Numero di ossidazione degli elementi del gruppo IVA: una panoramica completa
Gli elementi del gruppo IVA, noti anche come gruppo 14, sono caratterizzati da un numero di ossidazione +4. Tuttavia, i composti dello stagno e del piombo mostrano spesso il numero di ossidazione +2, introducendo un’interessante dinamica nella chimica di questi elementi.
I membri del gruppo 14 includono il Carbonio, il Silicio, il Germanio, lo Stagno e il Piombo. Scendendo dall’alto verso il basso lungo il gruppo, questi elementi mostrano una maggiore tendenza rispetto ai primi a formare composti in cui presentano il numero di ossidazione +2.
In particolare, i composti dello stagno e del piombo mostrano spesso il numero di ossidazione +2, come nel cloruro di stagno (II) SnCl2, nell’ossido di piombo (II) PbO e in numerosi altri composti. Tuttavia, è importante sottolineare che il numero di ossidazione prevalente nei composti dello stagno è +4, mentre nel piombo, ultimo elemento del gruppo, è +2.
Il numero di ossidazione caratteristico degli elementi del gruppo IVA è +4. Ad esempio, si osserva in CCl4, SiCl4 e SnO2. Tuttavia, è importante notare che il carbonio, nei composti organici, può presentare numeri di ossidazione sia positivi che negativi, come nel metano CH4, in cui ha numero di ossidazione -4.
A differenza degli altri membri del gruppo, il carbonio mostra un numero di ossidazione +2 nel monossido di carbonio (CO), che è un energico riducente in quanto viene facilmente ossidato a biossido di carbonio CO2, in cui il carbonio ha numero di ossidazione +4, termodinamicamente più stabile. Ad esempio, il monossido di carbonio riduce molti ossidi metallici in molte reazioni a livello industriale.
Lo stagno forma composti in cui è presente come stagno (II) e come stagno (IV); quest’ultimo numero di ossidazione è il più stabile tra i due. Ciò implica che i composti contenenti stagno (II) possono essere ossidati spontaneamente a composti contenenti stagno (IV). Ad esempio, una soluzione contenente ioni Sn2+ riduce una soluzione contenente iodio a ioduro, ossidandosi a Sn4+. In modo simile, lo stagno (II) riduce il ferro (III) a ferro (II). Inoltre, lo ione Sn2+ viene ossidato dal permanganato di potassio in ambiente acido a Sn4+, e tale reazione può essere utilizzata nelle titolazioni permanganometriche per la determinazione della concentrazione di Sn2+.
Per il piombo, il numero di ossidazione più stabile è +2, e quindi si ha una forte tendenza da parte dei composti in cui il piombo ha numero di ossidazione +4 a dare composti in cui il piombo ha numero di ossidazione +2.
In sintesi, gli elementi del gruppo IVA presentano un’interessante variabilità nella loro chimica ossidativa, con complessi equilibri che influenzano la formazione di numerose specie chimiche.
