Estados de oxidación y Ecuación química

Javier Andres Navarro Iglesias

Quimica

Instituto IACC

28 de Agosto 2014

Desarrollo

1.- Coloque el coeficiente numérico que corresponda delante de cada molécula, para equilibrar

cada una de las reacciones químicas.

a) 2 Mg + O2 2 MgO

Al observar la reacción dada : Mg + O2 MgO , se aprecia que está desequilibrada o no

cumple con la ley de conservación de la material, puesto que en los reactantes existe 1 átomo de

magnesio y dos átomos de oxígeno, mientras que en los productos existe 1 átomo de oxígeno

menos.

Para igualar el número de átomos es necesario escribir un coeficiente 2 para el magnesio en el

lado izquierdo de la reacción y un coeficiente 2 para el óxido de magnesio , MgO, en el lado

derecho de la reacción, de esta forma existen en cada lado el mismo número de átomos:

2 de magnesio y 2 de oxígeno.

Estequiometricamente podemos interpretar esta ecuación química reconociendo que nivel

atómico o molecular. “ 2 átomos de magnesio reaccionan exactamente con 1 molécula de

oxígeno para formar 2 moléculas de óxido de magnesio”; o bien a nivel de laboratorio:

“ 2 moles de magnesio reaccionan con 1 mol de oxígeno para formar 2 moles de óxido de

magnesio”.

b) SO3 + H2O → H2SO4

Esta reacción es al mismo tiempo una ecuación química, pues el número de átomos de cada

elemento es el mismo entre reactantes y productos, luego no es necesario escribir ningún

coeficiente estequiométrico.

La ecuación nos muestra que : “Una molécula de oxido de azufre (VI) reacciona con una

molécula de agua para formar una molécula de ácido sulfúrico” ; o bien : “ 1 mol de óxido de

azufre (VI) reacciona exactamente con 1 mol de agua para formar 1 mol de ácido sulfúrico”

c) 4 Al + 3 O2 2 Al2O3

En este ejemplo se debe insertar un coeficiente 4 delante del símbolo del aluminio, un 3 delante

de la fórmula del agua y un 2 delante del producto óxido de aluminio, existiendo en total en cada

miembro de esta reacción: 4 átomos de aluminio, y 6 átomos de oxígeno”.

Estequiometricamente esta reacción nos muestra que “ 4 moles de aluminio reaccionan

exactamente con 3 moles de oxígeno para formar 2 moles de óxido de aluminio”

2.- Calcule los estados de oxidación de cada átomo de las sustancias que se presentan a

continuación.

Nota: El puntaje será otorgado en su totalidad, cuando los estados de oxidación de todos los

átomos componentes de la molécula, estén correctamente calculados. En caso de estar

calculados correctamente sólo de manera parcial, será evaluado con 0,1 puntos el ejercicio.

+1 x -2a) Na3PO4 Na3PO4

+3 + x -8 = 0 x = +8 -3

x = +5

La fórmula Na2PO4 representa a una molécula de fosfato de sodio eléctricamente neutra, luego

se debe aplicar la regla general que establece que “la suma de los estados de oxidación de todos

los átomos que forman a una molécula debe ser igual a cero”.

Como está formada por sodio sabemos que este elemento presenta siempre estado de oxidación

+1 por cuanto es un metal alcalino perteneciente al grupo IA del sistema periódico. Para el

oxígeno aplicamos la regla general que este elemento presenta en casi todos sus compuestos

estado de oxidación -2 , puesto que este compuesto es una oxisal y no corresponde a un peróxido

o superóxido, en los cuales presenta estado de oxidación -1 y -1/2 respectivamente.

Átomo Estado deoxidación

Na +1P +5O -2

Con esto se establece una ecuación de primer grado y resuelve como se ilustra al costado derecho

superior

+1 x -2b) Li2CO3 Li2 C O3

+2 + x -6 = 0 x = +6 -2 x = +4

Semejante al caso anterior la fórmula Li2CO3 representa a una molécula de carbonato de litio

eléctricamente neutra, luego se debe aplicar la regla general que establece que “la suma de los

estados de oxidación de todos los átomos que forman a una molécula debe ser igual a cero”.

Como está formada por litio sabemos que este elemento presenta siempre estado de oxidación +1

por cuanto es un metal alcalino perteneciente al grupo IA del sistema periódico igual que el

sodio. Para el oxígeno aplicamos nuevamente la regla general que este elemento presenta en casi

todos sus compuestos estado de oxidación -2 , puesto que este compuesto también es una oxisal.

Con esto se establece una ecuación de primer grado y resuelve como se ilustra al costado derecho

superior

+2 xc) MgF2 Mg F2

+2 + 2x = 0 2x = -2 x = 2-/2 x = -1

En este ejemplo la formula MgF2 corresponde a una sal binaria denominada fluoruro de

magnesio y también representa a una molécula eléctricamente neutral, por lo cual volvemos a

aplicar la regla de neutralidad eléctrica molecular anteriormente citada. Al magnesio se anotamos

su estado de oxidación único e igual a +2, característica que presentan todos los metales del

grupo IIA del Sistema periódico y al flúor le asignamos un valor desconocido o “x” y escribimos

Átomo Estado deoxidación

Li +1C +4O -2

Átomo Estado de

Mg +2F -1

la ecuación de primer grado +2 + 2x = 0 desde la cual despejando “x” se obtiene el valor -1 para

el átomo de flúor, elemento que por lo demás, tiene solo este estado de oxidación dada su

estructura electrónica y por ser además el elemento mas electronegativo del Sistema periódico.