GUÍA Nº1 REACCIONES DE ÓXIDO-REDUCCIÓN...2. El número de oxidación del hidrógeno en un...
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Liceo José Toribio Medina “Diversidad y participación”
Departamento de Ciencias Asignatura: Química Electivo
GUÍA Nº1 REACCIONES DE ÓXIDO-REDUCCIÓN
PRIMER SEMESTRE 2020
Nombre Fecha: Marzo/2020
Curso: 3° Medio ____
Contenidos: Objetivos: 9 Redox. 9 Estados de oxidación. 9 Agente oxidante y agente reductor.
9 Conocer el concepto de número/estado de oxidación (EDO).
9 Determinar el EDO de diferentes elementos. 9 Caracterizar el proceso de óxido-reducción. 9 Determinar agente oxidante y agente reductor.
INSTRUCCIONES GENERALES 9 Lea atentamente cada uno de los contenidos adjuntos en esta guía con la finalidad de
responder los ejercicios planteados al final de este documento. 9 Revise también el ppt disponible en la página web del liceo. 9 Realice las actividades propuestas en su cuaderno. 9 Frente a cualquier duda, enviar las preguntas a su respectiva profesora de asignatura a los
siguientes correos: ¾ Karen Rozas San Martín 3ºF y 3ºG: [email protected]
¾ Daniela Troncoso Ríos 3ºH: [email protected]
¾ Virginia Figueroa Núñez 3º Electivo: [email protected]
INTRODUCCIÓN
Las reacciones de oxidación reducción forman una parte importante del mundo que nos rodea. Abarcan desde la combustión de combustibles fósiles hasta la acción de los blanqueadores de ropa domésticos. Asimismo la mayoría de los elementos metálicos y no metálicos se obtienen de sus minerales por procesos de oxidación-reducción, uno de los fenómenos cotidianos que nos acerca a esta área de la química es la corrosión de los metales, proceso que comprenderás de manera más clara al terminar esta unidad.
¿Sabías que la estatua de la libertad está hecha de cobre? La estatua de la libertad originalmente era de color rojizo. En la actualidad tiene una tonalidad verdosa debido a la oxidación de este metal.
¿Qué condiciones ambientales crees que podrían haber facilitado el proceso de oxidación de esta estatua?
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REACCIONES REDOX
Ocurren reacciones de oxidación -reducción (redox) cuando las sustancias que se combinan intercambian electrones. De manera simultánea, con dicho intercambio, tiene lugar una variación en el número de oxidación (estado de oxidación) de las especies químicas que reaccionan.
¿Qué hecho denota que se han transferido electrones?
Una reacción es de óxido-reducción o REDOX siempre y cuando en ella se den las reacciones de oxidación y reducción simultáneamente, es decir, en la misma reacción una de las especies pierde electrones (se oxida) y la otra los capta (se reduce).
El hecho que demuestra que una especie se ha oxidado o reducido, es el cambio del estado de oxidación, por lo tanto una reacción química será REDOX cuando el estado de oxidación de una especie aumenta y el de otra especie disminuye.
¿Qué es el estado de oxidación (EDO)?
A cada átomo de un compuesto se le asigna un número de oxidación, que se define como el número de electrones ganados o perdidos en una reacción redox.
Para determinar el estado de oxidación de diferentes elementos es necesario conocer las siguientes reglas:
1. El número de oxidación de los elementos en estado libre es 0.
Ejemplos: Naº, Cuº, Feº, H2º, Cl2º, N2º, O2º, P4º, Seº
2. El número de oxidación del hidrógeno en un compuesto es +1, salvo en los hidruros metálicos, donde es –1.
3. El número de oxidación del oxígeno en un compuesto es –2, salvo en los peróxidos, donde es –1.
4. El estado de oxidación para iones monoatómicos tales como Na+, Cl-, Mg+2, etc, será igual a su carga.
Ejemplos: Na = +1; Cl- =-1; Mg2+ =+2
5. El número de oxidación de:
9 los metales alcalinos (Grupo 1) en un compuesto es +1
9 los alcalinotérreos (Grupo 2) en un compuesto es +2
9 los térreos (Grupo 13) en un compuesto es +3.
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5. El número de oxidación negativo de los halógenos (Grupo 17) en un compuesto es –1.
6. Los metales presentan estados de oxidación positivos y los no metales pueden presentar valores positivos o negativos.
Cálculo del Estado de oxidación (EDO)
Se podrá realizar considerando los puntos antes mencionados y realizando ecuaciones sencillas, considerando que la suma algebraica de los números de oxidación de todos los átomos en la fórmula química de un compuesto es cero y la suma algebraica de los números de oxidación de todos los átomos en la fórmula química de un ión poliatómico es igual a la carga del ión.
Veamos algunos ejemplos:
2 ∗ (𝐸𝐷𝑂 𝑑𝑒 𝐻) + 𝑥 (𝐸𝐷𝑂 𝑑𝑒 𝑆) + 4 ∗ (𝐸𝐷𝑂 𝑑𝑒 𝑂) = 0
𝑥 (𝐸𝐷𝑂 𝑑𝑒 𝐶) + 3 ∗ (𝐸𝐷𝑂 𝑑𝑒 𝑂) = −2
𝑥 + 3(−2) = −2
𝑥 − 6 = −2
𝑥 = −2 + 6
𝑥 = +4
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OXIDACIÓN
Un átomo, una molécula o ion se oxida cuando pierde electrones, estos electrones son liberados y transferidos a otra sustancia.
En general, la ecuación de oxidación se expresa a continuación.
Ejemplo:
Observa que los electrones se ponen en derecha pues son liberados y el estado de oxidación sube de 0 a +2.
REDUCCIÓN
Un átomo, una molécula o ion se reduce cuando gana electrones.
En general, la ecuación de reducción se expresa a continuación.
Ejemplo:
Observa que los electrones se ponen a la izquierda pues son captados y el estado de oxidación baja de +2 a 0.
EVALUANDO LO APRENDIDO
y Determine el estado de oxidación de los átomos marcados:
¾ H2
¾ He
¾ Kr
¾ H2O
¾ MgO
¾ K2O
¾ H3PO3
¾ SnO+2
n+M M + ne�o
X + ne X� �o
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AGENTE OXIDANTE Y AGENTE REDUCTOR
Como se mencionó en páginas anteriores, las reacciones REDOX están conformadas por un proceso de oxidación (pérdida de electrones) y otro proceso de reducción (ganancia de electrones) con una característica importante: AMBOS PROCESOS DEBEN OCURRIR DE MANERA SIMULTÁNEA. Por esta razón nacen los conceptos de agente oxidante y agente reductor.
El reactivo o sustancia que experimenta oxidación (Especie oxidada), cede electrones y permite que otra especie se reduzca, por lo tanto será llamado AGENTE REDUCTOR.
El reactivo o sustancia que experimenta reducción (Especie reducida), capta electrones y permite que otra especie se oxide, por lo tanto será llamado AGENTE OXIDANTE.
Sintetizando
Oxidación
Pierde electrones
Sube el EDO
Los electrones se ubican a la
derecha (después de la flecha)
Agente reductor
Reducción
Gana electrones
Baja el EDO
Los electrones se ubican a la
izquierda (antes de la flecha)
Agente oxidante
Es decir, el agente oxidante es el que se reduce y el agente reductor es el que se oxida.
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Veamos un ejemplo:
x Para la siguiente reacción, determine la sustancia que se oxida y que se reduce, además mencione el agente oxidante y el agente reductor.
Fe + Cu+2 Æ Fe+2 + Cu
9 La reacción anterior se puede considerar como una reacción redox porque los procesos de oxidación y reducción ocurren simultáneamente (una especie sube su EDO y otra lo baja).
9 El Hierro (Fe) sufre una oxidación, ya que pierde 2 electrones y cambia su estado de oxidación de 0 a +2. Por lo tanto, es el agente reductor.
9 El Cobre (Cu+2) sufre una reducción, ya que gana 2 electrones y cambia su estado de oxidación de +2 a 0. Por lo tanto, es el agente oxidante.
EVALUANDO LO APRENDIDO
x Para las siguientes reacciones, determine la sustancia que se oxida, la que se reduce, el agente oxidante y el agente reductor. a) Zn+2 + Cu Æ Zn + Cu +2
b) 4Fe + 3O2 Æ 2Fe2O3 Dato: En este caso, los coeficientes estequiometricos (4, 3 y 2) no se consideran para realizar el
ejercio, se obvian.
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ACTIVIDAD: Resuelve en tu cuaderno los siguientes ejercicios 1. Determine el estado de oxidación de los átomos requeridos (no olvides consultar las reglas y
la tabla periódica).
Compuesto Desarrollo de la ecuación Estado de oxidación (EDO)
1. C en CH4
2. C en CO2
3. Cl en HClO4
4. P en H3PO3
5. Cr en Cr2O7-2
6. Sn en SnO+2
7. N en HNO3
8. N en NO2
9. Mn en KMnO4
10. N en NH4+
11. C en NaHCO3
12. S en Na2S
13. S en SO3
14. Br en NaBrO3
15. Sn en SnCl4
16. Se-2
17. Fe+2
18. S6
19. Fe
20. Ni+3
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2. Identifique la sustancia que se oxida, la sustancia que se reduce, el agente oxidante y agente reductor en las siguientes reacciones.
a) Zn + HCl Æ ZnCl2 + H2
b) Cl2 + 2I- Æ I2 + Cl-
c) MnO2 + HCl Æ MnCl2 + Cl2 + H2O
3. Verdadero o falso: Según las siguientes reacciones redox y sus respectivas afirmaciones, mencione con una V si la afirmación es correcta y una F, si es incorrecta. Justifique las falsas.
CuSO4 + Zn Æ ZnSO4 + Cu (Dato: Considere el EDO del S=+6 para este ejercicio)
Cálculos
a) ____ El estado de oxidación del Cu en el compuesto CuSO4 es +1. ________________________________________________________________________
b) ____ El agente oxidante de la reacción es Cu+2 ________________________________________________________________________
c) ____ El estado de oxidación del Zn cambió de +2 a 0. ________________________________________________________________________
d) ____ El cobre (Cu+2) se oxida. ________________________________________________________________________
e) ____ Durante la reacción el azufre (S) no cambia su estado de oxidación. ________________________________________________________________________
f) ____ El estado de oxidación del Zn en el compuesto ZnSO4 es +2. ________________________________________________________________________
¿Quién se oxida? ¿Quién se reduce? Agente oxidante: Agente reductor
¿Quién se oxida? ¿Quién se reduce? Agente oxidante: Agente reductor
¿Quién se oxida? ¿Quién se reduce? Agente oxidante: Agente reductor
Bi Ag -3--9