar o que está acontecendo? Isso mesmo, o ferro virou ferrugem! O ferro aquecido, em contato com o oxigênio, sofre um tipo de reação de oxidorredução e produz o óxido de ferro III, também chamado óxido ferroso ou óxido férrico e popularmente conhecido como ferrugem (há também o óxido de ferro II, FeO, não muito comum de se encontrar na natureza).
Nas indústrias, o óxido de ferro é levado ao auto-forno, juntamente com o coque siderúrgico, para se obter o Fe puro novamente. Esse processo pode ser representado genericamente pela seguinte reação:
Mas o que devemos notar nesta reação é que nela acontece uma transferência de elétrons. Para entender como isso ocorre, devemos antes compreender o conceito de Nox, em outras palavras, devemos saber encontrar o número de oxidação de cada elemento.
Antes de falar de número de oxidação, será necessário que você se lembre da diferença entre os compostos iônicos e os moleculares.
Hora de Recordar!
Você já viu que a condição mais estável para um elemento é ter 8 elétrons na sua última camada (camada de valência). Sabe também que pouquíssimos elementos estão nessa situação (os gases nobres). Assim como nós, humanos, os elementos também procuram a estabilidade, e é essa busca que leva os elementos a se unirem uns aos outros. Tal união pode ser do tipo iônica ou do tipo molecular. Na ligação iônica há uma “doação” de elétrons. Os átomos que têm de 1 a 3 elétrons na camada de valência (metais) tendem a perder esses elétrons, tornando-se partículas carregadas positivamente (cátions). Por outro lado, os átomos que têm mais de 4 elétrons na camada de valência (não-metais) são fortemente eletronegativos, apresentando tendência para receber elétrons, ficando carregados negativamente (ânions).
Mas quando a diferença de eletronegatividade entre dois átomos que formam a ligação não for grande, eles se ligarão pelo “compartilhamento” de alguns dos seus elétrons da camada de valência. Esta ligação é chamada covalente e é do tipo molecular.
Agora que você já se lembrou da diferença entre as ligações iônicas e as covalentes, voltemos ao número de oxidação.
De modo geral, definimos o Nox como sendo uma carga real ou virtual que um átomo apresenta dentro de uma estrutura química.
Se na ligação iônica a quantidade de elétrons doados é sempre igual à quantidade de elétrons que o elemento possui na sua última camada, e o que recebe, recebe sempre a quantidade necessária para completar sua camada de valência, podemos concluir que nos compostos iônicos o número de oxidação (Nox) corresponde à carga elétrica do íon*, representando, portanto, sua CARGA REAL.
Exemplos:
FeCl3 (carga do íon ferro é +3 e do íon cloreto é -1, portanto, Nox do Fe = +3 e Nox do Cl = -1).
NaCl (carga do íon sódio é +1 e do íon cloreto é -1, portanto, Nox do Na = +1 e Nox do Cl = -1).
CaS (carga do íon cálcio é +2 e do íon enxofre é -2, portanto, Nox do Ca = +2 e Nox do S = -2).
Nas ligações covalentes, como as ligações ocorrem por meio de compartilhamento de elétrons, não há íons. Nesse tipo de ligação, ninguém perde nem recebe elétrons, mas estes são compartilhados por ambos. Dessa forma, o Nox desses elementos seria uma CARGA IMAGINÁRIA que o átomo teria se os elétrons de ligação fossem contados para o elemento mais eletronegativo.
Exemplos
Neste exemplo, temos o Carbono e o Hidrogênio. Pela tabela de eletronegatividade acima, sabemos que o Carbono é mais eletronegativo que o Hidrogênio. Devido a isso, os elétrons compartilhados devem ser contados para ele. É por isso que o Carbono recebe 4 elétrons (Nox = -4) e o Hidrogênio perde 1 elétron (Nox = +1).
Neste segundo exemplo, temos três elementos: carbono, hidrogênio e cloro, sendo o cloro mais eletronegativo que o carbono e o carbono mais eletronegativo que o hidrogênio. Últimos da fila, os três hidrogênios vão perder 1 elétron cada (Nox = +1) e estes serão recebidos pelo carbono, que, por sua vez, cederá 1 desses elétrons para o cloro, ficando com 2 deles (Nox = +2). O cloro, por ter recebido um elétron do carbono, fica com 1 a mais (Nox = -1).
Aqui, a relação é a mesma do exemplo anterior. O hidrogênio perde um elétron (Nox = +1) e o carbono os recebe. Porém, como há dois cloros, os elétrons recebidos serão doados cada um a um cloro, ficando o carbono com nenhum elétron (Nox = 0) e os cloros com 1elétron cada (Nox = -1).
Neste exemplo, há apenas um hidrogênio. O carbono recebe, portanto, 1 elétron. Mas logo o perde para um dos cloros. Contudo, há mais 2 cloros que recebem 1 elétron cada do carbono. Assim, o hidrogênio perde 1 elétron (Nox = +1), o carbono perde 2 elétrons (Nox = +2) e os três cloros recebem um elétron cada (Nox = -1).
Aqui temos quatro cloros. Sabendo que o cloro é mais eletronegativo que o carbono, temos que contar os elétrons para ele. Sendo assim, cada cloro receberá um elétron do carbono (Nox = -1), e este, por sua vez, perderá quatro elétrons, atingindo seu número de oxidação máximo (Nox = +4).
REGRAS PRÁTICAS PARA O CÁLCULO DO NOX
Em substâncias compostas alguns elementos possuem Nox fixo. Para identificá-los podemos recorrer à famosa tabela periódica!
Nos compostos, os metais alcalinos (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) e a Ag têm Nox +1. Isso se explica porque tais elementos apresentam 1 elétron na camada de valência. Se você der uma olhadinha no tópico anterior vai ver que devido a isso ele terá tendência, em uma ligação, em perder um elétron, ficando, portanto, com carga +1.
Os metais alcalinoterrosos (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) e o Zn, nos compostos, têm Nox +2, pois possuem dois elétrons na camada de valência, apresentando tendência em perdê-los.
Nos compostos, o Alumínio possui nox +3.
O Hidrogênio, nos compostos, geralmente tem nox +1. Mas, nos hidretos metálicos* (quando combinado com metal), apresenta nox -1
*Hidreto metálico: composto binário no qual temos metal ligado a hidrogênio.
O Oxigênio, nos compostos, têm nox -2. Já nos peróxidos, apresenta nox -1.
*Somente no O2F2 seu nox será +1 e somente no OF2, será +2.
Os Alogênios (F, Cl, Br e I) têm nox -1.
· Em um composto, a somatória de todos os seus números de oxidação é ZERO.
· Nas substâncias simples, os átomos têm nox ZERO, porque sozinhos eles estão em equilíbrio estático. Ex.: Fe (nox 0), Na (nox 0), H2 (nox 0), O3 (nox 0).
· Os átomos dos elementos, quando não estão combinados, apresentam nox ZERO.
Nos íons: A soma do nox dos componentes de um íon é igual à carga elétrica do íon.
Exemplo:
O íon SO4 tem nox -2, qual será o nox de cada um dos seus componentes?
Bom, o nox do oxigênio é fixo (-2), já o nox do enxofre é desconhecido. Sendo assim, é só chamar o nox do enxofre de “x” e somá-lo com o nox do oxigênio, o resultado deve ser -2.
Nox S = x
Nox O = -2 (como temos 4 átomos de oxigênio, então reteremos carga igual a 4 x -2, ou seja, -8).
Portanto: x + (-8) = -2 ® x = +6
Fonte: Efeito Joule
