Número de Oxidação (NOX)

1. Introdução

Se você já ouviu falar em reações de oxirredução, já deve ter percebido que alguns elementos "ganham" e outros "perdem" elétrons. 

Mas como saber quem perdeu e quem ganhou? E mais importante: como saber quantos elétrons foram transferidos? 

A resposta está no número de oxidação (Nox).

O Nox representa a carga real ou a tendência de carga de um elemento dentro de uma substância. 

Ele pode ser positivo, negativo ou até zero. 

Entender como ele funciona é essencial para interpretar reações químicas, prever produtos e balancear equações corretamente.

2. Como Determinar o Nox

Em substâncias iônicas (como NaCl), o Nox representa a carga real dos íons. 

O sódio (Na⁺) perde um elétron, ficando com Nox +1, enquanto o cloro (Cl⁻) ganha um elétron, ficando com Nox -1.

Já em substâncias moleculares (como H₂O ou CO₂), não há íons livres. 

Aqui, o Nox indica a tendência de carga dos átomos, considerando que os elétrons compartilhados são mais atraídos pelo elemento mais eletronegativo.

Lembra quando eu lhe falei que eletronegatividade é como um relacionamento tóxico? 

São dois elementos se ligando, compartilhando um elétron de cada, mas um dos elementos quer os dois elétrons pra si e deixar o outro sem nenhum.

No CO₂, por exemplo, o oxigênio é mais eletronegativo que o carbono, então ele fica com Nox -2, enquanto o carbono compensa ficando com +4.

(Sugestão de recurso visual: uma ilustração comparando compostos iônicos e moleculares, mostrando a diferença entre a transferência de elétrons em NaCl e o compartilhamento desigual de elétrons em CO₂.)

Agora que você já entendeu o conceito, vamos aprender a determinar o Nox de qualquer elemento em um composto!

3. Regras Práticas para Atribuir o Nox

Eu gosto de pensar em três regras, em sequência, para definir o nox de qualquer composto da Química.

A primeira regra é ver que o nox do composto (que é a soma do nox de todos os elementos) sempre será igual à carga do composto.

A segunda regra é sempre escrever primeiro os Nox dos elementos mais conhecidos (seja porque o Nox nunca muda, seja porque eles sempre aparecem).

A terceira regra é completar os nox dos elementos restantes seguindo a primeira regra e a eletronegatividade dos compostos. 

Primeira regra: A soma dos Nox sempre deve ser igual à carga do composto

Aqui, existem três cenários diferentes, mas que você usa o mesmo raciocínio.

1️⃣ Se a substância for formada por um único elemento isolado, o Nox do elemento será sempre zero (e consequentemente o do composto também).

Exemplos:

Fe: Sozinho, então seu Nox = 0.

O₂: Sozinho, então seu Nox = 0.

Cl₂: Sozinho, então seu Nox = 0.

2️⃣ Se houver dois ou mais elementos formando um composto neutro, a soma dos Nox de todos os elementos deve ser zero.

Exemplos:

NaCl: Nox (Na) = +1 e Nox(Cl) = -1. Logo, Nox (NaCl) = (+1) + (- 1) = 0.

H₂O: Nox (H) = +1 e Nox(O) = -2. Temos 2 H. Logo, Nox (H₂O) = 2 . (+1) + (-2) = 0.

3️⃣ Se o composto for um íon, a soma dos Nox dos elementos deve ser igual à carga do íon.

Exemplos:

NO₃⁻: É um íon, então carga final = -1. Nox (O) = -2 e Nox (N) = +5. Temos 3 O. Logo, Nox (NO₃⁻) = (+5) + 3 . (-2) = -1.

SO₄²⁻: É um íon, então carga final = -2. Nox (O) = -2 e Nox (S) = +6. Temos 4 O. Logo, Nox (SO₄²⁻) = (+6) + 4 . (-2) = -2.

Segunda regra: Comece pelos elementos com Nox fixo

Ao ver meus exemplos acima, você pode ter pensado: "Ok, a soma tem que ser igual a 0 ou à carga do íon, mas como saber o Nox de cada elemento?"

Se você pensou isso, saiba que o Nox da maioria dos elementos é bem previsível. 

A segunda regra é justamente começar por esses elementos previsíveis. 

Quando eles aparecem, já podemos definir seus valores sem precisar calcular. Eles são: os metais alcalinos, os metais alcalinoterrosos, o hidrogênio e o oxigênio. 

O hidrogênio e o oxigênio podem ter Nox variáveis, mas é muito raro de aparecer e, quando aparece, é muito fácil de identificar. 

1️⃣ Metais alcalinos (Grupo 1) → sempre +1 (ex.: Na⁺, K⁺, Li⁺).

2️⃣ Metais alcalinoterrosos (Grupo 2) → sempre +2 (ex.: Ca²⁺, Mg²⁺, Ba²⁺).

3️⃣ Hidrogênio (H) → quase sempre +1. mas quando ligado a metais (hidretos), será -1 (ex.: NaH → H = -1).

4️⃣ Oxigênio (O) → quase sempre -2. mas há exceções:

EXCEÇÃO DO HIDROGÊNIO:

Os hidrogênios são mais eletronegativos que os metais, então quando eles se ligam com metais, eles ganham elétrons, adquirindo carga -1. 

Por exemplo, na molécula NaH, o Nox do Na é +1 porque metal alcalino sempre tem Nox +1. Para dar 0, o Nox do H precisa obrigatoriamente ser -1. Fácil. 

Por curiosidade, quando o hidrogênio se liga a um metal, chamamos isso de hidreto metálico. O H⁻ é chamado de hidreto. 

EXCEÇÃO DO OXIGÊNIO:

Fáceis também, já estudamos. 

Quando o oxigênio forma um peróxido, ele assume Nox -1 e quando ele forma um superóxido, ele assume Nox -1/2.

Exemplos de peróxidos: H₂O₂, Na₂O₂, CaO₂.

Exemplos de superóxidos: Na₂O₄, CaO₄.

A última exceção é a molécula OF₂, pois o flúor é o único ametal mais eletronegativo que o oxigênio. Logo, F é -1 e o O é +2.

Obs: Perceba que é fácil de acertar o Nox do oxigênio, basta seguir a regra de que metais alcalinos e alcalinoterrosos nunca mudam sem Nox.

Terceira regra: Complete os outros elementos

Agora que já preenchemos os elementos com Nox fixo, podemos determinar o Nox dos outros átomos.

Alguns metais também têm Nox fixo, como:

Alumínio (Al) → sempre +3

Zinco (Zn) e cádmio (Cd) → sempre +2

Para os demais elementos, podemos resolver de algumas formas:

Se já preenchemos os Nox fixos, usamos a Regra 1 para calcular o valor restante.

Se ainda estiver na dúvida, aplicamos a eletronegatividade: o mais eletronegativo fica negativo, o mais eletropositivo fica positivo.

Agora a que eu mais utilizo é descobrir o Nox de um ânion ou de um cátion ao lembrar do ácido ou da base que o originou.

Por exemplo, quais os Nox de cada elemento na molécula CuSO₄?

Cu e S tem Nox variável, como descobrir então? Fácil, eu lembro que o sal CuSO₄ vem do ácido H₂SO₄.

Se o H é 1+, a carga positiva total é 2+, então eu descubro que todo o meu SO₄ possui um Nox de 2-!!!

Agora vamos voltar para o CuSO₄:

O Nox do oxigênio é 2-, temos 4 oxigênios, então temos uma carga de 8-. Para todo o SO₄ valer 2-, o Nox do S precisa ser de 6+. E se todo o SO₄ é 2-, o Cu é 2+!

CuSO₄: Nox (Cu) = 2+ // Nox (S) = 6+ // Nox (O) = 2-.

Para a primeira vez que você vê, pode parecer difícil, mas você fará tanto os mesmos exemplos que se tornará fácil. Mas, para isso, precisa ter domínio de ácidos e de bases.

Para lembrar a ordem da eletronegatividade dos ametais, usamos a frase: "Fui Ontem No Clube, Briguei I Sai Correndo Pro Hospital"

(F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H)

4. Exercícios e Aplicações

Agora que entendemos como calcular o Nox, tente fazer esses exemplos sozinho para treinar:

1️⃣ Determine o Nox dos elementos nos compostos:

• H₂SO₄
• KMnO₄
• NH₄Cl
• Fe₂O₃

2️⃣ Coloque o Nox de cada elemento:

Cr₂O₇²⁻ + Fe²⁺ → Cr³⁺ + Fe³⁺

Gabarito:

1️⃣

• H = +1 // O = -2 // S = +6
• K = +1 // O = -2  // Mn = +7
• H = +1 // N = -3 // Cl = -1
• O = -2 // Fe = +3

2️⃣

• Cr₂O₇²⁻: Nox (O) = -2 // 2 . Nox (Cr) + 7 . (-2) = -2 → 2 . Nox (Cr) - 14 = -2 → 2 . Nox (Cr) = +12 → Nox (Cr) = +6
• Fe²⁺: Nox (Fe) = +2 (elemento sozinho = Nox igual à carga)
• Cr³⁺: Nox (Cr) = +3 (elemento sozinho = Nox igual à carga)
• Fe³⁺: Nox (Fe) = +3 (elemento sozinho = Nox igual à carga)