In chimica, i termini “ossidazione” e “riduzione” si riferiscono a reazioni in cui un atomo o un gruppo di atomi perde o acquista rispettivamente elettroni. Lo stato di ossidazione è un valore numerico assegnato a uno o più atomi che caratterizza il numero di elettroni ridistribuiti e mostra come questi elettroni sono distribuiti tra gli atomi durante una reazione. Determinare questo valore può essere una procedura semplice o piuttosto complessa, a seconda degli atomi e delle molecole che li compongono. Inoltre, gli atomi di alcuni elementi possono avere diversi stati di ossidazione. Fortunatamente esistono regole semplici ed inequivocabili per determinare lo stato di ossidazione; per usarle con sicurezza è sufficiente la conoscenza dei fondamenti della chimica e dell'algebra.

Passi

Parte 1

Determina se la sostanza in questione è elementare. Lo stato di ossidazione degli atomi all'esterno di un composto chimico è zero. Questa regola vale sia per le sostanze formate da singoli atomi liberi, sia per quelle costituite da due o molecole poliatomiche di un elemento.

• Ad esempio, Al(s) e Cl2 hanno uno stato di ossidazione pari a 0 perché entrambi sono in uno stato elementare chimicamente non legato.
• Si tenga presente che la forma allotropica dello zolfo S8, o ottasolfuro, nonostante la sua struttura atipica, è anch'essa caratterizzata da uno stato di ossidazione pari a zero.

1. Determina se la sostanza in questione è costituita da ioni. Lo stato di ossidazione degli ioni è uguale alla loro carica. Questo vale sia per gli ioni liberi che per quelli che fanno parte di composti chimici.

   • Ad esempio, lo stato di ossidazione dello ione Cl- è -1.
   • Anche lo stato di ossidazione dello ione Cl nel composto chimico NaCl è -1. Poiché lo ione Na, per definizione, ha una carica pari a +1, concludiamo che lo ione Cl ha una carica pari a -1, e quindi il suo stato di ossidazione è -1.

2. Tieni presente che gli ioni metallici possono avere diversi stati di ossidazione. Gli atomi di molti elementi metallici possono essere ionizzati a vari livelli. Ad esempio, la carica degli ioni di un metallo come il ferro (Fe) è +2 o +3. La carica degli ioni metallici (e il loro stato di ossidazione) può essere determinata dalle cariche degli ioni di altri elementi con cui il metallo fa parte di un composto chimico; nel testo questa carica è indicata con numeri romani: ad esempio il ferro (III) ha uno stato di ossidazione +3.

   • Ad esempio, considera un composto contenente uno ione alluminio. La carica totale del composto AlCl 3 è zero. Poiché sappiamo che gli ioni Cl - hanno una carica pari a -1, e ci sono 3 di questi ioni nel composto, affinché la sostanza in questione sia complessivamente neutra, lo ione Al deve avere una carica pari a +3. Pertanto, in questo caso, lo stato di ossidazione dell'alluminio è +3.

3. Lo stato di ossidazione dell'ossigeno è -2 (con alcune eccezioni). In quasi tutti i casi, gli atomi di ossigeno hanno uno stato di ossidazione pari a -2. Ci sono alcune eccezioni a questa regola:

   • Se l'ossigeno è allo stato elementare (O2), il suo stato di ossidazione è 0, come nel caso delle altre sostanze elementari.
   • Se l'ossigeno è incluso perossido, il suo stato di ossidazione è -1. I perossidi sono un gruppo di composti contenenti un semplice legame ossigeno-ossigeno (cioè l'anione perossido O 2 -2). Ad esempio, nella composizione della molecola H 2 O 2 (perossido di idrogeno), l'ossigeno ha una carica e uno stato di ossidazione pari a -1.
   • Se combinato con il fluoro, l'ossigeno ha uno stato di ossidazione pari a +2, leggere la regola per il fluoro di seguito.

4. L'idrogeno ha uno stato di ossidazione +1, con alcune eccezioni. Come per l’ossigeno, anche qui ci sono delle eccezioni. Tipicamente, lo stato di ossidazione dell'idrogeno è +1 (a meno che non sia nello stato elementare H2). Tuttavia, nei composti chiamati idruri, lo stato di ossidazione dell'idrogeno è -1.

   • Ad esempio, in H2O lo stato di ossidazione dell'idrogeno è +1 perché l'atomo di ossigeno ha una carica -2 e sono necessarie due cariche +1 per la neutralità complessiva. Tuttavia, nella composizione dell'idruro di sodio, lo stato di ossidazione dell'idrogeno è già -1, poiché lo ione Na porta una carica pari a +1 e, per la neutralità elettrica complessiva, la carica dell'atomo di idrogeno (e quindi il suo stato di ossidazione) deve essere uguale a -1.

5. Fluoro Sempre ha uno stato di ossidazione pari a -1. Come già notato, lo stato di ossidazione di alcuni elementi (ioni metallici, atomi di ossigeno nei perossidi, ecc.) può variare in base a una serie di fattori. Lo stato di ossidazione del fluoro, tuttavia, è invariabilmente -1. Ciò è spiegato dal fatto che questo elemento ha la più alta elettronegatività - in altre parole, gli atomi di fluoro sono i meno disposti a separarsi dai propri elettroni e attraggono più attivamente gli elettroni estranei. Pertanto, la loro tariffa rimane invariata.

6. La somma degli stati di ossidazione in un composto è pari alla sua carica. Gli stati di ossidazione di tutti gli atomi in un composto chimico devono sommarsi alla carica di quel composto. Ad esempio, se un composto è neutro, la somma degli stati di ossidazione di tutti i suoi atomi deve essere zero; se il composto è uno ione poliatomico con carica -1, la somma degli stati di ossidazione è -1, e così via.

   • Questo buon metodo controlli: se la somma degli stati di ossidazione non è uguale alla carica totale del composto, hai commesso un errore da qualche parte.

   Parte 2

   Determinazione dello stato di ossidazione senza utilizzare le leggi della chimica

   1. Trova gli atomi che non hanno regole severe rispetto al grado di ossidazione. In relazione ad alcuni elementi non è fermo regole stabilite trovare lo stato di ossidazione. Se un atomo non rientra in nessuna delle regole sopra elencate e non se ne conosce la carica (ad esempio, l'atomo fa parte di un complesso e la sua carica non è specificata), è possibile determinare il numero di ossidazione di tale atomo mediante eliminazione. Innanzitutto, determina la carica di tutti gli altri atomi del composto, quindi, dalla carica totale nota del composto, calcola lo stato di ossidazione di un dato atomo.

      • Ad esempio, nel composto Na 2 SO 4 la carica dell'atomo di zolfo (S) è sconosciuta - sappiamo solo che non è zero, poiché lo zolfo non è allo stato elementare. Questa connessione serve buon esempio per illustrazione metodo algebrico determinazione del grado di ossidazione.

   2. Trova gli stati di ossidazione degli elementi rimanenti nel composto. Utilizzando le regole sopra descritte, determinare gli stati di ossidazione dei restanti atomi del composto. Non dimenticare le eccezioni alle regole nel caso degli atomi di O, H e così via.

      • Per Na 2 SO 4, utilizzando le nostre regole, troviamo che la carica (e quindi lo stato di ossidazione) dello ione Na è +1, e per ciascuno degli atomi di ossigeno è -2.

   3. Trova il numero di ossidazione sconosciuto dalla carica del composto. Ora hai tutti i dati per calcolare facilmente lo stato di ossidazione desiderato. Annota un'equazione, sul lato sinistro della quale ci sarà la somma del numero ottenuto nella fase precedente dei calcoli e lo stato di ossidazione sconosciuto, e sul lato destro la carica totale del composto. In altre parole, (Somma degli stati di ossidazione noti) + (stato di ossidazione desiderato) = (carica del composto).

      • Nel nostro caso, la soluzione Na 2 SO 4 si presenta così:
        • (Somma degli stati di ossidazione noti) + (stato di ossidazione desiderato) = (carica del composto)
        • -6 + S = 0
        • S = 0 + 6
        • S = 6. In Na 2 SO 4 lo zolfo ha uno stato di ossidazione 6 .
   • Nei composti, la somma di tutti gli stati di ossidazione deve essere uguale alla carica. Ad esempio, se il composto è uno ione biatomico, la somma degli stati di ossidazione degli atomi deve essere uguale alla carica ionica totale.
   • È molto utile poter utilizzare la tavola periodica e sapere dove si trovano gli elementi metallici e non metallici.
   • Lo stato di ossidazione degli atomi in forma elementare è sempre zero. Lo stato di ossidazione di un singolo ione è uguale alla sua carica. Gli elementi del gruppo 1A della tavola periodica, come idrogeno, litio, sodio, nella loro forma elementare hanno uno stato di ossidazione +1; I metalli del gruppo 2A come magnesio e calcio hanno uno stato di ossidazione pari a +2 nella loro forma elementare. L'ossigeno e l'idrogeno, a seconda del tipo di legame chimico, possono avere 2 significati diversi grado di ossidazione.

Il grado di ossidazione è un valore convenzionale utilizzato per registrare le reazioni redox. Per determinare il grado di ossidazione viene utilizzata la tabella di ossidazione degli elementi chimici.

Senso

Lo stato di ossidazione degli elementi chimici di base si basa sulla loro elettronegatività. Il valore è uguale al numero di elettroni spostati nei composti.

Lo stato di ossidazione è considerato positivo se gli elettroni vengono spostati dall'atomo, cioè l'elemento dona elettroni nel composto ed è un agente riducente. Questi elementi includono i metalli; il loro stato di ossidazione è sempre positivo.

Quando un elettrone viene spostato verso un atomo, il valore è considerato negativo e l'elemento è considerato un agente ossidante. L'atomo accetta elettroni fino al completamento del livello energetico esterno. La maggior parte dei non metalli sono agenti ossidanti.

Le sostanze semplici che non reagiscono hanno sempre uno stato di ossidazione pari a zero.

Riso. 1. Tabella degli stati di ossidazione.

In un composto, l'atomo non metallico con elettronegatività inferiore ha uno stato di ossidazione positivo.

Definizione

Puoi determinare gli stati di ossidazione massimo e minimo (quanti elettroni un atomo può cedere e accettare) utilizzando la tavola periodica.

Il grado massimo è pari al numero del gruppo in cui si trova l'elemento, ovvero al numero degli elettroni di valenza. Il valore minimo è determinato dalla formula:

N. (gruppi) – 8.

Riso. 2. Tavola periodica.

Il carbonio appartiene al quarto gruppo, quindi il suo stato di ossidazione più alto è +4 e quello più basso è -4. Il grado massimo di ossidazione dello zolfo è +6, il minimo è -2. La maggior parte dei non metalli hanno sempre uno stato di ossidazione variabile, positivo e negativo. L'eccezione è il fluoro. Il suo stato di ossidazione è sempre -1.

Va ricordato che questa regola non si applica rispettivamente ai metalli alcalini e alcalino terrosi dei gruppi I e II. Questi metalli hanno uno stato di ossidazione positivo costante: litio Li +1, sodio Na +1, potassio K +1, berillio Be +2, magnesio Mg +2, calcio Ca +2, stronzio Sr +2, bario Ba +2. Altri metalli possono presentare vari gradi ossidazione. L'eccezione è l'alluminio. Nonostante appartenga al gruppo III, il suo stato di ossidazione è sempre +3.

Riso. 3. Metalli alcalini e alcalino terrosi.

Dal Gruppo VIII massimo grado Solo il rutenio e l'osmio possono mostrare un'ossidazione +8. L'oro e il rame del gruppo I mostrano rispettivamente stati di ossidazione +3 e +2.

Documentazione

Per registrare correttamente lo stato di ossidazione, dovresti ricordare diverse regole:

• i gas inerti non reagiscono, quindi il loro stato di ossidazione è sempre nullo;
• nei composti lo stato di ossidazione variabile dipende dalla valenza variabile e dall'interazione con altri elementi;
• esposizioni di idrogeno nei composti con i metalli grado negativo ossidazione - Ca +2 H 2 −1, Na +1 H −1;
• l'ossigeno ha sempre uno stato di ossidazione pari a -2, ad eccezione del fluoruro di ossigeno e del perossido - O +2 F 2 −1, H 2 +1 O 2 −1.

Cosa abbiamo imparato?

Lo stato di ossidazione è un valore condizionale che mostra quanti elettroni un atomo di un elemento in un composto ha accettato o ceduto. Il valore dipende dal numero di elettroni di valenza. I metalli nei composti hanno sempre uno stato di ossidazione positivo, cioè sono agenti riducenti. Per i metalli alcalini e alcalino terrosi lo stato di ossidazione è sempre lo stesso. I non metalli, ad eccezione del fluoro, possono assumere stati di ossidazione positivi e negativi.

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Il numero di ossidazione è la carica condizionale di un atomo in una molecola, riceve l'atomo come risultato della completa accettazione degli elettroni, viene calcolato partendo dal presupposto che tutti i legami siano di natura ionica. Come determinare lo stato di ossidazione?

Determinazione dello stato di ossidazione

Ci sono particelle cariche, ioni, Carica positiva che è uguale al numero di elettroni ricevuti da un atomo. La carica negativa di uno ione è uguale al numero di elettroni accettati da un atomo di un elemento chimico. Ad esempio, scrivere un elemento come Ca2+ significa che gli atomi degli elementi hanno perso uno, due o tre elementi. Per trovare la composizione dei composti ionici e dei composti molecolari, dobbiamo sapere come determinare lo stato di ossidazione degli elementi. Gli stati di ossidazione sono negativi, positivi e zero. Se prendiamo in considerazione il numero di atomi, lo stato di ossidazione algebrico in una molecola è zero.

Per determinare lo stato di ossidazione di un elemento, è necessario essere guidati da determinate conoscenze. Ad esempio, nei composti metallici lo stato di ossidazione è positivo. E lo stato di ossidazione più alto corrisponde al numero del gruppo della tavola periodica in cui si trova l'elemento. I metalli possono avere stati di ossidazione positivi o negativi. Ciò dipenderà dal fattore con cui l'atomo del metallo è collegato. Ad esempio, se collegato a un atomo di metallo, il grado sarà negativo, ma se collegato a un non metallo, il grado sarà positivo.

Lo stato di ossidazione massimo negativo di un metallo può essere determinato sottraendo dal numero otto il numero del gruppo in cui si trova l'elemento richiesto. Di norma, è uguale al numero di elettroni situati nello strato esterno. Il numero di questi elettroni corrisponde anche al numero del gruppo.

Come calcolare il numero di ossidazione

Nella maggior parte dei casi, lo stato di ossidazione di un atomo di un particolare elemento non coincide con il numero di legami che forma, cioè non è uguale alla valenza di quell'elemento. Ciò può essere visto chiaramente nell’esempio dei composti organici.

Lascia che ti ricordi che la valenza del carbonio nei composti organici è 4 (cioè forma 4 legami), ma lo stato di ossidazione del carbonio, ad esempio, nel metanolo CH 3 OH è -2, in CO 2 +4, in CH4 - 4, in acido formico HCOOH + 2. La valenza è misurata dal numero di legami chimici covalenti, compresi quelli formati dal meccanismo donatore-accettore.

Quando si determina lo stato di ossidazione degli atomi nelle molecole, un atomo elettronegativo, quando una coppia di elettroni viene spostata nella sua direzione, acquisisce una carica di -1, ma se ci sono due coppie di elettroni, allora ci sarà una carica di -2. Lo stato di ossidazione non è influenzato dal legame tra atomi simili. Per esempio:

• Connessione Atomi C-C uguale al loro stato di ossidazione zero.
• Legame C-H: qui il carbonio, essendo l'atomo più elettronegativo, avrà una carica pari a -1.
• In un legame C-O, la carica del carbonio, essendo meno elettronegativa, sarà +1.

Esempi di determinazione dello stato di ossidazione

1. In una molecola come CH 3Cl ce ne sono tre Legami C-H C). Pertanto, lo stato di ossidazione dell'atomo di carbonio in questo composto sarà pari a: -3+1=-2.
2. Troviamo lo stato di ossidazione degli atomi di carbonio nella molecola di acetaldeide Cˉ³H3-C¹O-H. In questo composto, i tre legami C-H daranno una carica totale sull'atomo di C, che è uguale a (Cº+3e→Cˉ³)-3. Il doppio legame C=O (qui l’ossigeno prenderà elettroni dall’atomo di carbonio, poiché l’ossigeno è più elettronegativo) dà una carica sull’atomo di C, è pari a +2 (Cº-2e→C²), mentre il legame C-H ha una carica pari a -1, il che significa che la carica totale sull'atomo di C è: (2-1=1)+1.
3. Troviamo ora lo stato di ossidazione nella molecola di etanolo: Cˉ³H-Cˉ¹H2-OH. Qui tre legami C-H daranno una carica totale sull'atomo di C, che è uguale a (Cº+3e→Cˉ³)-3. Due legami C-H daranno una carica sull'atomo di C, che sarà pari a -2, mentre il legame C→O darà una carica di +1, il che significa che la carica totale sull'atomo di C è (-2+1= -1)-1.

Ora sai come determinare lo stato di ossidazione di un elemento. Se hai almeno una conoscenza di base della chimica, questo compito non sarà un problema per te.

La carica formale di un atomo nei composti è: quantità ausiliaria, viene solitamente utilizzato nelle descrizioni delle proprietà degli elementi in chimica. Questa carica elettrica convenzionale è lo stato di ossidazione. Il suo significato cambia a causa di molti processi chimici. Sebbene la carica sia formale, caratterizza chiaramente le proprietà e il comportamento degli atomi nelle reazioni redox (ORR).

Ossidazione e riduzione

In passato, i chimici usavano il termine "ossidazione" per descrivere l'interazione dell'ossigeno con altri elementi. Il nome delle reazioni deriva dal nome latino dell'ossigeno - Oxygenium. Successivamente si è scoperto che anche altri elementi si ossidano. In questo caso, si riducono: acquisiscono elettroni. Ogni atomo, quando forma una molecola, cambia la struttura del suo guscio elettronico di valenza. In questo caso appare una carica formale, la cui grandezza dipende dal numero di elettroni convenzionalmente dati o accettati. Per caratterizzare questo valore in precedenza veniva utilizzato il termine chimico inglese “numero di ossidazione”, che tradotto significa “numero di ossidazione”. Quando lo usano, partono dal presupposto che gli elettroni di legame nelle molecole o negli ioni appartengano a un atomo che ha più alto valore elettronegatività (EO). La capacità di trattenere i propri elettroni e di attirarli da altri atomi è ben espressa nei non metalli forti (alogeni, ossigeno). I metalli forti (sodio, potassio, litio, calcio, altri elementi alcalini e alcalino terrosi) hanno proprietà opposte.

Determinazione dello stato di ossidazione

Lo stato di ossidazione è la carica che un atomo acquisterebbe se gli elettroni che partecipano alla formazione del legame fossero completamente spostati su un elemento più elettronegativo. Esistono sostanze che non hanno una struttura molecolare (alogenuri di metalli alcalini e altri composti). In questi casi lo stato di ossidazione coincide con la carica dello ione. La carica condizionale o reale mostra quale processo è avvenuto prima che gli atomi acquisissero la loro carica stato attuale. Uno stato di ossidazione positivo è totale elettroni che sono stati rimossi dagli atomi. Un numero di ossidazione negativo è uguale al numero di elettroni acquistati. Cambiando lo stato di ossidazione di un elemento chimico, si giudica cosa succede ai suoi atomi durante la reazione (e viceversa). Il colore di una sostanza determina quali cambiamenti si sono verificati nello stato di ossidazione. I composti del cromo, del ferro e di numerosi altri elementi, nei quali presentano valenze diverse, sono colorati in modo diverso.

Valori dello stato di ossidazione negativo, nullo e positivo

Si formano sostanze semplici elementi chimici con lo stesso valore EO. In questo caso gli elettroni di legame appartengono ugualmente a tutte le particelle strutturali. Pertanto, dentro sostanze semplici gli elementi non sono caratterizzati da uno stato di ossidazione (H 0 2, O 0 2, C 0). Quando gli atomi accettano elettroni o la nube generale si sposta nella loro direzione, le cariche vengono solitamente scritte con un segno meno. Ad esempio, Fa -1, O -2, Do -4. Donando elettroni, gli atomi acquisiscono una carica positiva reale o formale. Nell'ossido OF2 l'atomo di ossigeno cede un elettrone ciascuno a due atomi di fluoro e si trova nello stato di ossidazione O+2. In una molecola o in uno ione poliatomico, si dice che gli atomi più elettronegativi ricevono tutti gli elettroni di legame.

Lo zolfo è un elemento che presenta diverse valenze e stati di ossidazione

Gli elementi chimici dei sottogruppi principali spesso presentano una valenza inferiore pari a VIII. Ad esempio, la valenza dello zolfo nell'idrogeno solforato e nei solfuri metallici è II. Un elemento è caratterizzato da una valenza intermedia e massima nello stato eccitato, quando l'atomo cede uno, due, quattro o tutti e sei gli elettroni e presenta rispettivamente le valenze I, II, IV, VI. Gli stessi valori, solo con segno meno o più, hanno gli stati di ossidazione dello zolfo:

• nel solfuro di fluoro dona un elettrone: -1;
• nell'idrogeno solforato il valore più basso: -2;
• nello stato intermedio del biossido: +4;
• in triossido, acido solforico e solfati: +6.

Nel suo stato di ossidazione più elevato, lo zolfo accetta solo elettroni; nel suo stato inferiore presenta forti proprietà riducenti. Gli atomi S+4 possono agire come agenti riducenti o agenti ossidanti nei composti, a seconda delle condizioni.

Trasferimento di elettroni nelle reazioni chimiche

Quando si forma un cristallo di cloruro di sodio, il sodio dona elettroni al cloro più elettronegativo. Gli stati di ossidazione degli elementi coincidono con le cariche degli ioni: Na +1 Cl -1. Per molecole create dalla socializzazione e dallo spostamento coppie di elettroni ad un atomo più elettronegativo sono applicabili solo i concetti di carica formale. Ma possiamo supporre che tutti i composti siano costituiti da ioni. Quindi gli atomi, attraendo gli elettroni, acquisiscono una carica negativa condizionale e, cedendoli, una carica positiva. Nelle reazioni indicano quanti elettroni vengono spostati. Ad esempio, nella molecola di anidride carbonica C +4 O - 2 2, l'indice indicato nell'angolo in alto a destra del simbolo chimico del carbonio riflette il numero di elettroni rimossi dall'atomo. L'ossigeno in questa sostanza è caratterizzato da uno stato di ossidazione pari a -2. L'indice corrispondente al segno chimico O è il numero di elettroni aggiunti nell'atomo.

Come calcolare gli stati di ossidazione

Contare il numero di elettroni donati e acquistati dagli atomi può richiedere molto tempo. Le seguenti regole facilitano questo compito:

1. Nelle sostanze semplici gli stati di ossidazione sono nulli.
2. La somma dell'ossidazione di tutti gli atomi o ioni in una sostanza neutra è zero.
3. In uno ione complesso la somma degli stati di ossidazione di tutti gli elementi deve corrispondere alla carica dell'intera particella.
4. Un atomo più elettronegativo acquisisce uno stato di ossidazione negativo, che viene scritto con un segno meno.
5. Gli elementi meno elettronegativi ricevono stati di ossidazione positivi e vengono scritti con un segno più.
6. L'ossigeno generalmente presenta uno stato di ossidazione pari a -2.
7. Per l'idrogeno il valore caratteristico è: +1; negli idruri metallici si trova: H-1.
8. Il fluoro è il più elettronegativo di tutti gli elementi e il suo stato di ossidazione è sempre -4.
9. Per la maggior parte dei metalli, i numeri di ossidazione e le valenze sono gli stessi.

Stato di ossidazione e valenza

La maggior parte dei composti si formano come risultato di processi redox. La transizione o lo spostamento degli elettroni da un elemento all'altro porta ad un cambiamento nel loro stato di ossidazione e valenza. Spesso questi valori coincidono. La frase “valenza elettrochimica” può essere usata come sinonimo del termine “stato di ossidazione”. Ma ci sono delle eccezioni, ad esempio nello ione ammonio l'azoto è tetravalente. Allo stesso tempo, l'atomo di questo elemento si trova nello stato di ossidazione -3. Nelle sostanze organiche il carbonio è sempre tetravalente, ma gli stati di ossidazione dell'atomo di C nel metano CH 4, nell'alcol formico CH 3 OH e nell'acido HCOOH hanno valori diversi: -4, -2 e +2.

Reazioni redox

I fattori redox ne includono molti processi critici nell'industria, nella tecnologia, nella natura vivente e inanimata: combustione, corrosione, fermentazione, respirazione intracellulare, fotosintesi e altri fenomeni.

Quando si compilano le equazioni OVR, i coefficienti vengono selezionati utilizzando il metodo della bilancia elettronica, che opera con le seguenti categorie:

• stati di ossidazione;
• l'agente riducente cede elettroni e si ossida;
• l'agente ossidante accetta elettroni e si riduce;
• il numero di elettroni ceduti deve essere uguale al numero di elettroni aggiunti.

L'acquisizione di elettroni da parte di un atomo porta ad una diminuzione del suo stato di ossidazione (riduzione). La perdita di uno o più elettroni da parte di un atomo è accompagnata da un aumento del numero di ossidazione dell'elemento a seguito di reazioni. Per l'ORR che scorre tra gli ioni elettroliti forti V soluzione acquosa, più spesso non utilizzano una bilancia elettronica, ma un metodo a mezza reazione.