l estado de oxidación de un elemento (O) es un número entero que se le asigna a un átomo al estar formando parte de una molécula o un ion, y puede ser positivo, negativo o cero. Es importante establecer enfáticamente que su valor no nos indica la presencia de carga eléctrica

sobre un átomo -quien define esto es la carga formal, un concepto diferente y que será analizado más adelante en el curso-, sino el balance entre los electrones que “cede” y los que “acepta” al formar parte de la entidad química. La suma de los estados de oxidación de todos los átomos debe ser igual, según el caso, a cero en el caso de una molécula, o de un número entero -positivo o negativo- en el caso de los iones. Se puede decir por ejemplo que un átomo con estado de oxidación de +2 (o 2+) ha “cedido” dos electrones para unirse a los demás átomos. Éste es el caso de un átomo tetravalente unido a otros cuatro, tres de los cuales son más electronegativos (ante los cuales “cede” tres electrones) y uno menos electronegativo que él (donde “recupera” un electrón). Por cada electrón “cedido” el átomo gana una unidad de carga positiva y por cada electrón “ganado” una negativa, de allí el balance de 2+.

ALGUNOS AUTORES CONSIDERAN TAMBIÉN LA EXISTENCIA DE ESTADOS DE OXIDACIÓN FRACCIONARIOS. SIN EMBARGO, ESTE CONCEPTO ADOLECE DE INCONSISTENCIAS: SI SE LE ASIGNA UN ESTADO DE OXIDACIÓN A UN ÁTOMO DE +1/2, ¿ESTÁ CEDIENDO MEDIO ELECTRÓN, PARTÍCULAS NO SUSCEPTIBLES DE DIVIDIRSE.

Para el cálculo del estado o número de oxidación, es conveniente

establecer algunos valores auxiliares que nos permitirán calcular el valor de O de un determinado elemento en una molécula o ion.

Estado de oxidación para el oxígeno = OO = - 2 Estado de oxidación para el hidrógeno = OH = + 1

Los únicos casos de excepción son para estos átomos se presentan en

los peróxidos -como el H2O2- donde el valor de OO es de –1, y en los hidruros, como NaH y CaH2, donde es valor de OH es de - 1.

E

Estado de oxidación para los metales alcalinos =

OLi = ONa = OK = ORb = OCs = OFr = + 1

Estado de oxidación para los metales alcalinotérreos =

OBe= OMg = OCa = OSr = OBa = ORa = + 2

Estado de oxidación para el flúor = OF = - 1

Estado de oxidación para el aluminio = OAl = + 3

Puede considerarse (si bien hay raras excepciones) que los números de oxidación anteriormente descritos nunca cambian.

Con estas definiciones es posible calcular, en muchos casos, el estado de oxidación de un átomo en muchos casos. Ejemplo A: Calcula el estado de oxidación del fósforo en H3PO4. Primer paso: La especie no posee carga eléctrica. Por tanto,

Carga de la especie = 0 = 3OH + OP + 4OO Segundo paso: despeja el valor de OP sustituyendo los valores conocidos de OH y OO:

0 = 3OH + OP + 4OO

0 = 3(+1) + OP + 4(-2) 0 = +3 + OP – 8 OP = -3 + 8 = +5

Por lo tanto, el estado de oxidación del fósforo en el ácido fosfórico, H3PO4, es de +5 (o 5+). Ejemplo B: Calcula el estado de oxidación del nitrógeno en HNO2. Primer paso: La especie no posee carga eléctrica. Por tanto,

Carga de la especie = 0 = OH + ON + 2OO

Segundo paso: despeja el valor de ON sustituyendo los valores conocidos de OH y OO:

0 = OH + ON + 2OO

0 = (+1) + ON + 2 (-2) 0 = +1 + ON – 4 ON = -1 + 4 = +3

Por lo tanto, el estado de oxidación del nitrógeno en el ácido nitroso, HNO2, es de +3 (o 3+).

Ejemplo C: Calcula el estado de oxidación del yodo en H5IO6. Primer paso: La especie no posee carga eléctrica. Por tanto,

Carga de la especie = 0 = 5OH + OI + 6OO Segundo paso: despeja el valor de OI sustituyendo los valores conocidos de OH y OO:

0 = 5OH + OI + 6OO

0 = 5(+1) + OI + 6(-2) 0 = +5 + OI – 12 OI = -5 + 12 = +7

Por lo tanto, el estado de oxidación del yodo en el ácido ortoperyódico, H5IO6, es de +7 (o 7+). Ejemplo D: Calcula el estado de oxidación del renio en NaReO4. Primer paso: La especie no posee carga eléctrica. Por tanto,

Carga de la molécula = 0 = ONa + ORe + 4OO Segundo paso: despeja el valor de ORe sustituyendo el valor conocido de OO;

0 = ONa + ORe + 4OO 0 = (+1) + ORe + 4(-2)

0 = +1 + ORe - 8 ORe = -1 + 8 = +7

Por lo tanto, el estado de oxidación del renio en el perrenato de sodio, NaReO4, es de +7 (o 7+).

Ejemplo E: Calcula el estado de oxidación del arsénico en Ba3(AsO3)2. Primer paso: La especie no posee carga eléctrica. Por tanto,

Carga de la molécula = 0 = 3OBa + 2OAs + 6OO Segundo paso: despeja el valor de OAs sustituyendo el valor conocido de OO:

0 = 3OBa + 2OAs + 6OO 0 = 3(+2) + 2OAs + 6(-2)

0 = +6 + 2OAs - 12 2OAs = - 6 + 12

2OAs = + 6 OAs = + 3

Por lo tanto, el estado de oxidación del arsénico en el ortoarsenito de bario, Ba3(AsO3)2, es de +3 (o 3+). Ejemplo F: Calcula el estado de oxidación del fósforo en [PH4]+. Primer paso: se trata de un catión con una carga eléctrica de +1. Considerando lo anterior, descompón la fórmula del [PH4]+ de la siguiente manera:

Carga de la especie = + 1 = OP + 4OH Segundo paso: despeja el valor de OP sustituyendo el valor conocido de OH:

+ 1 = OP + 4OH

+ 1 = OP + 4(+ 1) + 1 = OP + 4

OP = +1 – 4 = - 3

Por lo tanto, el estado de oxidación del fósforo en el catión fosfonio, [PH4]+, es de - 3 (o 3 -).

Ejemplo G: Calcula el estado de oxidación del cloro en [H3ClO4]+2. Primer paso: se trata de un catión con una carga eléctrica de +2. Considerando lo anterior, descompón la fórmula del [H3ClO4]+2 de la siguiente manera:

Carga de la especie = +2 = 3OH + OCl + 4OO

Segundo paso: despeja el valor de OCl sustituyendo los valores conocidos de OH y OO:

+2 = 3OH + OCl + 4OO +2 = 3(+1) + OCl + 4(-2)

+2 = + 3 + OCl - 8 OCl = + 2 – 3 + 8 = +7

Por lo tanto, el estado de oxidación del cloro en el ácido perclórico dioprotonado, [H3ClO4]+2 es de + 7 (o 7 +). Ejemplo H: Calcula el estado de oxidación del uranio en [UO2]2+. Primer paso: se trata de un catión con una carga eléctrica de +2. Descompón la fórmula del [UO2]2+ de la siguiente manera.

Carga de la especie = + 2 = OU + 2OO Segundo paso: despeja el valor de OU sustituyendo el valor conocido de OO:

+ 2 = OU + 2OO

+ 2 = OU + 2(-2) + 2 = OU - 4

OU = + 2 + 4 = + 6

Por lo tanto, el estado de oxidación del uranio en el catión uranilo, [UO2]2+, es de + 6 (o 6 -).

Ejemplo I: Calcula el estado de oxidación del estaño en [SnO4]2-. Primer paso: se trata de un anión con una carga eléctrica de - 2. Descompón la fórmula del [SnO4]2- de la siguiente manera:

Carga de la especie = - 2 = OSn + 4OO Segundo paso: despeja el valor de OSn sustituyendo el valor conocido de OO:

- 2 = OSn + 4OO

- 2 = OSn + 4(-2) - 2 = OSn - 8

OSn = - 2 + 8 = + 6

Por lo tanto, el estado de oxidación del estaño en el anión estannato, [SnO4]2-, es de + 6 (o 6 +).

Ejemplo J: Calcula el estado de oxidación del xenón en el [HXeO6]-. Primer paso: se trata de un anión con una carga eléctrica de - 1. Considerando lo anterior, descompón la fórmula del [HXeO4]- de la siguiente manera:

Carga de la especie = - 1 = OH + OXe + 4OO Segundo paso: despeja el valor de OXe sustituyendo los valores conocidos de OH y OO:

- 1 = OH + OXe + 4OO

- 1 = (+1) + OXe + 4(-2)

- 1 = +1 + OXe - 8

OXe = - 1 – 1 + 8 = +6

Por lo tanto, el estado de oxidación del xenón en el anión perxenato monoácido, [HXeO4]-, es de + 6 (o 6 +).

Ejemplo K: Calcula el estado de oxidación del boro en [BF4]-. Primer paso: se trata de un anión con una carga eléctrica de - 1. Considerando lo anterior, descompón la fórmula del [BF4]- de la siguiente manera.

Carga de la especie = - 1 = OB + 4OF - 1 = OB + 4(-1)

- 1 = OB - 4 OB = - 1 + 4 = + 3

Por lo tanto, el estado de oxidación del boro en el anión tetrafluoroborato, [BF4]-, es de + 3 (o 3 +).