Il metodo della variazione del numero di ossidazione è uno dei due procedimenti usati per bilanciare una reazione redox (l’altro è il metodo delle semireazioni).

Questo metodo prevede i seguenti passaggi:

• assegnare il numero di ossidazione a tutte le specie chimiche presenti
• individuare le due specie chimiche in cui il numero di ossidazione cambia
• bilanciare le due specie chimiche
• calcolare il numero di elettroni acquistati e ceduti dalle due specie chimiche
• bilanciare gli elettroni acquistati e ceduti (cioè fare in modo che il numero di elettroni acquistati sia uguale al numero di elettroni ceduti)
• bilanciare tutte le altre specie chimiche

Un esempio di metodo della variazione del numero di ossidazione

Facciamo un esempio pratico:

H₂SO₄ + NaI → NaIO₃ + SO₂ + H₂O

Innanzitutto, assegniamo a ciascuna specie chimica il giusto numero di ossidazione (per farlo, basta seguire le regole per l’assegnazione del numero di ossidazione):

Come possiamo notare, le due specie chimiche in cui il n.o. cambia sono S e I:

• il n.o. di S passa da +6 a +4
• il n.o. di I passa da -1 a +5

Ricordiamoci che l’elemento in cui il n.o. aumenta è quello che si ossida (in questo caso S), mentre l’elemento in cui il n.o. diminuisce è quello che si riduce (in questo caso I).

A questo punto controlliamo il numero di atomi di S e di I e, se ce n’è bisogno, bilanciamo entrambe le specie chimiche con gli opportuni coefficienti stechiometrici.

Dato che sia S sia I hanno un atomo tra i reagenti e un atomo tra i prodotti, non dobbiamo fare alcuna aggiunta.

Adesso calcoliamo il numero di elettroni acquistati e ceduti.

Dato che per ogni elettrone acquistato il n.o. diminuisce di 1, mentre per ogni elettrone ceduto il n.o. aumenta di 1, sappiamo che:

• S ha acquistato 2 elettroni (da +6 è passato a +4)
• I ha ceduto 6 elettroni (da -1 è passato a +5)

Qualora una specie chimica abbia un indice diverso da 1, dobbiamo moltiplicare il suo n.o. per il suo indice. Se avessimo ad esempio S₂ al posto di S, dovremmo moltiplicare +6 per 2 e +4 per 2, per cui il suo n.o. passerebbe da +12 tra i reagenti a +8 tra i prodotti.

Questa cosa va fatta anche in caso di coefficiente stechiometrico diverso da 1. Se avessimo ad esempio un 3 davanti alle specie chimiche che contengono S, dovremmo moltiplicare +6 per 3 e +4 per 3, per cui il suo n.o. passerebbe da +18 tra i reagenti a +12 tra i prodotti.

Terminato questo passaggio, bilanciamo il numero di elettroni acquistati e ceduti. Dato che in qualsiasi reazione redox il numero di elettroni acquistati è sempre uguale al numero di elettroni ceduti, dobbiamo fare in modo che S, che ha acquistato 2 elettroni, ne acquisti 6, cioè tanti quanti quelli ceduti da I.

Per farlo, riduciamo ai minimi termini 6 e 2, moltiplicando poi per ciascun risultato la specie chimica opposta:

\frac{6}{2}=3

\frac{2}{2}=1

Moltiplichiamo quindi per 3 le specie chimiche che contengono S e per 1 le specie chimiche che contengono I:

3H₂SO₄ + NaI → NaIO₃ + 3SO₂ + H₂O

Così facendo, il n.o. di S diventa +18 (cioè + 6 moltiplicato per 3) tra i reagenti e +12 (cioè +4 moltiplicato per 3) tra i prodotti. Pertanto, gli elettroni acquistati da S diventano 6 (cioè 18-12).

A questo punto non ci rimane che bilanciare tutte le altre specie chimiche come in una normale reazione:

3H₂SO₄ + NaI → NaIO₃ + 3SO₂ + 3H₂O