ECUACIONES DE OXIDO REDUCCION

NUMERO DE OXIDACION ESTADO DE OXIDACION

OXIDO REDUCCION

REACCIONES DE OXIDO REDUCCION: La mayora de los elementos metlicos se obtienen de sus menas

por procesos de oxidacin o de reduccin.

Las reacciones entre los metales y el oxigeno para formar xidos: 2 Ca(s) + O2(g) 2 CaO (s) Los no metales con el oxigeno para formar xidos: P4(s) + 5 O2 (g) P4O10 (s) Este proceso: clase de reacciones de oxido-reduccin (o redox)

SEMIRREACCIONES

El oxido de calcio un compuesto inico formado por los iones Ca2+ y O2-.

Dos tomos de Ca ceden o transfieren cuatro e- a dos tomos de oxigeno (en O2).

PROCESO: en dos pasos separados Perdida. 4 e- en los dos tomos de Ca Ganancia. 4 e- por una molcula de O2 2 Ca 2 Ca2+ + 4 e- O2 + 4 e- 2 O2-

REACCION GLOBAL

2 Ca + O2 + 4 e- 2 Ca2+ +2 O2- + 4 e- 2 Ca + O2 + 4 e- 2 Ca2+ +2 O2- + 4 e- 2 Ca + O2 2 Ca2+ +2 O2-

PERDIDAD DE ELECTRONES: OXIDACION GANANCIA DE ELECTRONES: REDUCCION El CALCIO SE OXIDA: AGENTE REDUCTOR EL OXIGENO SE REDUCE: AGENTE OXIDANTE

OXIDO REDUCCION: OTROS OXIDANTES No obstante hay reacciones similares, que por semejanza tambin podemos

considerar de oxidacin, como por ejemplo:

Ca + Cl2 CaCl2 Lo que tienen en comn es que en ambas reacciones el calcio cede electrones al

oxgeno y al cloro. Al que pierde electrones se le llama reductor y al que los acepta se le llama oxidante, y por tanto forman un par conjugado redox similar al cidobase:

2eCa + O2 Ca2+ + O2 reductor1 oxidante2 oxidante1 reductor2 2eCa + Cl2 Ca2+ + 2 Cl reductor1 oxidante2 oxidante1 reductor2

El calcio, que es el reductor, pierde electrones y se oxida Ca2+ (oxidante). Es decir, el reductor es quien se oxida y a la semireaccin que tiene lugar se le llama reaccin de oxidacin.

Ca 2e Ca2+ .

OXIDO REDUCCION

Oxidacin Prdida de e Por el contrario, el oxidante ( O2 o Cl2) es el que se reduce

(O2o Cl), y la semireaccin de reduccin es:

Cl2 + 2e 2 Cl Reduccin Es evidente que no puede existir un proceso de oxidacin

o de reduccin aislados, ya que siempre el reductor cede electrones al oxidante, oxidndose el primero y reduciendo al segundo.

NMERO DE OXIDACIN

Algunas veces es complicado darse cuenta de la transferencia de electrones, sobre todo cuando se forman compuestos covalentes.

Para facilitar estos y otros casos se introdujo el concepto de nmero de oxidacin de un elemento en un compuesto como la carga que tendra el elemento si compuesto del que forma parte estuviese formado por iones. Para asignarlo se siguen unas reglas

Reglas para obtener el nmero de oxidacin Nox de un elemento en un compuesto o ion Regla Ejemplos

1. El nmero de oxidacin de cualquier elemento es cero

H2, O2, K, Cu, Ar

1. El nmero de oxidacin de cualquier ion atmico es iguala su carga

Ion bromuro Br-, Nox= 1- Ion plata Ag+Nox= 1+

1. El nmero de oxidacin del hidrogeno siempre es 1+, excepto en los hidruros metlicos, donde es 1-

CH4 hidrogeno Nox= 1+ NaH hidrogeno Nox= 1-

1. El nmero de oxidacin del oxgeno siempre es 2-, excepto en los perxidos, donde es 1-. Otra excepcin se presente en los compuestos con F

H2O oxigeno Nox= 2- H2O2oxigeno Nox= 1-

1. La suma de los nmeros de oxidacin de todos los elementos de un compuesto debe ser cero y en un ion debe ser igual a la carga del mismo

H2O, 2(+1) + 1(-2)= 0 [CO3]2- 1(+4) + 3(-2) = -2

1. En las combinaciones binarias o ternarias entre metales y no metales, el metal tiene nmero de oxidacin positivo y, por lo general, igual al grupo de la tabla peridica al que pertenece (si pasa del grupo 10, se le resta 10)

NaF, Nox del Na=1+, Nox del F=1- MgS,Nox del Mg=2+, Nox del S=2-

EJERCICIOS: NUMERO DE OXIDACION

Asgnese nmeros de oxidacin a todos los elementos en los siguientes compuestos y ion:

a) Li2O b) PF3 c) HNO3 d) Cr2O72-

EJERCICIOS

Ejemplo: a) Dada la reaccin 2 HBr + H2SO4 Br2+ SO2+ 2 H2O obtener el

nmero de oxidacin de cada uno de los elementos que aparecen.

b) Qu elemento se oxida y cual se reduce.

SOLUCION: a) Teniendo en cuenta las reglas anteriores los nmeros de

oxidacin seran bastante evidente. Quiz necesite algo de atencin el azufre. Si tienes en cuenta que hay 2 hidrgenos a +1 y 4 oxgenos a 2, eso da 6 y como la molcula de cido sulfrico debe sumar cero, el azufre debe ser +6.

En el dixido de azufre es ms sencillo, porque como hay 2 oxgenos a 2, eso hace 4 y para que la molcula sume cero, al azufre debe ser +4.

EJERCICIOS +1 1 +1*2 +6 2*4 0 +4 2*2 +1*2 2 2 H Br + H2S O4 Br2+ S O2+ 2 H2O

b) Como puedes ver, el bromo en el bromuro de hidrgeno tienen n.o. 1 y ha pasado a cero, mientras que el azufre ha pasado de +6 a +4: Podemos escribir las ecuaciones por separado como:

2 Br Br2 + 2e Reaccin de oxidacin [S(+6) O4] 2-+ 2e S(+4)O2 Reaccin de reduccin El bromuro ha actuado de reductor que se ha oxidado a bromo

elemental. El azufre del cido sulfrico, especficamente el anin sulfato,

ha actuado de oxidante y se ha reducido a SO2

EJERCICIOS PARA RESOLVER

1) Justifique si los siguientes procesos son redox:

1.1) HCO3+ H+ CO2+ H2O 1.2) I2 + HNO3 HIO3+ NO + H2O Escriba las SEMI REACCIONES (semiecuaciones ) de

oxidacin y de reduccin en el que corresponda.

TIPOS DE REACCIONES REDOX

REACCIONES DE COMBUSTION (Implican al oxigeno) 3 Mg (s) + N2(g) Mg3N2 (s) REACCIONES DE DESCOMPOSICION KClO3 (s) 2 KCl (s) + O2 (g) REACCIONES DE DESPLAZAMIENTO a) Desplazamiento de Hidrogeno: Desplazan al hidrogeno del agua: Me ns1 y algunos ns2

(Ca, Sr,Ba)

Ca(s) + H2O (L) Ca(OH)2 (s) + H2 (g) Los metales menos reactivos Al y Fe

TIPOS DE REACCIONES REDOX 2 Al (s) + 3 H2O (g) Al2O3 (s) + 3 H2(g) Metales que no reaccionan con el agua, desplazan el hidrogeno de los cidos. Cd y Sn no reaccionan con el agua pero si con acido HCl

Sn(s) + 2 HCl SnCl2 (ac) + H2 (g)

b) Desplazamiento metlico

Un Me en un compuesto puede ser desplazado por otro Me al estado libre o combinado

Zn(s) + CuSO4 (ac) ZnSO4 (ac) + Cu(s)

Cu(s) + AgNO3 (ac) CuSO4 (ac) + Ag(s)

BALANCEO DE ECUACIONES DE OXIDO REDUCCION

AJUSTE DE REACCIONES REDOX En toda reaccin qumica se cumple la ley de

conservacin de la masa de Lavoisier, pero adems en una reaccin rdox debe cumplirse el principio de conservacin de la carga y que el nmero de electrones que cede el reductor debe ser igual al que acepta el oxidante.

Existen dos mtodos para ajustar las reacciones redox: Mtodo del nmero de oxidacin Mtodo del ionelectrn

METODO DEL ION ELECTRON Las reacciones tienen lugar en medio acuoso, )como ocurren casi siempre.)

Se escriben las semi REACCIONES inicas de oxidacin y de reduccin del ion donde est el elemento que cambia de nmero de oxidacin.

Por ejemplo: Como el MnSO4 se ioniza en Mn2+ y SO42, si el que cambia de nmero de oxidacin fuera el manganeso la semireaccin sera: Mn2+

Pero si el que cambiara de nmero de oxidacin fuese el azufre tendramos que tomar el in completo, as que sera: SO42

En el caso de molculas covalentes poco polarizadas se escribe la molcula completa en lugar del in que no tendra sentido. Por ejemplo el Cl2, NO2, CO2, etc

Se anota el nmero de electrones ganados o perdidos en funcin de la variacin del nmero de oxidacin del elemento que se oxida o se reduce

Si el medio es cido, se aaden en uno de los miembros tantos H+ como hagan falta y en el otro agua. Si el medio es bsico igual, pero aadiendo OH.

Se multiplican por el nmero necesario para igualar los electrones perdidos y ganados, y se suman, obtenindose los coeficientes de esas especies

EJEMPLO: Ajustar la reaccin KCl + KMnO4 + H2SO4 MnSO4+ K2SO4+ Cl2+ H2O

Las semiereacciones en este caso no se limitan al elemento que cambia de nmero de oxidacin, sino que hay que escribirlas para el ion completo, as seran:

2 Cl Cl20 + 2 e +7 MnO4+ 5 e Mn+2 Ahora aadimos los H+ necesarios para formar agua con todos los oxgenos que hay,

obviamente, como hay 4 oxgenos, pues agregaremos 8H+y se formarn 4 H2O:

2 Cl Cl20 + 2 e +7 MnO4+ 5 e + 8 H+ Mn+2+ 4 H2O y ahora por ltimo multiplicamos cada ecuacin por el nmero necesario para igualar

los electrones perdidos y ganados, as que:

5*(2 Cl Cl2 + 2 e) +7 2*(MnO4+ 5 e + 8 H+ Mn+2+ 4 H2O)

EJEMPLO: Ajustar la reaccin

10 Cl+ 2MnO4+ 16 H+ 2 Mn+2+ 5 Cl2+ 8 H2O esa es la ecuacin inica ajustada. La ecuacin molecular

se obtiene muy fcilmente, sin tener que hacer tanteo:

10 KCl + 2 KMnO4+ 8 H2SO4 2 MnSO4+ 6 K2SO4+ 5 Cl2+ 8 H2O

BALANCEO DE ECUACIONES DE OXIDO REDUCCION

En el laboratorio: OXOANIONES Cromato Dicromato Permanganato Nitrato sulfato

EJERCICIOS PARA RESOLVER

Actividad N 1 Balancear por el mtodo del ion electrn (redox) las

siguientes reacciones:

a) Fe2O3+ CO CO2 + Fe b) HNO3 + SnO SnO2 + NO + H2O c) Na2S2O3+ H2O2 Na2SO4 + H2SO4 + H2O d) FeS2+ O2 Fe2O3 + SO2 e) NH3 + CuO N2 + Cu + H2O

EJERCICIOS PARA RESOLVER Actividad N 2 Balance por el mtodo de ion electrn las siguientes

reacciones qumicas

a) HgCl2 + KI HgI2 + KCl b) NaIO3 + NaI +HCl NaCl + I2 +H2O c) H2SO4 + Zn ZnSO4 + H2S +H20 d) K2Cr2O7 +HCl + KCl CrCl3 + Cl2 + H2O +KOH e) HNO3 + Fe Fe(NO3)2 + NO + H2O f) KNO3 + Cl2 + H20 KClO3 + KCl + HNO3 g) CuSO4 + Al Al2(SO4)3 +Cu

ACTIVIDAD N 3

ECUACIONES DE OXIDO REDUCCION OXIDO REDUCCIONSEMIRREACCIONESREACCION GLOBALOXIDO REDUCCION: OTROS OXIDANTES OXIDO REDUCCIONNMERO DE OXIDACINNmero de diapositiva 8EJERCICIOS: NUMERO DE OXIDACIONEJERCICIOSEJERCICIOSEJERCICIOS PARA RESOLVERTIPOS DE REACCIONES REDOXTIPOS DE REACCIONES REDOXBALANCEO DE ECUACIONES DE OXIDO REDUCCIONMETODO DEL ION ELECTRON EJEMPLO: Ajustar la reaccin EJEMPLO: Ajustar la reaccinBALANCEO DE ECUACIONES DE OXIDO REDUCCIONEJERCICIOS PARA RESOLVEREJERCICIOS PARA RESOLVERNmero de diapositiva 22