Importan cia de las reacciones redox

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Published on March 9, 2014

Author: almamaite

Source: slideshare.net

Reacciones de Oxidación y reducción

IDEAS PREVIAS ¿Qué fenómeno ocurre cuando prendes una estufa a gas licuado? ¿Por qué se forma herrumbre en clavos o alambres de hierro?

• Existen muchos fenómenos a tu alrededor y en tu cuerpo relacionado con los procesos REDOX. Reducción del CO2 Oxidación de combustibles Oxidación de metales Oxidación de nutrientes

• La disciplina que estudia las leyes que rigen los procesos redox y su relación con la producción de electricidad se llama electroquímica.

Reacciones de Oxidación reducción Son reacciones químicas en las que hay transferencia de electrones. Un elemento cede electrones y el otro recibe los electrones.

OXIDACIÓN Se produce pérdida de electrones El número de oxidación aumenta REDUCCIÓN Se produce ganancia de electrones El número de oxidación disminuye

• Produce la oxidación. • Es el que se reduce • Produce la reducción. • Es el que se oxida

Concepto de oxidación y reducción • Un elemento se oxida cuando cede o pierde electrones. Por lo tanto, su número de oxidación aumenta • Un elemento se reduce cuando capta o gana electrones. Por lo tanto, su estado de oxidación disminuye

Reacciones de oxidación-reducción • Una reacción de oxidación-reducción (redox) es un proceso químico en el que dos sustancias intercambian electrones • Un oxidante es una sustancia que oxida a otra: el oxidante se reduce mientras que el otro reactivo se oxida. • Un reductor a la sustancia que reduce a otra: el propio reductor se oxida mientras que el otro reactivo se reduce

Oxidación • Es una reacción química muy poderosa donde un elemento cede electrones, y por lo tanto aumenta su estado de oxidación. Se debe tener en cuenta que en realidad una oxidación o una reducción es un proceso por el cual cambia el estado de oxidación de un compuesto. Este cambio no significa necesariamente un intercambio de electrones. Fe+2 + e− → Fe+3

Reducción • En química, reducción es el proceso electroquímico por el cual un átomo o ión gana electrones. Implica la disminución de su estado de oxidación. Este proceso es contrario al de oxidación. Cu+2 + e− → Cuo

Número o estado de Oxidación. => -6 -5 -4 -3 -2 SE REDUCE -1 0 1 2 3 4 5 6 7 => -7 SE OXIDA 14

Reacciones Ácido base v/s reacciones REDOX Ácido - base Óxido - reducción Se producen debido a la transferencia de protones (H+) desde una sustancia ácida a una básica. Se deben principalmente a la transferencia de electrones (e-) entre una especie química a otra, en forma simultánea.

Concepto de oxidación y reducción Oxidación: • Un átomo o ion se oxida • Aumenta su estado de oxidación • Cede o pierde electrones Agente Reductor: Es la especie química que se oxida, es decir, la que cede electrones.

Reducción: • Un átomo o ion se reduce • Disminuye su estado de oxidación • Gana o acepta electrones Agente Oxidante: Es la especie química que se reduce, es decir, la que acepta electrones.

Observaciones • En los procesos de óxido reducción, la transferencia de electrones ocurre siempre desde un agente reductor a un agente oxidante.

Esquematizando los conceptos • Semireacción de oxidación  Semireacción de reducción

Estado o número de oxidación • Se define como la carga asignada a cada átomo que forma de un compuesto. • Indica la cantidad de electrones que podría ganar, perder o compartir en la formación de un compuesto. • Para determinar el estado de oxidación se debe seguir las siguientes reglas.

Reglas para determinar Estado de oxidación 1. El estado de oxidación de cualquier átomo en estado libre, es decir, no combinado, y moléculas biatómicas es CERO. Elementos no combinados Moléculas biatómicas Cu, Al, Ar, Ag H2, O2, Cl2, Br2

Reglas para determinar Estado de oxidación 2. El estado de oxidación del hidrógeno es +1, excepto en el caso de los hidruros (MHv), donde es -1. Ácidos H2SO4 +1 Hidruros NaH -1

Reglas para determinar Estado de oxidación • El estado de oxidación del oxígeno en la mayoría de los compuestos es -2, excepto en los peróxidos (M2O2v) donde es -1 y cuando se encuentra unido con el flúor, donde actúa con estado de oxidación +2. Peróxidos Con Fluor Na2O2 F2O -1 +2

Reglas para determinar Estado de oxidación • En los iones simples, cationes (+) y aniones (-), el estado de oxidación es igual a la carga del ion. • Ejemplos: Cationes Aniones Cu2+ = +2 Cl- = -1 Na+ = +1 S2- = -2

• El desplazamiento de los electrones va del ánodo al cátodo, ahí los reciben los iones Cu+2 los cuales se reducen y se adhieren a la lámina metálica de cobre del cátodo. A su vez se produce un desequilibrio de las cargas eléctricas en ambos vaso, esta es compensada con la acción del puente salino, el cual generalmente está formado por una solución iónica, como el KCl. El voltímetro da cuenta del flujo electrónico

Pilas galvánicas: pila Danielli. • Pila galvánica: dispositivo que transforma energía química en energía eléctrica • Cátodo: reducción Cu2+ + 2 eCu • Ánodo: oxidación  Zn Zn2+ + 2 e-

Potencial normal de reducción • Par redox: dos especies químicas relacionadas entre sí por un proceso de intercambio de electrones • Potencial de electrodo: magnitud que mide la parte de energía suministrada en la reacción de reducción de un par redox • Electrodo de referencia de hidrógeno: electrodo de referencia cuyo potencial de referencia es nulo

Ejemplos de Ejercicio de Oxidación Reducción

clic

1.

Cuando un elemento aumenta su número de oxidación o pierde electrones, se dice que se oxidó. Por lo tanto, la oxidación es la perdida de electrones por parte de un elemento o el aumento del número de oxidación que se puede traducir en un aumento de cargas positivas.

Ejemplo: Mg 0 Mg 2 2e

Cuando un elemento disminuye su número de oxidación o gana electrones se dice que se redujo. Por lo tanto, la reducción es la ganancia de electrones por parte de un elemento o la disminución en el número de oxidación, lo que puede llevar al aumento de cargas negativas o disminución de cargas positivas.

Ejemplo: Cr 6 3e Cr 3

El elemento que sufre la oxidación o reducción puede, estar formando parte de un compuesto, tenemos que: 1. Agente Reductor: Es el compuesto que contiene al elemento que se oxida, es decir, al que pierde electrones o aumenta su número de oxidación. 2. Agente Oxidante: Es el compuesto que contiene al elemento que se reduce, es decir, al que gana electrones o disminuye su número de oxidación.

El elemento que sufre la oxidación o reducción puede, estar formando parte de un compuesto, tenemos que: Ejemplo: HMnO 4 NO2 MnO2 Semi-reacción de Oxidación: N 4 N5 Semi-reacción de Reducción: Mn7 3e Agente Reductor: NO2 Agente Oxidante: HMnO 4 HNO 3 e Mn4

2.

1. H 2Cr2O7 HI Cr2O3 Semi-reacción de Oxidación: 2I I2 Semi-reacción de Reducción: Cr 6 3e Agente Reductor: Agente Oxidante: HI H 2 Cr2 O7 2e Cr 3 I3

1. H 2 Cr2 O7 HI MnO2 Semi-reacción de Oxidación: 2I Semi-reacción de Reducción: Cr Agente Reductor: Agente Oxidante: HI H 2 Cr2 O7 I2 6 3e HNO 3 2e Cr 3

1. H 2 Cr2 O7 HI MnO2 Semi-reacción de Oxidación: 2I I2 Semi-reacción de Reducción: Cr 6 3e Agente Reductor: Agente Oxidante: HI H 2 Cr2 O7 HNO 3 2e Cr 3

1. H 2 Cr2 O7 HI MnO2 Semi-reacción de Oxidación: 2I Semi-reacción de Reducción: Cr Agente Reductor: Agente Oxidante: HI H 2 Cr2 O7 I2 6 3e HNO 3 2e Cr 3

1. H 2 Cr2 O7 HI MnO2 Semi-reacción de Oxidación: 2I Semi-reacción de Reducción: Cr Agente Reductor: Agente Oxidante: HI H 2 Cr2 O7 I2 6 3e HNO 3 2e Cr 3

2. Cu HNO 3 CuO Semi-reacción de Oxidación: Cu Semi-reacción de Reducción: N Agente Reductor: Cu Agente Oxidante: HNO 3 Cu 5 3e NO 2 2e N 2

2. Cu HNO 3 CuO Semi-reacción de Oxidación: N Cu 2 Cu Semi-reacción de Reducción: Agente Reductor: Cu Agente Oxidante: HNO 3 NO 5 2e 3e N 2

2. Cu HNO 3 CuO Semi-reacción de Oxidación: Cu Semi-reacción de Reducción: N5 Agente Reductor: Cu Agente Oxidante: HNO 3 Cu 3e NO 2 2e N2

2. Cu HNO 3 CuO Semi-reacción de Oxidación: Cu Semi-reacción de Reducción: N Agente Reductor: Cu Agente Oxidante: HNO 3 Cu 5 3e NO 2 2e N 2

2. Cu HNO 3 CuO Semi-reacción de Oxidación: Cu Semi-reacción de Reducción: N Agente Reductor: Cu Agente Oxidante: HNO 3 Cu 5 3e NO 2 2e N 2

Las reacciones químicas respetan el principio de la conservación de la masa y de la energía, por lo tanto, los electrones perdidos en la oxidación se ganan en la reducción, es decir, los electrones perdidos por el reductor son ganados por el oxidante. Ambos procesos oxidación y reducción son simultáneos y opuestos. En resumen una reacción redox, se expresa de la siguiente manera:

Oxidación: Reducción: reductor1 oxidante2 REDOX: reductor1 ne oxidante2 oxidante1 ne reductor2 oxidante1 reductor1

Ejemplo 1: 3N 4 Oxidación: Mn7 Reducción: REDOX: 3N 4 3N 5 3e Mn4 Mn7 3N 5 3e / 3 Mn4

Ejemplo 2: Oxidación: 6I 3I 2 6e 2Cr 6 Reducción: 6e 2Cr 3 / 2 REDOX: 6I 2Cr 6 3I 2 2Cr 3

3.

1. MnO Oxidación: 2Mn Reducción: HBiO 3 2 5Bi5 REDOX: 2Mn2 2Mn7 10e 5Bi5 HMnO 4 10e 5Bi3 2Mn7 5Bi3 Bi 2 O3

1. MnO Oxidación: 2Mn Reducción: HBiO 3 2 5Bi5 REDOX: 2Mn2 2Mn7 10e 5Bi5 HMnO 4 10e 5Bi3 2Mn7 5Bi3 Bi 2 O3

1. MnO Oxidación: 2Mn Reducción: HBiO 3 2 5Bi5 REDOX: 2Mn2 2Mn7 10e 5Bi5 HMnO 4 10e 5Bi3 2Mn7 5Bi3 Bi 2 O3

1. MnO Oxidación: 2Mn Reducción: HBiO 3 2 5Bi5 REDOX: 2Mn2 2Mn7 10e 5Bi5 HMnO 4 10e 5Bi3 2Mn7 5Bi3 Bi 2 O3

2. HNO 3 Oxidación: 4 As3 Reducción: N5 AsO 2 REDOX: 4 As3 NH 4 4 As5 8e N5 8e N3 4 As5 N3 AsO 4 3

2. HNO 3 Oxidación: 4 As3 Reducción: N5 AsO 2 REDOX: 4 As3 NH 4 4 As5 8e N5 8e N3 4 As5 N3 AsO 4 3

2. HNO 3 Oxidación: 4 As3 Reducción: N5 AsO 2 REDOX: 4 As3 NH 4 4 As5 8e N5 8e N3 4 As5 N3 AsO 4 3

2. HNO 3 Oxidación: 4 As3 Reducción: N5 AsO 2 REDOX: 4 As3 NH 4 4 As5 8e N5 8e N3 4 As5 N3 AsO 4 3

3. PH 3 I2 P3 Oxidación: P Reducción: 2 I 2 REDOX: P3 H 3 PO2 2I 2 4e 4e 4I P 4I HI

3. PH 3 I2 P3 Oxidación: P Reducción: 2 I 2 REDOX: P3 H 3 PO2 2I 2 4e 4e 4I P 4I HI

3. PH 3 I2 P3 Oxidación: P Reducción: 2 I 2 REDOX: P3 H 3 PO2 2I 2 4e 4e 4I P 4I HI

3. PH 3 I2 P3 Oxidación: P Reducción: 2 I 2 REDOX: P3 H 3 PO2 2I 2 4e 4e 4I P 4I HI

Mapa Conceptual

TAREA: No olvides traer tu bitácora para calificarte

Ejercicios Determine el estado de oxidación de: • P en el H3PO3 • N en el NH2OH • S en el H2SO3 • Cl en el KClO3 • S en el Na2S • Cr en el Cr2O72• Mn en el MnO42-

Pon a prueba lo aprendido • Identifica en cada semi-reacción siguiente, si corresponde a proceso de oxidación o reducción. a) b) c) d) e) f) _____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________

Elaborado por: Mtra. Alma Maité Barajas Cárdenas E.S.T. #107 CIENCIAS III 2014©almamaitebarajascardenas

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