Um mapa mental de NOX organiza visualmente as regras usadas para encontrar o número de oxidação dos elementos em íons e substâncias químicas. Para utilizá-lo, coloque o conceito de NOX no centro e conecte informações sobre valores fixos, soma dos números de oxidação, exceções e exemplos de cálculo. Esse esquema facilita a resolução de exercícios e a identificação de oxidação e redução.
O que é NOX e para que ele serve
NOX é a sigla de número de oxidação. Ele representa a carga elétrica que um átomo teria em uma substância se os elétrons das ligações fossem atribuídos ao átomo mais eletronegativo. Portanto, é uma ferramenta formal de contagem de elétrons: nem sempre corresponde à carga elétrica real existente no átomo.
O número de oxidação pode ser positivo, negativo ou igual a zero. Em geral, um elemento que perde elétrons recebe NOX positivo, enquanto um que ganha elétrons recebe NOX negativo. Por exemplo, no cloreto de sódio, NaCl, o sódio tem NOX +1 e o cloro tem NOX −1. A soma é zero, pois a substância é eletricamente neutra.
O estudo do NOX permite determinar fórmulas, analisar compostos e reconhecer transferências de elétrons em reações químicas. Ele aparece especialmente em questões de oxirredução, eletroquímica, corrosão, pilhas, eletrólise e processos industriais.
Ideia central: em uma molécula neutra, a soma de todos os NOX é zero. Em um íon, essa soma é igual à carga do íon.
Regras principais para determinar o NOX
Antes de fazer contas, verifique se há elementos com valores conhecidos. Essas regras resolvem grande parte dos exercícios escolares. Quando mais de uma regra se aplica, é preciso observar as exceções, sobretudo as que envolvem oxigênio, hidrogênio e halogênios.
- Substância simples: todo elemento em sua forma simples tem NOX zero, como O2, H2, Fe, S8 e Cl2.
- Íon monoatômico: o NOX é igual à carga do íon. Assim, Ca2+ tem NOX +2, e S2− tem NOX −2.
- Metais alcalinos: os elementos do grupo 1, como lítio, sódio e potássio, têm NOX +1 em compostos.
- Metais alcalino-terrosos: os elementos do grupo 2, como magnésio e cálcio, têm NOX +2 em compostos.
- Alguns valores frequentes: alumínio costuma ser +3, zinco é +2 e prata é +1.
- Flúor: por ser o elemento mais eletronegativo, apresenta NOX −1 em seus compostos.
- Soma algébrica: some os NOX de todos os átomos, considerando quantas vezes cada elemento aparece na fórmula.
Os sinais são indispensáveis. Não basta concluir que o enxofre em H2SO4 vale 6: o resultado correto é +6. Da mesma forma, o oxigênio normalmente vale −2, e não apenas 2.
Como montar um mapa mental de NOX
O mapa mental deve apresentar relações, e não ser apenas uma lista decorada. Escreva “NOX” no centro da folha. A partir dele, trace ramos para as quatro ideias mais importantes: definição, regras fixas, regra da soma e exceções. Em seguida, acrescente exemplos curtos a cada ramo.
Uma organização possível é a seguinte:
- No centro, escreva NOX = número de oxidação.
- No primeiro ramo, indique: substância simples = 0; íon monoatômico = carga do íon.
- No segundo ramo, registre os valores usuais: grupo 1 = +1, grupo 2 = +2, F = −1 e O = −2.
- No terceiro ramo, destaque a regra de cálculo: soma = 0 em composto neutro; soma = carga em íon.
- No quarto ramo, anote as exceções: peróxidos, hidretos metálicos e compostos com flúor.
- No último ramo, relacione variação do NOX com oxirredução: aumento significa oxidação; diminuição significa redução.
Em vez de memorizar muitos compostos isolados, use cores ou setas para separar informações. Por exemplo, valores positivos podem ficar de um lado e valores negativos de outro. Porém, o mais importante é compreender a razão do cálculo: os valores conhecidos são substituídos na soma algébrica, e o NOX desconhecido é encontrado por uma equação simples.
Cálculo do NOX: exemplos resolvidos
Para calcular um NOX desconhecido, atribua uma letra, geralmente x, ao elemento procurado. Depois, multiplique cada NOX pela quantidade de átomos indicada na fórmula e iguale a soma à carga total da espécie.
| Substância ou íon | Montagem do cálculo | NOX encontrado |
|---|---|---|
| H2SO4 | 2(+1) + x + 4(−2) = 0 | S = +6 |
| KMnO4 | (+1) + x + 4(−2) = 0 | Mn = +7 |
| NH4+ | x + 4(+1) = +1 | N = −3 |
| Fe2O3 | 2x + 3(−2) = 0 | Fe = +3 |
| ClO3− | x + 3(−2) = −1 | Cl = +5 |
Observe o ácido sulfúrico, H2SO4. O hidrogênio vale +1 e aparece duas vezes, contribuindo com +2. O oxigênio vale −2 e aparece quatro vezes, contribuindo com −8. Como a molécula é neutra, a soma deve ser zero: +2 + x − 8 = 0. Logo, x = +6, que é o NOX do enxofre.
Já no íon amônio, NH4+, a soma não é zero: deve resultar em +1, a carga do íon. Como os quatro hidrogênios somam +4, o nitrogênio deve valer −3. Esse detalhe evita um erro frequente: tratar íons poliatômicos como se fossem moléculas neutras.
Exceções importantes às regras
Algumas regras comuns possuem exceções. Elas devem ocupar um ramo próprio no mapa mental, porque são recorrentes em exercícios. A mais conhecida envolve o oxigênio, que normalmente apresenta NOX −2, mas pode assumir outros valores em situações específicas.
Oxigênio em peróxidos e com flúor
Nos peróxidos, há uma ligação entre dois átomos de oxigênio, e cada oxigênio tem NOX −1. Um exemplo é o peróxido de hidrogênio, H2O2: os hidrogênios somam +2; por isso, os dois oxigênios devem somar −2, ficando −1 para cada um.
Em compostos com flúor, o oxigênio pode apresentar NOX positivo, pois o flúor atrai os elétrons com mais intensidade. No OF2, cada flúor vale −1. Para a molécula ser neutra, o oxigênio vale +2.
Hidrogênio e halogênios
O hidrogênio geralmente tem NOX +1 quando ligado a ametais, como em HCl e H2O. Contudo, em hidretos metálicos, como NaH e CaH2, ele vale −1. Isso ocorre porque o metal é menos eletronegativo que o hidrogênio.
Cloro, bromo e iodo normalmente têm NOX −1 quando ligados a metais ou ao hidrogênio. Entretanto, ao se ligarem ao oxigênio ou ao flúor, podem apresentar NOX positivo. No íon ClO3−, por exemplo, o cloro vale +5.
NOX nas reações de oxirredução
Uma reação de oxirredução ocorre quando pelo menos um elemento altera seu NOX. Se o número de oxidação aumenta, o átomo perde elétrons e sofre oxidação. Se o número diminui, ele ganha elétrons e sofre redução. Os dois processos acontecem simultaneamente.
Na reação entre zinco metálico e íons cobre, o Zn passa de 0 para +2: ele é oxidado. O Cu2+ passa de +2 para 0: ele é reduzido. O agente redutor é a espécie que se oxida, pois fornece elétrons; o agente oxidante é a espécie que se reduz, pois recebe elétrons.
Para reconhecer uma oxirredução, compare o NOX dos elementos nos reagentes e nos produtos. Se nenhum valor variar, a reação não é de oxirredução.
Síntese para revisão
Ao revisar, comece pelas regras que quase não apresentam exceções: elemento simples vale 0; íon monoatômico vale sua carga; grupo 1 vale +1; grupo 2 vale +2; flúor vale −1. Depois, aplique a regra da soma para descobrir os valores desconhecidos.
- Em moléculas neutras, a soma dos NOX é igual a zero.
- Em íons poliatômicos, a soma é igual à carga total.
- Oxigênio costuma valer −2, exceto em peróxidos e em compostos com flúor.
- Hidrogênio costuma valer +1, exceto em hidretos metálicos.
- Aumento do NOX indica oxidação; diminuição indica redução.
Um bom mapa mental de NOX reúne essas regras em poucos ramos e traz ao menos um exemplo de equação para compostos neutros e outro para íons. Assim, ele serve como roteiro de consulta e como base para resolver exercícios com atenção aos sinais, às quantidades de átomos e às exceções.
