El concepto de oxidación en química es un tanto confuso, sobre todo porque es anterior a la comprensión de la estructura del átomo y cómo se producen las reacciones químicas. el término se originó cuando los químicos analizaban reacciones que involucraban oxígeno, que fue el primer agente oxidante conocido.
Para los químicos modernos familiarizados con el intercambio de electrones en las reacciones, la oxidación se refiere a la pérdida de electrones y la reducción a la ganancia de electrones. La definición moderna se aplica a las reacciones que involucran al oxígeno, así como a aquellas que no lo hacen, como la producción de metano (ch 4 ) a partir de carbono e hidrógeno. Cuando agrega oxígeno al metano para producir dióxido de carbono y agua, eso también es oxidación. el átomo de carbono pierde electrones y su estado de oxidación cambia mientras que los átomos de oxígeno ganan electrones y se reducen. Esto se conoce como una reacción redox.
El estado de oxidación del carbono en el metano.
Debido a sus cuatro electrones de valencia, el carbono puede existir en una variedad de estados de oxidación, que van desde +4 a -4. por eso forma tantos compuestos, más que cualquier otro elemento. Para determinar su estado en un compuesto en particular, generalmente tiene que mirar los enlaces que forma con los otros elementos en el compuesto.
el hidrógeno tiene un solo electrón de valencia, y como ese electrón está en su primera capa, solo necesita un electrón para llenar la capa. esto lo convierte en un atractor de electrones con un estado de oxidación de +1. el hidrógeno también puede perder un electrón y existir en un estado de oxidación -1 cuando se combina con los metales del grupo 1 para formar hidruros metálicos, como nah y lih, pero en la mayoría de los casos, como cuando se combina con carbono, siempre está en el + 1 estado de oxidación.
para calcular el estado de oxidación del carbono en la molécula de metano, debe tratar cada enlace carbono-hidrógeno como si fuera iónico. La molécula no tiene carga neta, por lo que la suma de todos los enlaces carbono-hidrógeno debe ser 0. esto significa que el átomo de carbono dona cuatro electrones, lo que hace que su estado de oxidación sea -4.
El estado de oxidación de los cambios de carbono al quemar metano.
Cuando se combina metano con oxígeno, los productos son dióxido de carbono, agua y energía en forma de calor y luz. La ecuación balanceada para esta reacción es
ch 4 + 2 o 2 -> co 2 + 2 h 2 o + energía
El carbono sufre un cambio dramático en su estado de oxidación en esta reacción. mientras que su número de oxidación en metano es -4, en dióxido de carbono, es +4. eso se debe a que el oxígeno es un aceptor de electrones que siempre tiene un estado de oxidación de -2, y hay dos átomos de oxígeno por cada átomo de carbono en co 2 . el estado de oxidación del hidrógeno, por otro lado, permanece sin cambios.